1、一、三聚磷酸鈉的性質(zhì)產(chǎn)品名稱三聚磷酸鈉俗稱“磷酸五鈉”或“五鈉”，化學(xué)式Na5P3O10,分子量368。產(chǎn)品性質(zhì)物理性質(zhì)1、外觀：白色粉末狀結(jié)晶，流淌性較好。2、1型的密度為2.62g/cm3,11型的密度為2.57g/cm3。3、熔點(diǎn)：6201化學(xué)性質(zhì)1、水合性能三聚磷酸鈉因生成溫度不同而有髙溫型（I型）和低溫型（II型）之分，其區(qū)不在于兩者的鍵長(zhǎng)和鍵角不同，1型和II型產(chǎn)品水合后均生成六水合物Na5P3O106H2O，在相同條件下，1型水合作用較快產(chǎn)生的熱量髙，溶于水時(shí)易產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，這是由于I型結(jié)構(gòu)中存在四配位體的鈉離子，四配位體對(duì)水有強(qiáng)親和力，反之II型在水中則以專門慢的速度生成六水物

2、。三聚磷酸鈉在室溫下相當(dāng)穩(wěn)固，在潮濕的空氣中會(huì)緩慢的發(fā)生水解反應(yīng)，最終生成正磷酸鈉，反應(yīng)如下：Na5P3O10+2H2O2Na2HPO4+NaH2PO42、對(duì)金屬離子的螯合能力三聚磷酸鈉與溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子有絡(luò)合作用，生成可溶性絡(luò)合物，如：Na5P3O10+Ca2+Na3（CaP3O10）+2Na+三聚磷酸鈉的絡(luò)合能力一樣以鈣值表示，即100g磷酸鹽所能絡(luò)合鈣離子的克數(shù)，理論值為13.4。3、緩沖作用三聚磷酸鈉水溶液呈弱堿性（1%水溶液的PH值約為9.7）,它在PH為4.314范疇水）中，形成懸濁液（類似乳化液）的作用，即分散作用。三聚磷酸鈉也能使液態(tài)、固態(tài)微粒更

3、好的溶于液體（如水）介質(zhì)中，使溶液外觀完全透亮，看起來(lái)真溶液一樣，這確實(shí)是增溶作用。由于三聚磷酸鈉具有以上專門的性能，使之成為洗衣粉中的一種重要的理想原料。1.3產(chǎn)品用途三聚磷酸鈉要緊作為合成洗滌劑的助劑同時(shí)還用于纖維工業(yè)精煉、漂白、染色的助劑、水質(zhì)穩(wěn)固劑、鍋爐除垢劑、洗滌劑及食品工業(yè)的添加劑。三聚磷酸鈉在合成洗滌劑中的作用合成洗滌劑的要緊成份是表面活性劑，表成活性劑具有潤(rùn)濕作用、滲透作用、乳化作用、分散作用和發(fā)泡作用等等，去污作用正是上述一些作用的綜合綜果。表面活性劑單獨(dú)使用雖有去污作用，然而并不是在所有的情形下都能得到中意的成效，例如：在硬水中成效差，手感不佳，價(jià)昂，在髙PH時(shí)洗滌成效雖好

4、，然而髙PH值又會(huì)對(duì)被洗物和洗衣機(jī)發(fā)生腐蝕作用等等，因此，為使合成洗滌劑即具有良好的洗滌成效，又具有更好的適應(yīng)性，成為人們樂(lè)于使用的洗滌用品，就必須添加洗滌助劑。助劑有有機(jī)助劑和無(wú)機(jī)劑助，不同的助劑有不同的作用，：有機(jī)助劑如羧甲基纖維或甲基纖維素等，能夠防止污垢再沉積；無(wú)機(jī)助劑有碳酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、硅酸鈉和硫酸鈉等，這些無(wú)機(jī)助劑能降低合成洗滌劑的臨界膠束濃度，能夠使合成洗滌劑在較低濃度下發(fā)揮洗滌性能。此外，這些無(wú)機(jī)助劑在堿性條件下，也能夠增進(jìn)合成洗滌劑的去污成效，而三聚磷酸鈉是最好的無(wú)機(jī)助劑，它兼有多方面的性能。1、使粉狀洗滌劑產(chǎn)品具有良好的流淌性由于三聚磷酸鈉水合能形成穩(wěn)固的水合物

5、Na5P3O106H2O,此水合物在室溫下蒸汽壓力專門低，專門穩(wěn)固，從而阻止了粉狀洗滌劑產(chǎn)品吸水結(jié)塊,使粉狀洗滌劑在含有較高水分情形下,仍舊有較好的流淌性。2、螯合作用自來(lái)水中一樣都含有較髙的Ca2+、Mg2+離子（即硬水），洗滌時(shí)，Ca2+、Mg2+等離子能與合成洗滌劑中的活性劑反應(yīng)生成、粘滯性的金屬皂，降低了合成洗滌劑的去污力，且易使織物發(fā)生金屬皂的再污染，沉積在被洗物上的金屬皂還會(huì)使織物發(fā)硬變脆。由于三聚磷酸鈉的螯合作用，合成洗滌劑中配加三聚磷酸鈉就可使水中的Ca2+、Mg2+離子與三聚磷酸鈉螯合，生成可溶性的絡(luò)合物，從而軟化硬水。3、乳化、分散和增溶作用乳化作用：能使一種液體（油）成為

