本文關鍵詞：轉化法生產次磷酸鋁的固液相平衡研究

  更多相關文章： 固液相平衡 相圖 次磷酸鋁 次磷酸鈉 轉化法生產 最優(yōu)化

【摘要】：以次磷酸鈉為原料,利用轉化反應制備次磷酸鋁,是獲得具有高純度和特殊粒度要求的阻燃級次磷酸鋁的有效方法,提高轉化率和產品純度是該方法過程優(yōu)化的主要日標。交互反應6NaH2PO2+Al2(SO4)3= 2A1(H2PO2)3+3Na2SO4的相關體系,涉及四個二元體系,四個三元體系和一個交互四元體系,掌握這些體系的固液相平衡規(guī)律是進行過程設計、優(yōu)化和控制的基礎。然而,相關的相圖數據缺乏。為此本文開展了轉化法生產次磷酸鋁的固液相平衡研究,這將對豐富水鹽體系基礎數據,指導Al(H2PO2)3的生產都具有非常重要的意義。本研究采用等溫溶解平衡法測定了Al(H2PO2)3-A12(SO4)3-H2O、Al(H2PO2)3-NaH2PO2-H2O、NaH2PO2-Na2SO4-H2O、Al2(SO4)3-Na2SO4-H20三元水鹽體系,交互四元體系Na+,A13+//SO42,H2PO2--H2O在50℃時的溶解度數據,并利用濕渣法和X射線衍射相結合的方法對平衡固相的組成進行了分析,繪制了相應的相圖。研究結果表明：(1)次磷酸鋁采用堿溶的方法,簡單易操作,且測定結果更穩(wěn)定,可靠。該方法已被《工業(yè)次磷酸鋁》化工行業(yè)標準采用,計劃編號為：2013-1129T-HG。次磷酸鋁的溶解度隨溫度的升高而減小(2) Al(H2PO2)3-Al2(SO4)3-H2O三元體系為有含水復鹽生成的相圖,該相圖存在4個區(qū)域, 即Al2(SO4)3-16H2O的結晶區(qū)、Al(H2PO2)3的結晶區(qū)、復鹽Al(H2PO2)3Al2(SO4)3-16H2O的結晶區(qū)及不飽和區(qū)。(3) Al2(SO4)3-Na2SO4-H2O三元體系為有含水復鹽生成的相圖,該相圖存在4個區(qū)域,即Al2(SO4)3-16H2O的結晶區(qū)、Na2SO4的結晶區(qū)、復鹽NaAl(SO4)2-6H2O的結晶區(qū)及不飽和區(qū)。(4) Al(H2PO2)3-NaH2PO2-H20三元體系相圖屬于簡單體系相圖,該相圖存在3個區(qū)域,即NaH2PO2-H2O的結晶區(qū)、Al(H2PO2)3的結晶區(qū)及不飽和區(qū)。(5) NaH2PO2-Na2SO4-H2O三元體系相圖屬于簡單體系相圖,該相圖存在3個區(qū)域,即Na2SO4的結晶區(qū)、NaH2PO2-H2O的結晶區(qū)及不飽和區(qū)。(6)轉化反應完成時間隨溫度升高迅速減小,70℃以上,反應完成時間小于1小時。反應轉化率,隨溫度升高而增大,70℃以上,反應完成轉化率達到95%以上。Na+,Al3+//SO42-,H2PO2--H2O四元體系相圖,分別確定Na2SO4和Al(H2PO2)3共飽線,Al(H2PO2)3和NaAl(SO4)2共飽線,A1(H2PO2)3-A12(SO4)3和Al(H2PO2)3共飽線Al(H2PO2)3-Al2(SO4)3和Al2(SO4)3共飽線。
【關鍵詞】：固液相平衡 相圖 次磷酸鋁 次磷酸鈉 轉化法生產 最優(yōu)化
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O642.42;TQ133.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 1 前言9-21
• 1.1 磷資源的開發(fā)利用9-10
• 1.1.1 磷肥與磷化工9
• 1.1.2 磷系阻燃劑9-10
• 1.2 次磷酸鹽及其生產10-14
• 1.2.1 次磷酸鹽概述10-11
• 1.2.2 次磷酸鈉11-13
• 1.2.3 次磷酸鈣13
