水溶性聚磷酸铵的合成工艺研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniVersityforthedegreeofMasterResearchonPreparationTecllnologyofW．ater-solubleAmmoniumPolyphosphateBySaiMaSupervisor：Pro￡Jianwei．1hgChemicalTechn0109ySchoolofChemicalEngineeringandEner§ry’．，'-，’_，rMay2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是

2、本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日摘要近年来，我国肥料工业的发展十分迅速。我国虽然已经成为了肥料大国，却不是肥料强国。同时，我国目前还是世界上水资源短缺的国家之一，而农业用水约占总用水量的65％，且水资源的有效利用率较低。滴喷灌技术节水效果显著，易于实施，开发与其相匹配的水溶性肥料，更能满足农业生产需要

4、，节约资源，保护环境。聚磷酸铵是一种含氮、磷的聚磷酸盐，当聚磷酸铵的聚合度小于20时，具有水溶、缓释和螯合作用，符合当前复合肥料高效化、液体化、缓效化和多功能化等发展趋势。国外对聚磷酸铵的研究比较成熟，在农业、工业上都有了广泛的应用。国内的研究起步晚，还没有大规模生产。本课题旨在深入研究水溶性聚磷酸铵的制备工艺，找出影响制取水溶性聚磷酸铵的因素，并力图合成可溶的、聚合度更高的水溶性聚磷酸铵产品。因此，本课题具有重要的科学价值和社会意义。本文深入研究了磷酸一尿素法制备水溶性聚磷酸铵的合成工艺。磷酸脲是磷

5、酸与尿素反应的中间产物，为了研究方便，先以磷酸脲和尿素为原料制备聚磷酸铵，考察其聚合反应。通过单因素实验和正交试验考察了聚合温度、聚合时间和反应物料的摩尔比等因素对产品性能的影响，得出了优惠工艺条件。在此基础上，直接以磷酸和尿素为原料制备水溶性聚磷酸铵，并通过单因素实验和正交试验考察了聚合温度、聚合时间、反应物料摩尔比、合成磷酸脲的温度和时间等因素对聚磷酸铵产品的平均聚合度、溶解度等指标的影响，并优化了工艺条件，提高了水溶性聚磷酸铵产品的平均聚合度。在优惠工艺条件下，探索了加入KCI制备高浓度NPK营

6、养剂的工艺，并得到了NPK含量较高的水溶性产品。主要的研究成果有：(1)开展了以磷酸脲和尿素为原料制备水溶性聚磷酸铵的研究，通过单因素实验和正交试验得到了优惠工艺：反应时间为60miIl，反应温度为215℃，磷酸脲与尿素的摩尔比为2．2：1，所得产品的聚合度为15．41，溶解度为3．284∥100mL，pH值为6．84，磷(P205)含量为58．03％，氮含量为31．55％。(2)开展了以磷酸和尿素为原料制备水溶性聚磷酸铵的研究，通过单因素摘要实验和正交试验得到了优惠工艺：聚合温度为200℃，聚合时间

7、为2．5h，磷酸与尿素的摩尔比为1：1．4，合成磷酸脲的温度为85℃，合成磷酸脲的时间为7nliIl，此优惠工艺条件下所得产品的平均聚合度为14．46，溶解度为3．297∥100n1L，pH值为6．68，氮含量为32．08％，磷(P205)含量为56．69％。(3)在磷酸．尿素法制备水溶性聚磷酸铵的优惠工艺条件中，添加KCl制备高浓度NPK营养剂。通过单因素实验考察了KCl加入量和加入时间对产品性能的影响，得到了如下结论：KCl加入量为16％(质量分数)，所得产品的聚合度为11．5l，溶解度为11．4

8、68∥100mL，pH值为6．82，氮含量为22．14％，磷(P205)含量为44．72％，钾(K20)含量为13．24％。关键词：聚磷酸铵；聚合度；溶解度；．磷酸脲AbstractAbStraCtInthepast受wyears，thedevelopmentsoffertilizeri11dustryiIlChillahaVebeenVeryquickly．Comparedwiththedevelopedcountries，Chmaisthelarge