6、小液滴（0.1至數(shù)+口）平均地分散在不一種液體（水）中和作用叫乳化作用。分散作用：能使固體粒子成細(xì)小顆粒平均地分散在液體（水）中的作用叫分散作用。增溶作用：是乳化、分散的極限時(shí)期（形成透亮液體）現(xiàn)在溶液的外觀完全透亮，仿佛真溶液一樣。由于上述作用，使得三聚磷酸鈉能用于許多行業(yè)，例如：跟洗滌劑一起使用能夠上污垢的再沉積，提升洗滌成效；若同染料一起使用，可加快其分散速度；如果同于粘土和淀粉的料漿，則可增加其流淌性，對(duì)潤(rùn)滑劑與脂肪的乳化性能能夠提升洗滌劑對(duì)這類物質(zhì)的洗滌作用等等。3、助洗作用三聚磷酸鈉本身就有一定的助洗作用，三聚磷酸鈉的助洗作用是由于它對(duì)微細(xì)的無(wú)機(jī)粒子或脂肪微滴具有分散、乳化、膠溶等

7、作用，這些作用的綜合便可提升對(duì)污垢的懸浮能力，防止污垢再沉積到織物上，從而提升了洗滌劑的洗凈作用。第二節(jié)、三聚磷酸鈉生產(chǎn)方法1、由于中和液制取三聚磷酸鈉的工藝路線雖各有不同，然而大體上可分為兩大類：一類是先將中和液在噴霧干燥中干燥成一定粒度的正磷酸鹽（俗稱干鹽），然后再縮聚成三聚磷酸鈉；另一類是直截了當(dāng)由中和液制成三聚磷酸鈉，前者稱作兩步法，后者稱作一步法。一步法形式較多，如沸騰床一步法、回轉(zhuǎn)窯一步法，返料回轉(zhuǎn)窯一步法和空塔一步法等。2、生產(chǎn)要緊工藝原理中和工序3H3PO4+5NaOHNaH2PO4+2Na2HPO4+5H2O6H3PO4+5Na2CO3+nH2O2NaH2PO4+4Na2HP

8、O4+（n+5）H2O+5CO2f聚合工序NaH2PO4+2Na2HPO4吧卩Na5P3O10+2H2Of3、測(cè)定方法先取約25ml的蒸餾水于250ml三角燒瓶中，加10滴中和液混勻，加入百里香指示劑3滴于三角瓶中，用O.lMNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定呈微蘭色，記下消耗NaOH的毫升數(shù)VI,加入甲基橙2滴，用0.3MHC1標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定呈橙色為終點(diǎn)，記下HCl所用毫升數(shù)V2。中和度運(yùn)算：Z=M1*V1/M2*V2（M1/M2為溶液K值）式中：z表示中和度M1表示HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度M2表示NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度工藝流程簡(jiǎn)述磷酸自磷酸工序送至五鈉工序磷酸貯槽貯存待用。燒堿自大貯槽送至五鈉工序貯槽

9、貯存待用。生產(chǎn)時(shí)磷酸和燒堿按比例或通過(guò)計(jì)量向中和攪拌槽加入酸和堿，并按照反應(yīng)情形和酸堿量比調(diào)劑閥門開(kāi)度進(jìn)行粗中和液的配制，中和液分析合格后再向攪拌槽內(nèi)添加硝銨（催化劑），待硝銨溶解完全后再把中和液放入泵槽，經(jīng)中和液下泵輸送至中和液貯槽。合格的中和液自中和液貯槽通過(guò)濾器除去雜質(zhì)后，用高壓柱塞泵加壓進(jìn)入聚合爐，經(jīng)壓力噴嘴霧化，與煤氣燒嘴所燃煤氣提供的熱源相遇，干燥、聚合成成品五鈉，從聚合爐尾進(jìn)入冷卻滾筒冷卻，從冷卻滾筒出來(lái)的五風(fēng)鈉由螺旋輸送機(jī)送至斗式提升機(jī)提升到四樓螺旋輸送機(jī)進(jìn)口，再由螺旋輸送機(jī)平均給滾動(dòng)篩或串級(jí)粉碎機(jī)喂料。滾動(dòng)篩分篩合格的五鈉或串級(jí)粉碎合格的五鈉進(jìn)入成品料倉(cāng)，滾動(dòng)篩分篩出的粗料進(jìn)

10、入粉碎機(jī)粉碎后通過(guò)螺旋輸送機(jī)送入斗式提升機(jī)，再由螺旋輸送機(jī)平均給滾動(dòng)篩喂料對(duì)大料進(jìn)行循環(huán)粉碎、篩分，成品料倉(cāng)的五鈉經(jīng)包裝后送往五鈉成品庫(kù)。干燥聚合產(chǎn)生的尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器和電除塵器除去大部份粉塵后，再經(jīng)水沫除塵器進(jìn)一步回收粉塵后，由水沫除塵器頂部排空旋風(fēng)除塵器收得粉塵進(jìn)入螺旋輸送機(jī)輸送到冷卻滾筒與聚合爐來(lái)的物料一起混合冷卻后進(jìn)入斗式提升機(jī)。水沫除塵器的循環(huán)液送至中和攪拌槽作為配料用。煤氣燒嘴燃燒所用煤氣自煤氣工段送來(lái)，經(jīng)煤氣緩沖罐、煤氣水封、u型、水封鐘罩閥送入聚合爐燒嘴與空氣鼓風(fēng)機(jī)供給的助燃空氣混合燃燒，提供干燥聚合熱源第三節(jié)反應(yīng)機(jī)理與操縱反應(yīng)速度的因素1、反應(yīng)機(jī)理的第一種講法由

