背景及概述[1-2]
磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O)又称磷酸一钠、一盐基磷酸钠。为无色结晶或白色结晶性粉末;无臭、易溶于水,其水溶液呈酸性,几乎不溶于乙醇,加热失去结晶水可分解为酸性焦磷酸钠(Na3H2P2O7)。常用于发酵工业调节酸碱度,食品加工中多与磷酸氢二钠配合用做食品品质改良剂。如改善乳品的热稳定性,做鱼肉制品的pH调节剂及结着剂等。
ADI:0~70mg/kg(以总磷计)。磷酸二氢钠主要是以烧碱 (或纯碱)中和磷酸 生产, 若能用氯化钠取代烧碱或纯碱来制取该产品 , 则可使生产成本大大下降 。然而,在通常条件下,氯 化钠与磷酸之间的复分解反应 ,因其标准生成自由 能大于零,故反应不可能自发进行,因此考虑将体系 中的 HCl移走是较为可行的方法 。
近年来 , 有机溶 剂萃取技术的使用越来越广泛成熟, 也越来越多地 用于磷酸盐生产,有研究将这一技术用于生产磷酸 二氢钠 ,选择了一种水溶性小、对盐酸的萃取选择性 好 、萃取效率高的萃取剂, 将磷酸和氯化钠溶液中的 H +和 Cl -移出水相 , 而 Na +和 H2 PO - 4 则保留在水 相中, 再通过结晶过程得到 NaH2PO4· 2H2O产品。
用途[4-6]
磷酸二氢钠用途广泛,可以用作制造六偏磷酸钠和焦磷酸钠的原 料;也可用于制革、处理锅炉水;作为品质改良剂和制焙粉,在食品 工业、发酵工业中作缓冲剂和发酵粉原料;还用作饲料添加剂、洗涤 剂及染助剂等;在食品工业、发酵工业中还可作为缓冲剂,作为发酵 粉的原料,做面包、沙司的粘料和熟化剂,粉末酸味剂,做淡炼乳的 品质改良剂;还可做干酪等乳制品、肉类、鱼肉制品的稳定剂、黏结 剂,焙烤粉的缓冲剂,腌制用混合盐等。其应用举例如下:
1)用于一种富集微污染水体中低浓度磷水生植物培育,属于污水处理领域。在无污染的池塘里培育一批水浮莲,摘掉外面的叶子直至剩下3~4片,消毒,移入到5L盛有去离子水的玻璃缸中,室温,用40w日光灯光照;在玻璃缸的去离子水中加入磷酸二氢钠、琼脂、葡糖糖、氯化钠和硫酸镁;待水浮莲每新长出叶子时,拔掉其新长叶片,移入另一个5L盛有去离子水的玻璃缸中,室温,用40w日光灯光照;光照一定时间后,移入到前一个玻璃缸中,分别添加一定量的磷酸二氢钠、琼脂、葡糖糖、氯化钠和硫酸镁,培育30天后,即可得到水浮莲对磷的富集浓缩因子。本发明污水净化能力,可用于治理水体富营养化。
2)用于制备一种埃洛石负载磷酸银光催化剂,具体步骤如下:将埃洛石加入到硝酸溶液中,得到酸处理的埃洛石,将4~8g酸处理的埃洛石置于真空抽滤瓶中,在真空状态下和硝酸银乙醇溶液混合,让硝酸银充分进入埃洛石管内,继续搅拌2~3h,固液分离,真空70~80℃烘干;将烘干得到的产品加入到50mL,浓度为0.5~1.5mol/L的磷酸二氢钠溶液中,搅拌4~5h,固液分离,洗涤,100~105℃烘干即得一种埃洛石负载磷酸银光催化剂。本发明的优点是:排空埃洛石管道中的空气和水汽,让硝酸银能进入到管道中;去除埃洛石内壁的铝氧化物,可以达到增加光透度和增加孔径的作用;得到的磷酸银颗粒存在于埃洛石管内部,避免团聚和脱落。
3)制备磷酸二氢钠联产豇豆专用复合肥,该方法包括以下三个步骤:反应制备中间体、制备磷酸二氢钠、制备豇豆专用复合肥。使用本方法制备磷酸二氢钠不仅具有能耗低、制备工艺线路简单、设备要求低等优点,而且整个制备过程中无三废排除,有效地避免了对环境的污染,并且通过对制备磷酸二氢钠过程中产生的母液进行温度、营养元素添加的控制和调整制备成符合豇豆生长的专用复合肥,使用该复合肥还能提高豇豆的产量,提高了经济价值,避免肥料残留对土壤的污染,原料得到充分的利用,降低了成本。
制法[7-8]
方法1:将原料氯化钠溶解于净化磷酸中 ,过 滤除去不溶杂质 ;过滤后的原料液与萃取剂进行搅 拌萃取 ;反应结束后静置 ,分离水相和有机相 ;水相 经浓缩 、结晶得到二水合磷酸二氢钠产品 ;结晶分离 后的母液,一部分用于下次配料时使用,一部分与萃 取后的水相一同加热真空浓缩 ,进行结晶操作 ;有机 相用适量氨水溶液反萃 , 分相所得有机相洗涤后可 循环使用,再次进行萃取;反萃所得水相进行冷却结 晶 ,得到副产品氮磷复合肥 。
方法2:用湿法磷酸制备磷酸二氢钠的方法包括以下步骤:
(1)湿法磷酸的除杂:采用离心或者压滤的方法除去湿法磷酸中含有的固体杂质,得到 磷酸,备用;
(2)中间体的合成反应:将步骤(1)所得磷酸放入中间体合成槽内,调节磷酸浓度,加 热升温至40℃-90℃,在搅拌条件下,加入碳酰胺与磷酸进行合成反 应,碳酰胺的加入量按其与磷酸的摩尔比为(0.9-1.05):1确定, 反应时间为40min-120min;
(3)冷却结晶得到中间体:合成反应结束后,将得到的中间体料浆放入冷却结晶槽内冷却至 温度≤40℃,离心分离,保留滤饼,滤饼为中间体,放入中间体储仓, 备用;
(4)磷酸二氢钠的制备:将中间体送入合成槽内,加入计量的氢氧化钠混合反应,所述中 间体与氢氧化钠的摩尔比为(1-1.2):1,控制氢氧化钠的加入速度 以调节合成槽内的温度在40℃-90℃范围内,搅拌反应 20min-100min;反应结束后,将磷酸二氢钠料浆降温至温度≤40℃, 冷却结晶,晶体析出后放入离心机内离心分离,滤液为含有碳酰胺的 料浆,回收其中的碳酰胺,返回步骤(2)的中间体合成槽用于中间 体的生产,滤饼为磷酸二氢钠产品,干燥后包装。
主要参考资料
[1] 卫生学大辞典
[2] 萃取法制取磷酸二氢钠的研究
[4] GB 34456—2017《饲料添加剂 磷酸二氢钠》国家标准
[5] 实用精细化工辞典
[6] CN201410303089.9一种富集微污染水体中低浓度磷水生植物培育方法
[7] CN201410479097.9一种制备磷酸二氢钠联产豇豆专用复合肥的方法
[8] 萃取法制取磷酸二氢钠的研究
[9] CN201410035054.1 一种用湿法磷酸制备磷酸二氢钠的方法