兰国志,顾丽莉**，明大增，李志祥

(1.昆明理工大学 化学工程学院,云南 昆明 650500；2.云南云天化股份有限公司 三环分公司,云南 昆明 650113)

聚磷酸铵是一种含N和P的聚磷酸盐,按其聚合度可分为低聚、中聚以及高聚3种,其聚合度越高水溶性越小,反之则水溶性越大。按其结构可以分为结晶形和无定形,结晶态聚磷酸铵为长链状水不溶性盐。聚磷酸铵的分子通式为(NH4)(n+2)PnO(3n+1),当n>20时为难溶性，聚磷酸铵是一种含氮磷的聚磷酸盐,当n<20时具有水溶性和螯合作用,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，农用水溶性聚磷酸铵的聚合度5～18[1]。国外对聚磷酸铵的研究比较成熟且其在农业工业上有广泛的应用，国内的研究起步晚还没有大规模生产应用。目前中国市场上所出售的水溶性聚磷酸铵厂家较少，价格也比较昂贵且产品性能也不是很稳定。

1 水溶性聚磷酸铵合成的传统常用方法

1.1 磷酸尿素缩合法

磷酸尿素缩合法的反应原理方程式[2]如下。

它是将一定质量配比的磷酸和尿素加入到反应釜中混合溶解，通常n(磷酸)∶n(尿素)=1∶1.5～2，然后置于沸腾床进行沸腾聚合,在物料发泡后，调节排氨量，保持沸腾床内氨压在(9.3 ～46.6)kPa，反应温度在140～200 ℃。随着温度的上升，物料聚合固化，继续控制温度、压力和保温，最后冷却出料得到松脆的白色产物，将该产物粉碎至需要的粒度后即得到产品。在反应中尿素既是氨源又起到缩聚剂的作用，保持反应物在气相中有足够的氨浓度和促进聚磷酸铵的脱水缩聚。该法是目前中小企业普遍采用的生产方法[3]，此法工艺简便易行，过程参数要求容易实现，投资少操作安全。但所得产品聚合度不高，只能用作肥料和防火涂料，不能用作塑料的阻燃剂，此外采用尿素作缩合剂在高温下尿素会迅速分解，短时间内排出大量的气体，会使反应过程中大量发泡从而极易溢料，导致反应器的单体体积产量过低，还需要设置较大型的废气回收装置，既增加了设备投资，又给生产带来许多麻烦，此外大量的废气对长期在这样环境下的一线工作人员的呼吸道会有慢性损伤。