11、于中和度為1.667（鈉磷比）的中和液制取三聚磷酸鈉的過(guò)程都可分成兩個(gè)時(shí)期：中和液脫水成無(wú)水磷酸鈉和無(wú)水磷酸鈉縮聚成三聚磷酸鈉。中和液脫水成無(wú)水磷酸鈉是簡(jiǎn)單的干燥過(guò)程，而無(wú)水磷酸鈉縮聚成三聚磷酸鈉則是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，此化學(xué)反應(yīng)按下述兩步完成：第一步由正磷酸鈉縮聚成焦磷酸鹽：2NaH2PO4=Na2H2P2O7+H2O（4-1）4NaH2PO4=2Na4P2O7+2H2O（4-2）第二步由焦磷酸鹽縮聚成三聚磷酸鈉：Na2H2P2O7+2Na4P2O7=2Na5P3O10+H2O(4-3)由于無(wú)水正磷酸鹽是固體，因此式(4-1)和式(4-2)所示的反應(yīng)差不多上固相反應(yīng)。由于反應(yīng)溫度較高，式(4-1)

12、和式(4-2)開(kāi)釋出的水分會(huì)趕忙蒸發(fā)。式(4-3)所示的反應(yīng)的也是固相反應(yīng)。按照熱譜法研究，以每分鐘451的升溫速度加熱磷酸二氫鈉，溫度達(dá)到1902101時(shí)，磷酸二氫鈉就轉(zhuǎn)化為酸性焦磷酸二鈉，以相同的升溫速度加熱磷酸氫二鈉，當(dāng)溫度達(dá)到2903201時(shí)，磷酸氫二鈉就轉(zhuǎn)化為焦磷酸四鈉。當(dāng)磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉按摩爾比2：1(即Na2O：P2O5=5：3)混合平均后加熱，至H1801901時(shí)，磷酸二氫鈉就縮聚成酸性焦磷酸二鈉，到2002101時(shí)，磷酸氫二鈉縮聚成焦磷酸四鈉，由此可見(jiàn)，兩種磷酸鹽混合加熱時(shí)，各自的縮聚溫度都有降低：磷酸二氫鈉的轉(zhuǎn)化溫度下降5151。磷酸氫二鈉的轉(zhuǎn)化溫度下降幅度較大，為9

13、01101。因此，我們能夠講1852101是正磷酸鹽(Na2O：P2O5=5：3)轉(zhuǎn)化為焦磷酸鹽的溫度區(qū)。連續(xù)加熱上述的混合物，當(dāng)溫度升到2903101時(shí)，焦磷酸鹽就縮聚成三聚磷酸鈉，為使縮聚反應(yīng)進(jìn)行得更快更完全，宜在3004001，甚至更髙的溫度完成上述反應(yīng)。各時(shí)期的反應(yīng)熱效應(yīng)如下：2NaH2PO4=Na2H2P2O7+H2O+AH(4-4)TOC o 1-5 h z2X(-369.0)-664.7-68.3H=2X(-369.0)-(-664.7-68.3)=-5kcal*/mol2Na2HPO4=Na4P2O7+H2O+AH(4-5)2X(-419.4)-763.7-68.3H=2X(-

14、419.4)-(-763.7-68.3)(4-6)=-6.8kcal*/molNa2H2P2O7+2Na4P2O7=2Na5P3O10+H2O+AH-664.72X(-763.7)2X(-1056.5)-68.3H=-664.7+2X(-763.7)-2X(-1056.5)-68.3=-10.8kcal*/mol綜合(4-4)、(4-5)和(4-6)三式得式(4-7)：NaH2PO4+2Na2H2PO4=Na5P3O10+2H2O+H(4-7)-369.02X(-419.4)-1056.52X(-68.3)H=-369.0+2X(-419.4)-1056.5+2X(-68.3)=-14.7kc

15、al*/mol因此，由Na2O/P2O5=5：3的正磷酸鹽制取三聚磷酸鈉的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成1mol三聚磷酸鈉需要熱量14.7kcal。2、反應(yīng)機(jī)理的第二種講法在中和液(Na2O/P2O5=5：3)脫水成正磷酸鹽后，第一生成復(fù)鹽：2Na2HPO4+NaH2PO4=Na2HPO4+Na2HPO4.Na2HPO4(4-8)然后在1302301的溫度下生成無(wú)定型的焦磷酸鹽或亞穩(wěn)態(tài)的Na5P3O10-I晶體：Na3HP2O7Na2HPO4+Na2HPO4./aH2PO4(Na5P3O10-I)(4-9)Na2H2P2O7300C時(shí)轉(zhuǎn)化成Na5P3O10-II,4101時(shí)轉(zhuǎn)化成Na5P3O10-I從正

16、磷酸鹽生成焦磷酸鹽的過(guò)程中有個(gè)“液化”過(guò)程，“液化”過(guò)程長(zhǎng)對(duì)反應(yīng)有利。二、操縱反應(yīng)速度的因素在討論操縱反應(yīng)的因素往常，先看一些試驗(yàn)成果。圖牛1(a)、(b)、(c)表示了正磷酸鹽轉(zhuǎn)化為三聚磷酸鈉的速率，各種磷酸鹽含量均以五氧化二磷含量表示。加熱1015分鐘后焦磷酸鹽含量即達(dá)7085%，連續(xù)加熱，焦磷酸鹽含量下降，聚磷酸鹽含量增加。圖牛1(a)225C時(shí)的回執(zhí)情形，加到2小時(shí)后，曲線2和3已趨于水平，表示焦磷酸鹽含量不再降低，聚磷酸鹽含量不再增加，可見(jiàn)在225C的條件下，加熱2小時(shí)后，由正磷酸鹽轉(zhuǎn)化后三聚磷酸鈉的反應(yīng)實(shí)際上差不多停止。圖4-1(b)為2501時(shí)的加熱情形，磷酸鹽轉(zhuǎn)化趨勢(shì)與圖4-1

