一種制取硫酸鉀的方法技術(shù)

一種制取硫酸鉀的方法，該方法是將工業(yè)硫酸與氯化鉀在水相中反應(yīng)制取的酸式硫酸鉀與ａＲ↓［３］′Ｎ，ｂＭＲ″，ｃＭＲ′復(fù)合中和萃取劑在１０－１００℃條件下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為２－６０分鐘制取硫酸鉀，副產(chǎn)品是硫酸銨。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，產(chǎn)品純度高達(dá)９９％，萃取劑損失小，回收率為９９．６％，工藝流程短，基本無(wú)三廢，適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。（*該技術(shù)在2016年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
?一種制取硫酸鉀的方法本專利技術(shù)屬于用氯化鉀和硫酸反應(yīng)制取硫酸鉀的化工生產(chǎn)方法，特別涉及以有機(jī)溶劑中和萃取制取硫酸鉀的工藝。目前用氯化鉀和硫酸反應(yīng)制取硫酸鉀的方法很多，如現(xiàn)已公開(kāi)的CN1034906A名稱為″一種制取硫酸鉀的方法″，該工藝方法的缺點(diǎn)是締置劑損失大，中間反應(yīng)無(wú)法控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，工業(yè)化有困難。又如CN1059132名稱為″一種制取硫酸鉀的改進(jìn)方法″，該工藝方法是氯化鉀與濃硫酸在120℃下反應(yīng)，反應(yīng)溫度高且脫氯化氫的時(shí)間長(zhǎng)，高溫出料工業(yè)化有困難，締置過(guò)程粘度大，產(chǎn)品的含酸量不易達(dá)到ZBG21006-89標(biāo)準(zhǔn)。再有CN1089575A名稱為″萃取法制取硫酸鉀工藝″，該方法以脂肪胺為萃取劑，以惰性溶劑苯、硝基苯為稀釋劑，反應(yīng)過(guò)程中比例不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，硫酸鉀含量?jī)H為93.5％-93.9％，且苯與硝基苯毒性較大。綜上所述，目前國(guó)內(nèi)研究開(kāi)發(fā)的制取硫酸鉀新工藝，存在成本高，質(zhì)量不穩(wěn)定，工業(yè)化中還有很多問(wèn)題無(wú)法解決。本專利技術(shù)的目的是提供一種耗能低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，純度高，萃取劑損失小且無(wú)毒無(wú)公害，付產(chǎn)品易回收，生產(chǎn)過(guò)程中各步易-->控制，反應(yīng)溫度低，便于工業(yè)化制取硫酸鉀新方法。本專利技術(shù)的目的是通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種制取硫酸鉀的方法，該方法是將工業(yè)硫酸與氯化鉀在水相中制取的酸式硫酸鉀與一種復(fù)合中和萃取劑反應(yīng)，經(jīng)分層、冷卻、過(guò)濾、干燥制取得固相硫酸鉀，然后將氨氣或氨水通入分出硫酸鉀后的有機(jī)溶劑中，回收再生復(fù)合中和萃取劑和付產(chǎn)品硫酸銨，其特征在于復(fù)合中和萃取劑其組成為：aR′3N，bMR″，cMR′其中：R′..-C5-10H11-21；??R″..-C5-20H11-40；M..-H，-OH，R3′N(xiāo)，MR″，MR′的克分子比為a∶b∶c＝1-3∶0.1-2∶0.1-1與酸式硫酸鉀在10-100℃條件下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2-60分鐘。為了使酸式硫酸鉀與復(fù)合中和萃取劑反應(yīng)完全，一般采用過(guò)量的復(fù)合中和萃取劑。硫酸與氯化鉀在水相中制取酸式硫酸鉀其反應(yīng)方程式如下：酸式硫酸鉀在水中呈如下平衡狀態(tài)：復(fù)合中和萃取劑中氮原子上有剩余電子對(duì)，加上烷基供電基團(tuán)的-->誘導(dǎo)效應(yīng)，從而增強(qiáng)氮原子上的電子密度，故有較強(qiáng)的堿性，中和水中的硫酸，從而制得硫酸鉀，其反應(yīng)方程式如下：反應(yīng)液經(jīng)分層后，分出下層硫酸鉀和水，經(jīng)冷卻、過(guò)濾、干燥即得固相硫酸鉀。分出的上層有機(jī)溶液用氨置換，得到硫酸銨，回收復(fù)合中和萃取劑，其反應(yīng)方程式如下：復(fù)合中和萃取劑中R3′N(xiāo)與酸式硫酸鉀的分子比最好采用1.1-3∶1，復(fù)合中和萃取劑過(guò)量。反應(yīng)過(guò)程中要不斷攪拌，取樣分析酸值小5毫克氫氧化鉀/克時(shí)，即為反應(yīng)終點(diǎn)。