水溶性聚磷酸銨的合成工藝研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)肥料工業(yè)的發(fā)展十分迅速。我國(guó)雖然已經(jīng)成為了肥料大國(guó)，卻不是肥料強(qiáng)國(guó)。同時(shí)，我國(guó)目前還是世界上水資源短缺的國(guó)家之一，而農(nóng)業(yè)用水約占總用水量的65％，且水資源的有效利用率較低。滴噴灌技術(shù)節(jié)水效果顯著，易于實(shí)施，開發(fā)與其相匹配的水溶性肥料，更能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。聚磷酸銨是一種含氮、磷的聚磷酸鹽，當(dāng)聚磷酸銨的聚合度小于20時(shí)，具有水溶、緩釋和螯合作用，符合當(dāng)前復(fù)合肥料高效化、液體化、緩效化和多功能化等發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)

2、外對(duì)聚磷酸銨的研究比較成熟，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)上都有了廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的研究起步晚，還沒(méi)有大規(guī)模生產(chǎn)。本課題旨在深入研究水溶性聚磷酸銨的制備工藝，找出影響制取水溶性聚磷酸銨的因素，并力圖合成可溶的、聚合度更高的水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品。因此，本課題具有重要的科學(xué)價(jià)值和社會(huì)意義。
　　本文深入研究了磷酸-尿素法制備水溶性聚磷酸銨的合成工藝。磷酸脲是磷酸與尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物，為了研究方便，先以磷酸脲和尿素為原料制備聚磷酸銨，考察其聚合反應(yīng)。通過(guò)單

3、因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察了聚合溫度、聚合時(shí)間和反應(yīng)物料的摩爾比等因素對(duì)產(chǎn)品性能的影響，得出了優(yōu)惠工藝條件。在此基礎(chǔ)上，直接以磷酸和尿素為原料制備水溶性聚磷酸銨，并通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)考察了聚合溫度、聚合時(shí)間、反應(yīng)物料摩爾比、合成磷酸脲的溫度和時(shí)間等因素對(duì)聚磷酸銨產(chǎn)品的平均聚合度、溶解度等指標(biāo)的影響，并優(yōu)化了工藝條件，提高了水溶性聚磷酸銨產(chǎn)品的平均聚合度。在優(yōu)惠工藝條件下，探索了加入KCl制備高濃度NPK營(yíng)養(yǎng)劑的工藝，并得到了NPK含量

4、較高的水溶性產(chǎn)品。
　　主要的研究成果有:
　　(1)開展了以磷酸脲和尿素為原料制備水溶性聚磷酸銨的研究，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)得到了優(yōu)惠工藝:反應(yīng)時(shí)間為60min，反應(yīng)溫度為215℃，磷酸脲與尿素的摩爾比為2.2∶1，所得產(chǎn)品的聚合度為15.41，溶解度為3.284g/100mL，pH值為6.84，磷(P2O5)含量為58.03％，氮含量為31.55％。
　　(2)開展了以磷酸和尿素為原料制備水溶性聚磷酸銨的研究，

5、通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)得到了優(yōu)惠工藝:聚合溫度為200℃，聚合時(shí)間為2.5h，磷酸與尿素的摩爾比為1∶1.4，合成磷酸脲的溫度為85℃，合成磷酸脲的時(shí)間為7min，此優(yōu)惠工藝條件下所得產(chǎn)品的平均聚合度為14.46，溶解度為3.297g/100mL，pH值為6.68，氮含量為32.08％，磷(P2O5)含量為56.69％。
　　(3)在磷酸-尿素法制備水溶性聚磷酸銨的優(yōu)惠工藝條件中，添加KCl制備高濃度NPK營(yíng)養(yǎng)劑。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)