17、(a)相同。加熱初期生成三聚磷酸鈉的速度專門快，50分鐘后三聚磷酸鈉的含量即達(dá)48%，之后反應(yīng)進(jìn)行速度減慢。圖牛1(c)和表4-1以不同形式表示了300下C加熱正磷酸鹽混合物的結(jié)果。加熱3分鐘焦磷酸鈉含量就達(dá)最大值67.1%，爾后焦磷酸鈉含量減少同時(shí)三聚磷酸鈉的含量增加，20分鐘時(shí)，含量增大到最大值84.5%。連續(xù)加熱，焦磷酸鈉含量雖略有下降，然而三聚磷酸鈉含量不見(jiàn)增加，而三偏(c)300C轉(zhuǎn)化率注：以上圖為正磷酸鹽(5Na2O.3P2O5)在各溫度下的轉(zhuǎn)化速率1正磷酸鈉2焦磷酸鈉3三聚磷酸鈉4三聚磷酸鈉表牛1300C時(shí)對(duì)加熱無(wú)水正磷酸鹽(5Na2O.3P2O5)結(jié)果時(shí)刻(min)正磷酸鈉(%

18、)焦磷酸鈉(%)多聚磷酸鈉()六偏磷酸鈉()三偏磷酸鈉()234.553.212.3無(wú)無(wú)313.667.119.3If45.263.0318If553.246.8If737.962.1If1024.175.40.5If1514.682.80.7192011.884.50.63.13011.684.40.33.74011.984.2微量3.95011.584.43.11h11.684.04.42h11.284.64.2綜合分析2251、2501、3001和4001溫度下加熱無(wú)水正磷酸鹽(5Na2O.3P2O5)的結(jié)果可看出下面兩個(gè)趨勢(shì)：溫度越髙，完成反應(yīng)的時(shí)刻越短：2251需2h,2501需50

19、min,3001僅需20min。溫度越髙，產(chǎn)物中三聚磷酸鈉含量越髙，2251含量為36%,2501含量為48%,3001含量為84.5%。再看表4-2所列數(shù)據(jù)。表牛2無(wú)水正磷酸鹽(5Na2O.3P2O5)在不同溫度下加熱時(shí)，添加硝酸銨和不添加硝酸銨的結(jié)果比較硝酸銨加熱溫度三聚磷酸鈉焦磷酸鈉正磷酸鈉(C)(%)(%)(%)不加3201092.95.61.53601095.14.20.74201096.33.30.5加3201095.04.40.60.5%3601096.13.20.74201096.23.10.7加0.5%磷酸銨，溫度為320土101的三聚磷酸鈉含量(95.0%)與不加硝酸銨、加

20、熱溫度為360土101的三聚磷酸鈉含量(95.1%)近乎相同，可見(jiàn)，加了硝酸銨后，反應(yīng)溫度降低401還能達(dá)到同樣的成效；同樣，加0.5%硝酸銨，加熱溫度為420土101的三聚磷酸鈉含量(96.1%)也近乎相同，反應(yīng)溫度下的更多，約601，由此可得出結(jié)論：添加硝酸銨后，回執(zhí)溫度即可降低40601，產(chǎn)品質(zhì)量還能與不加硝酸銨所得的產(chǎn)品一樣，換言之，加硝酸銨后，可在不加硝酸銨溫度下縮聚反應(yīng)達(dá)到中意的程度。第四節(jié)、阻礙產(chǎn)品質(zhì)量的要緊緣故一、中和度中和度即磷酸與燒堿反應(yīng)的程度，其反應(yīng)決定最終生成各種物質(zhì)的多少，我們從下列反應(yīng)方程式可看出：n5NaOH+3H3PO4=2Na2HPO4+NaH2PO4+2H2

21、0其中中和度K=(MNa2HPO4+MNaH2PO4)/MNaH2P04我們所操縱的中和度按理論必須等于3.00，反應(yīng)物才能全部生成五鈉成品但我們操縱的中和度在實(shí)際中一樣都偏離那個(gè)理論數(shù)值，這要緊是因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)操縱中，中和度受原料、人員分析誤差的阻礙專門大，一樣來(lái)講，中和度的高低對(duì)最終五鈉產(chǎn)品質(zhì)量有如下阻礙：中和度低：焦鈉低、總磷髙、水不溶物髙，I型低、PH值低。二、婆美度我們所講的婆美度既中和液的濃度，中和液內(nèi)除了Na2HPO4和NaH2PO4外，大部分差不多上水。而我們的聚合反應(yīng)就由干燥和聚合兩部分組成，婆美度的髙低則體現(xiàn)物料中水的含量多少。在相同的熱源供給條件下料漿濃度的髙低會(huì)直截了當(dāng)

22、阻礙產(chǎn)品的下列指標(biāo)變化n1、產(chǎn)量；按我們髙壓泵滿負(fù)荷運(yùn)行來(lái)運(yùn)算，婆美度為54%時(shí)，每班8小時(shí)會(huì)生成五鈉93.3噸，當(dāng)婆美度53%時(shí)每班8小時(shí)就只能生成五鈉92.2噸。而熱源用量則會(huì)增加約6000大卡。2、五鈉I型；五鈉I型與聚合爐內(nèi)水蒸汽分壓有專門大的關(guān)系，在其他工藝指標(biāo)不作變動(dòng)的情形下，婆美度髙則I型髙，婆美度低則I型低。三、髙壓泵壓力髙壓泵壓力阻礙我們進(jìn)入聚合爐內(nèi)料漿的多少，也確實(shí)是阻礙我們產(chǎn)量的多少。同時(shí)，髙壓泵壓力還有以下幾個(gè)阻礙因素：1、阻礙霧化成效，壓力髙則霧化成效好，最終產(chǎn)品密度低；物料與火焰接觸面積大，聚合成效好，五鈉含量髙；2、髙壓泵壓力也能夠直截了當(dāng)反映爐頭噴槍配置的好與壞