• 1.2.4 次磷酸鋁13-14
• 1.3 轉化法生產次磷酸鋁14-15
• 1.4 次磷酸鹽體系相平衡研究15-19
• 1.4.1 水鹽體系相平衡15-16
• 1.4.2 次磷酸鹽相平衡的研究16-19
• 1.5 研究目標與研究內容19-20
• 1.5.1 研究目標19
• 1.5.2 研究內容19-20
• 1.6 本章小結20-21
• 2 理論基礎21-28
• 2.1 溶液基本概念21-22
• 2.2 相平衡及相圖22-25
• 2.2.1 相22
• 2.2.2 相平衡22
• 2.2.3 相圖22-23
• 2.2.4 相圖的分類23-25
• 2.3 相圖的測繪25-27
• 2.3.1 相圖的測定方法25-26
• 2.3.2 相圖的繪制26-27
• 2.4 本章小結27-28
• 3 實驗部分28-36
• 3.1 化學藥品及分析試劑28
• 3.1.1 化學藥品28
• 3.1.2 化學分析試劑28
• 3.2 實驗設備及裝置28-30
• 3.2.1 實驗設備28-29
• 3.2.2 實驗裝置29-30
• 3.3 研究方法30-31
• 3.3.1 三元體系研究方法30-31
• 3.3.2 四元體系研究方法31
• 3.4 實驗過程與方法31-34
• 3.4.1 配料方法31-32
• 3.4.2 取樣方法32
• 3.4.3 分析方法32-34
• 3.5 數據處理34-35
• 3.6 本章小結35-36
• 4 二元體系固液相平衡研究36-39
• 4.1 次磷酸鋁的定量分析方法36
• 4.1.1 實驗安排36
• 4.1.2 實驗結果與討論36
• 4.2 次磷酸鋁的溶解度36-38
• 4.2.1 實驗安排37
• 4.2.2 實驗結果37-38
• 4.2.3 分析與討論38
• 4.3 本章小結38-39
• 5 三元體系固液相平衡研究39-53
• 5.1 Al(H_2PO_2)_3-Al_2(SO_4)_3-H_2O三元體系39-44
• 5.1.1 實驗安排39
• 5.1.2 實驗結果39
• 5.1.3 分析與討論39-43
• 5.1.4 小結43-44
• 5.2 Al(H_2PO_2)_3-NaH_2PO_2-H_2O三元體系44-47
• 5.2.1 實驗安排44
• 5.2.2 實驗結果44
• 5.2.3 分析與討論44
• 5.2.4 小結44-47
• 5.3 Al_2(SO_4)_3-Na_2SO_4-H_2O三元體系47-50
• 5.3.1 實驗安排47
• 5.3.2 實驗結果47
• 5.3.3 分析與討論47-50
• 5.3.4 小結50
• 5.4 NaH_2PO_2-Na_2SO_4-H_2O三元體系50-52
• 5.4.1 實驗安排50
• 5.4.2 實驗結果50-52
• 5.4.3 分析與討論52
• 5.4.4 小結52
• 5.5 本章小結52-53
• 6 轉化反應及四元體系相圖研究53-67
• 6.1 反應平衡時間和平衡濃度53-61
• 6.1.1 實驗安排53
• 6.1.2 實驗結果53-61
• 6.1.3 分析與討論61
• 6.2 Na~+,Al~(3+)//SO_4~(2-),H_2PO_2~--H_2O四元體系61-66
• 6.2.1 實驗安排61-64
• 6.2.2 實驗結果64-65
• 6.2.3 分析與討論65-66
• 6.3 本章小結66-67
• 7 結論67-69
• 8 展望69-70
• 9 參考文獻70-75
• 10 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況75-76
• 11 致謝76

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本文編號：748498