23、，是否有堵塞現(xiàn)象等。四、聚合爐溫度我們?cè)趯?shí)際操縱中因?yàn)榫酆蠣t頭燃燒溫度髙，一樣都以聚合爐尾溫度來(lái)作為操縱依據(jù)。按理論要求五鈉的聚合溫度一樣在480560C之間，但在中和液中加入一定量的催化劑（如硝酸胺、尿素等）后聚合溫度會(huì)降低至380420C之間。也確實(shí)是講聚合爐燃燒溫度將直截了當(dāng)阻礙我們的五鈉含量髙低；另外，聚合溫度的髙低會(huì)阻礙五鈉中I型含量的多少，在其他各項(xiàng)操縱指標(biāo)不變的情形下，聚合燃燒溫度的髙低會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的變化趨勢(shì)一樣如下表：在保證上述因素的前提下，合理的搭配噴槍也是阻礙產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要的聚合溫度(C)五鈉含量(%)I型(%)2803009309350530032093.594.551

24、032033094.5955101733034095.59615303403509696830五、噴槍的規(guī)格型號(hào)噴槍的搭配不然而阻礙產(chǎn)品產(chǎn)量的重要因素，同時(shí)也是阻礙產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，因?yàn)閲姌尨钆渲苯亓水?dāng)阻礙霧化角，在聚合過(guò)程中,其它工藝指標(biāo)不改變的情形下，霧化角越小,那噴射距離就越遠(yuǎn),那么,聚合的時(shí)刻相應(yīng)就縮短,如此就能夠造成五鈉含量偏低,焦鈉含量增高,總磷降低,水不溶物高,產(chǎn)品質(zhì)量不合格。霧化角大，噴射距離就短，那么物料在聚合爐內(nèi)停留時(shí)刻就長(zhǎng)，產(chǎn)品聚合程度就好，產(chǎn)品質(zhì)量也就越好，然而，霧化角并不是越大越好，霧化角太大，那么噴射距離就越短，物料不能噴射到高溫區(qū)(指火焰外焰)聚合，直截了當(dāng)就噴

25、射到聚合爐壁，如此不但不能聚合，還會(huì)造成爐頭粘壁六、聚合爐轉(zhuǎn)速聚合爐轉(zhuǎn)速也是聚合的一個(gè)重要因素，在其它工藝指標(biāo)不改變的情形下，聚合爐轉(zhuǎn)速越快，相應(yīng)物料在聚合爐內(nèi)停留時(shí)刻越短，那么可能會(huì)造成物料聚合不完全的情形發(fā)生，同時(shí)會(huì)顯現(xiàn)五鈉含量偏低,焦鈉含量增高,總磷降低,水不溶物高,產(chǎn)品質(zhì)量不合格。聚合爐轉(zhuǎn)速?zèng)Q定物料在爐內(nèi)停留時(shí)刻的長(zhǎng)短，理論上料漿要聚合完全必須的時(shí)刻為20分鐘，也確實(shí)是講料漿在爐內(nèi)停留時(shí)刻必須達(dá)到20分鐘。如果聚合爐轉(zhuǎn)速高，物料來(lái)不及聚合完全，最終產(chǎn)品中主含量就會(huì)降低；另外我們從理論上明白五鈉在聚合爐內(nèi)差不多上先生成I型，然后再轉(zhuǎn)換成II型。由于聚合爐轉(zhuǎn)速快，I型還來(lái)不及轉(zhuǎn)換成II型，

26、最終導(dǎo)致產(chǎn)品中I型含量高。從總結(jié)體會(huì)數(shù)據(jù)來(lái)看，聚合爐轉(zhuǎn)速每降低01轉(zhuǎn)分，五鈉I型會(huì)降低23%。聚合爐內(nèi)停留時(shí)刻過(guò)長(zhǎng)，如此盡管有利產(chǎn)品聚合，但由于時(shí)刻過(guò)多，物料在聚合爐內(nèi)越積越多，聚合爐負(fù)荷增大，如此可能會(huì)引起聚合爐由于負(fù)荷過(guò)大時(shí)引起停車。七：爐尾引風(fēng)壓力料漿在聚合爐內(nèi)反應(yīng)會(huì)生成大量的水蒸汽，爐尾引風(fēng)確實(shí)是及時(shí)將水蒸汽抽走，得到干燥的物料。水蒸汽分壓對(duì)五鈉I型阻礙專門大，引風(fēng)壓力的髙低就直截了當(dāng)阻礙五鈉I型的升降，引風(fēng)壓力髙則I型髙，一樣每升髙100pa，五鈉I型會(huì)升髙68%。每降低100pa，五鈉I型會(huì)降低46%左右。但不承諾降低至聚合爐尾有正壓。第五節(jié)I型和II型含量操縱髙II型含量的操縱（

27、一）硝酸和硝酸鹽作催化劑使用硝酸、硝酸銨、硝酸鈉、硝酸鉀和硝酸鉛都可使I型轉(zhuǎn)化為II型。此轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，阻礙轉(zhuǎn)化率的因素有三：所用催化劑的比例、轉(zhuǎn)化溫度和轉(zhuǎn)化時(shí)刻。表4-5列出了用2%NH4NO3使I型轉(zhuǎn)化為II型的反應(yīng)關(guān)系中溫度和時(shí)刻的關(guān)系。表牛52%NH4NO3使I型轉(zhuǎn)化為II型的溫度-時(shí)刻關(guān)系溫度0C200250300350400450500時(shí)刻h6311/21/41/61/12（二）水作催化劑正磷酸混合物，或由正磷酸鹽溶液干燥所得的產(chǎn)物，當(dāng)Na2O/P2O5=5：3時(shí)，如果在聚合往常加入一定量的水分，聚合所得的三聚磷酸鈉的I型含量就低，如果將上述的溶液干燥至一定的程度，使其殘留水分與干燥

28、產(chǎn)物加水的水含量相同，聚合所得的三聚磷酸鈉的型含量就高。例如，將正磷酸鹽溶液(5Na2O.3P2O5)干燥至含水量為0.5%(重量)，此產(chǎn)物于3301煅燒2小時(shí)，所得三聚磷酸鈉的溫升試驗(yàn)值(TRT)為11.5，1%水溶液的PH值為9.35。另一個(gè)試驗(yàn)是，正磷酸鹽混合物的含水量為0.5%(重量)Na2O/P2O5=5：3,用溫度為1351的熱空氣吹掃，使其脫水，然后再使干燥產(chǎn)物突然與溫度與201的濕空氣接觸，因此產(chǎn)物被空氣飽和，溫度降至301。最終含水量約為2%,于同樣條件下聚合所得三聚磷酸鈉的TRT=6.15水溶液的PH值為9.7。加水能減少三聚磷酸鈉中I型含量緣故不清晰，理論上估量，用飽和濕

29、空氣冷卻正磷酸鹽混合物，也可同時(shí)使用上述各方法中的幾種。加少量三聚磷酸鈉晶體。在正磷酸鹽(5Na2O/P2O5)中加入三聚磷酸鈉晶體可提升II型的得率，三種三聚磷酸鈉晶體(I型、II型和六水物)都有此種作用，只是，I型和六水物比II型更有效。其用量不多，一樣大于1%，最好大于2%。例如，0.6gI型研磨至小于200目，與11.4g未研磨的片狀NaH2PO4、Na2HPO4。2HO(5Na2O.3P2O5)平均混合，然后等分成6份，每份2g，逐個(gè)放入2501的加熱爐中，每個(gè)樣在加熱爐中的停留時(shí)刻不同，到時(shí)刻后取出并分析各自的II型含量，再用0.6g六水物重復(fù)上述試驗(yàn)，最后不加晶種重復(fù)上述試驗(yàn)，加

30、了結(jié)晶三聚磷酸鈉以后，轉(zhuǎn)化速率大大加快，在相同的加熱時(shí)刻下II型含量提升，加I型的成效優(yōu)于加六水物的成效。在有水蒸氣存在時(shí)反復(fù)煅燒三聚磷酸鈉，反復(fù)煅燒的成效見(jiàn)表4-6表4-6反復(fù)煅燒可降低三聚磷酸鈉的TRT原始樣(TRT)每次煅燒溫度(C)每次煅燒時(shí)刻(min)煅燒后TRT1次2次3次4次5次其TRT數(shù)就降低一點(diǎn)。后4個(gè)樣原始RTT數(shù)相同，但由于不同的煅燒溫度和不同的煅燒時(shí)刻，每次煅燒后的TRT數(shù)都不相同。實(shí)驗(yàn)用的物料系由含100份P2O5的三聚磷酸鈉和20份正磷酸鹽（5Na2O.3P2O5）溶液組成，正磷酸鹽溶液潤(rùn)濕了三聚磷酸鈉。煅燒時(shí)正磷酸鹽溶入的游離水和正磷酸鹽縮聚成三聚磷酸鈉而放出的分

31、子進(jìn)入氣相，成為實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境水蒸氣分壓，每通過(guò)一次煅燒即分出總數(shù)的六分之一作為產(chǎn)品，剩下的投入下一次循環(huán)。二、I型含量的精確操縱在生成三聚磷酸鈉的反應(yīng)中，反應(yīng)溫度越髙，產(chǎn)品中的I型含量就髙，反之，1型含量就低。另外，反應(yīng)時(shí)環(huán)境水蒸氣分壓增髙，所得產(chǎn)品中的I型含量降低。反之，1型含量就髙。因此，欲想在產(chǎn)品中獲得所需要的I型含量，必須有效地操縱反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)環(huán)境中的水蒸氣分壓。表4-7和表4-8兩組數(shù)據(jù)表示了各因素之間的關(guān)系。表4-7升溫速度為5C/min時(shí)環(huán)境水蒸氣分壓與產(chǎn)品中I型含量的關(guān)系水蒸氣分壓I型（）II型（）01000259010444060513070671090780100100

32、0100表4-8升溫為151/min時(shí)環(huán)境水蒸氣分壓與產(chǎn)品中I型含量的關(guān)系水蒸氣分壓（）I型（）II型（）010004490105650506530707220807910908701001000100工業(yè)化生產(chǎn)獲得的體會(huì)認(rèn)為，在大大低于4201的溫度下也能生成I型，然而，這種I型只要在適當(dāng)?shù)臏囟认聨追昼姾螅戕D(zhuǎn)變成II型，穩(wěn)固的I型產(chǎn)品只能在4501以上才能得到，然而，即使溫度專門髙，往往也得不到純I型甚至髙溫產(chǎn)品經(jīng)冷卻后其I型含量就會(huì)減少專門多，究其緣故，除了與加熱速度有關(guān)外，物料的降溫速度，系統(tǒng)中的水蒸氣分壓也專門重要。例如，采納塔式一步法，將正磷酸鹽溶液(5Na2O.3P2O5)噴入塔

33、內(nèi)，操縱尾氣溫度為4005201，最好操縱在4205001，生成的三聚磷酸鈉含I型40%以上，可能達(dá)到60%以上，甚至接近100%?I型。生成的三聚磷酸鈉在10分鐘內(nèi)，最好在4分鐘內(nèi)從4501冷卻到2801，冷卻進(jìn)環(huán)境水蒸氣分壓應(yīng)保持在40KPa(30mmHg)以下，最好在13.32KPa(100mmHg)以下。表牛9不同冷卻條件下的I型含量序號(hào)物料溫度(C)環(huán)境水蒸氣分壓冷卻時(shí)刻I型會(huì)含量冷卻前冷卻后(mmHg)(min)(%)142028028097124202802802430342028050108644202802039798據(jù)稱，將亞磷酸鹽加入磷酸鈉溶液，便能在聚合時(shí)生成期望的I型

34、產(chǎn)品，其要緊緣故是利用亞磷酸鹽的熱解作用，生成含磷高的分解產(chǎn)物，于燃燒時(shí)產(chǎn)生局部發(fā)熱所致。第六節(jié)三聚磷酸鈉密度的操縱一、密度的區(qū)分工業(yè)上常用松密度表示產(chǎn)品單位體積的質(zhì)量。松密謀通常也叫做堆比重、假比重、視比重等等，那個(gè)地點(diǎn)統(tǒng)一稱為松密度，簡(jiǎn)稱密度。按密度分，三聚磷酸鈉產(chǎn)品可分為低密度、中密度、高密度三種，數(shù)值在0.30.7/cm3之間稱作低密度，數(shù)值在0.701.1之間稱作中密度，數(shù)值高于1.1以上稱作高密度。中、低、密度為最常用產(chǎn)品。二、操縱密度的意義了解洗滌生產(chǎn)的需要，就可明白操縱密度的必要性，洗滌劑的生產(chǎn)工藝是多種形式的，因而對(duì)密度就有不同的要求，例如，為縮短洗滌劑料漿的制備時(shí)刻，就需要

35、溶解快的低密度產(chǎn)品，干混法生產(chǎn)也需要低密度的產(chǎn)品，塊狀洗滌劑的生產(chǎn)則需要高密度的產(chǎn)品，有時(shí)粉狀洗滌劑的松密度太小，也需要用高密度的產(chǎn)品來(lái)調(diào)劑。操縱密度的方法不同密度的產(chǎn)品可用不同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)。例如，生產(chǎn)輕密度產(chǎn)品的工藝為兩步法和附聚法，生產(chǎn)中密度產(chǎn)品的工藝為回轉(zhuǎn)窖法和帶噴霧的附聚法，生產(chǎn)高度密度產(chǎn)品的工藝為循環(huán)煅燒法。五鈉、偏鈉、焦鈉生產(chǎn)的比較表4-10表4-10序號(hào)名稱反應(yīng)方程式反應(yīng)的條件1五鈉反應(yīng)機(jī)理127呼04=血2比卩207+鳥(niǎo)04NaH2PO4=2Na4P2O7+2H2O“2卩2。7+2血4卩207=2血5卩30押201、290-310C2、實(shí)際操縱為：300-400C反應(yīng)機(jī)理2N

36、a3HP2O7Na2HPO4+Na2HPO4.NaH2PO4H2PO7阻嘰-1)(4-9)300C時(shí)轉(zhuǎn)化成Na5P3O10-II,410C時(shí)轉(zhuǎn)化成嘰-11、130-230C生成Na5P3O10-12、300C生成會(huì)13、410C生成輒叭-2H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2o1、150-160C2NaH2PO4150-160CNa4H2P2O7+H2O(酸生成性焦磷酸鈉）Na4H2P2O7nNa且P2O7260300C2(NapO3)n-ffi2、260300C+nH2O生成偏(NapO3)n-鈉m(NapO3)n-ffi360430C(NaPO3)n-II3、360430C由（Nap

37、O3）(NaPO3)n-H360430CNa3PO3O9(環(huán)n-III生成狀）(NaPO3)n-II4、360430CNaP3O3O9625C熔融物驟冷由=(NaPO3)n（NaPO3）n-II生成23叫09（環(huán)狀）6、625C由血彳叫仏生成（NaPO3）n32Na2HPO435040OCNa4P2O7+H2O1、350400C生成焦2NaH2PO4225-250CNa2呼2。7鈉24H2P2O7+H202、225-250C禺H2P2O7從上表能夠看出：序號(hào)溫度區(qū)間產(chǎn)物備注1130-230C1、NaqPzO?2、Na5P3O10-I2225-250CNa2H2P2O73260300C1(Nap

38、O3)n-皿2、由(NapO3)n-III成(NaPO3)n-II3、2Na5P3Oio4嚴(yán)5嘰-11不溶物有1、(NapO3)n-I2、(NaPO3)n-II4300350C1呼310-112、NaqPzO?3、Na5P3O10535O400C】、Na5P3O10-I2、(NaPO3)n-II3、NaqPzO?4、Na5P3O10水不溶物(NaPO3)n-II第七節(jié)、五鈉各成分變化對(duì)產(chǎn)品總磷的阻礙關(guān)系在理論上：五鈉+正鈉+焦鈉+偏鈉+雜質(zhì)=100%；則總磷（P2O5）%=五鈉%X57.88%+正鈉X50.18%+偏鈉X69.608%+焦鈉X53.383%。一、按照化學(xué)方程式2Na2HPO4+

39、NaH2PO4Na5P3O10，理論可知當(dāng)二鈉和一鈉的比為2：1時(shí)生成的全是100%的五鈉，當(dāng)中和度下降時(shí)由于一鈉過(guò)剩，就有偏鈉產(chǎn)生，中和度每下降0.01從理論的角度可運(yùn)算出偏鈉變化和P2O5的變化情形，見(jiàn)下表51。表51序號(hào)中和度2鈉1鈉1鈉多(mol)五鈉偏鈉總磷質(zhì)量%質(zhì)量%1321(1-1)一2=0.03681000057.8822.991.991(1.99-1)一2=0.005366.1699.890.40.1157.89332.981.981(1.98-1)4-2=0.01364.3299.780.80.2257.90642.971.971(1.97-1)2=0.015362.489

40、9.671.20.3357.91952.961.961(1.96-1)42=0.02360.6499.56160.4457.93262.951.951(1.95-1)42=0.025358.899.452.00.5557.94572.941.941(1.94-1)42=0.03356.9499.342.40.6657.957從上表51可看出：1）中和度每下降0.01偏鈉上升0.11%；2）中和度每下降0.01總磷上升0.013%二、按照化學(xué)方程式2Na2HPO4+NaH2PO4Na5P3O10可知當(dāng)二鈉和一鈉的摩爾比為2：1時(shí)生成的全是100%的五鈉，當(dāng)中和度升高時(shí)二鈉過(guò)剩，就有焦鈉產(chǎn)生，中和

41、度每升高0.01從理論的角度可運(yùn)算出偏鈉和P2O5的變化情形，見(jiàn)下表：52序號(hào)中和度鈉鈉2鈉多（mol）五鈉焦鈉總磷質(zhì)量%質(zhì)量%1321(2-0)413681000057.8823.0120.995(2-1.99)1=0.01366.1699.641.330.36257.8633.0220.99(2-1.98)一1=0.02364.3299.272.660.72557.8443.0320.985(2-1.97)1=0.03362.4898.913.991.08957.8253.0420.98(2-1.96)一1=0.04360.6498.545.321.44857.8063.0520.975(

42、2-1.95)一1=0.05358.89&166.65181957.7873.0620.97(2-1.94)01=0.06356.9497.817.982.18757.76從上表52可看出：1）中和度每上升0.01焦鈉上升0.362%；2）中和度每上升0.01總磷下降0.02%三、按照楊承信編著的三聚磷鈉一書(shū)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，來(lái)分析總磷和其它磷酸的變化，見(jiàn)表53。樣號(hào)Na/P中和度中和度差五鈉焦鈉正鈉偏鈉總磷195.92.20.51.4296.31.80.61.331.652.896.51.60.81.157.9140596.21.90.61.3平均13.7X0.0196.2251.8750.62

43、51.275597.11.80.30.8697.91.60.30.271662.997.42.10.30.284296.82.50.30.457.82997.32.00.30.4平均9.9X0.0197.32.060.30.41096.13.30.20.41196.13.30.30.3121.673.096.03.20.70.1134195.73.30.70.357.741496.03.30.5平均8.4X0.0195.983.280.480.2751591.77.30.80.21691.96.90.90.3171683.192.26.60.90.357.55182591.37.90.7平均6

44、.8X0.0191.1757.1750.8251991.87.20.80.22090.68.50.70.2211693.190.19.10.70.157.48229390.48.80.7平均90.7258.40.7250.16從表53中能夠看出；中和度從2.085升至2.942時(shí)，中和度上升13.7X0.01,總磷下降0.09%,中和度每升髙0.01總磷下降0.09%=13.7=0.0066%；和度從2.942升至3.041時(shí)，中和度上升9.9X0.01，總磷下降0.08%,中和度每升髙0.01總磷下降0.08%=9.9=0.0081%；中和度從3.041升至3.125時(shí)，中和度上升8.4X0

45、.01,總磷下降0.19%,中和度每升髙0.01總磷下降0.19%=8.4=0.023%；中和度從3.125升至3.193時(shí)，中和度上升6.8X0.01，總磷下降0.1%,中和度每升髙0.01總磷下降0.1%=6.8=0.0147%；四、一樣講來(lái)，我們實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品中，五鈉、正、焦、偏鹽的含量為一個(gè)變化值，從我們的產(chǎn)品結(jié)果來(lái)看，產(chǎn)品中一樣正鈉為0.30.5%、焦鈉為2.23.0%、偏鈉為0.30.5%，當(dāng)雜質(zhì)和一定時(shí),五鈉、正鈉、偏鈉、焦鈉的變化對(duì)P2O5的之間的關(guān)系見(jiàn)表54。表54總磷五鈉正鈉焦鈉偏鈉雜質(zhì)57.296.20.32.20.31.057.295.40.33.00.31.057.296.00.52.20.31.057.295.30.53.00.30.957.2950.53.00.51.057.295.90.32.20.51.157.295.80.52.20.51.1從表54上能夠看出：1）當(dāng)雜質(zhì)一定時(shí)，五鈉、正鈉、偏鈉、焦鈉在一定范疇內(nèi)的變化，對(duì)總磷沒(méi)有阻礙五、同樣我們實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品中，五鈉、正、焦、偏鹽的含量為一個(gè)變化值，從我們的產(chǎn)品結(jié)果來(lái)看，產(chǎn)品中一樣正鈉為0.30.5%、焦鈉為2.23.0%、