為有利于回收復(fù)合中和萃取劑，采用的復(fù)和中和萃取劑中含有兩種以上溶解性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑，復(fù)合中和萃取劑在與酸式硫酸鉀反應(yīng)中，中和水中的硫酸，同時(shí)由于復(fù)合中和萃取劑含有溶解性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑，就避免萃取劑附著在硫酸鉀的表面上，故復(fù)合中和萃取劑損失小，回收率達(dá)到99.6％。回收復(fù)合中和萃取劑時(shí)，在有機(jī)溶液中加入25％的氨水進(jìn)行置換，但在工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)，要通入氨氣，省略濃縮的步驟，經(jīng)攪拌、分層、過(guò)濾、干燥即得硫酸銨。上層是再生的復(fù)合中和萃取劑回收即可，可循環(huán)使用。本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：-->1、反應(yīng)溫度低10-100℃；2、能耗低；3、回收氯化氫純度高，可作分析及食品級(jí)等應(yīng)用；4、復(fù)合中和萃取劑損失小，回收率高達(dá)99.6％；5、付產(chǎn)品為硫酸銨，便于工業(yè)化回收；6、本專利技術(shù)基本無(wú)三廢；7、本專利技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，成本低，反應(yīng)時(shí)間短，適宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量分析參見(jiàn)下表。??????????????????????????????????????????????????????????????????附表??????名稱????CN1059132????CN1089575????本專利技術(shù)硫酸鉀(K2SO4)％????95????93.91????99.0氧化鉀(K2O)％????51.3????-????53.5氯化物(Cl)％????0.5????-????0.23游離酸(以H2SO4計(jì))％????-????-????0.4水(H2O)????3????5.79????-本專利技術(shù)還將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：實(shí)施例一：1、酸式硫酸鉀的制備在1000ml四口反應(yīng)燒瓶中加入250g水或母液，在攪拌下加入工業(yè)氯化鉀149g(含量96％)。升溫到60℃停止加熱，邊攪拌邊加入硫酸220g(含量98％)，溫度可升到90-95℃，反應(yīng)20分鐘，反應(yīng)液為透明液體，降溫到30℃，過(guò)濾得酸式硫酸鉀250g(純度為99％)，收率95.8％，母液備下次用。-->2、硫酸鉀的制備首先將69g酸式硫酸鉀放在500ml燒瓶中，然后加入140g水或母液，加熱攪拌至全部溶解，保溫在60-70℃?zhèn)溆谩Ｈ缓笤?000ml四口反應(yīng)瓶中加入360g復(fù)合中和萃取劑((C8-10H17-21)3N，(C8-14H18-30)，(C8H17OH))其克分子比為2∶0.33∶0.33，攪拌升溫到70℃停止加熱，開(kāi)始滴加酸式硫酸鉀水溶液，反應(yīng)20分鐘，取樣分析酸值小5毫克氫氧化鉀/克時(shí)，即為反應(yīng)終點(diǎn)。然后將反應(yīng)液倒入分液漏斗中，分出下層硫酸鉀和水，冷卻到30℃，過(guò)濾，干燥得硫酸鉀42.4g(純度99％)，收率96％，質(zhì)量分析見(jiàn)附表。3、回收復(fù)合中和萃取劑將分出硫酸鉀后的有機(jī)透明液體倒入500ml三口反應(yīng)瓶中，加入25％氨水60g，攪抖20分鐘，分出下層硫酸銨和水，過(guò)濾，干燥得硫酸銨32g(收率95.5％)，回收復(fù)合中和萃取劑為358.5g，收率99.6％。實(shí)施例二：1、酸式硫酸鉀的制備同實(shí)施例一。2、硫酸鉀的制備首先將69g酸式硫酸鉀放在500ml燒瓶中，然后加入140g水或母液，加熱攪拌至全部溶解，保溫在60-70℃?zhèn)溆谩Ｈ缓笤?000ml四口反應(yīng)瓶中加入R3′N(xiāo)260g，C8-10H18-3050g，C8H17OH38g，C8H16O7g，攪拌升溫到50℃停止加熱，開(kāi)始滴加酸式-->硫酸鉀水溶液，反應(yīng)10分鐘，取樣分析酸值小5毫克氫氧化鉀/克時(shí)，即為反應(yīng)終點(diǎn)。然后將反應(yīng)液倒入分液漏斗中，分出下層硫酸鉀和水，冷卻到30℃，過(guò)濾，干燥得硫酸鉀43.5g(純度99％)，收率98.8％。3、回收復(fù)合中和萃取劑將分出硫酸鉀后的有機(jī)透明液體倒入500ml三口反應(yīng)瓶中，加入25％氨水60g，攪抖20分鐘，分出下層硫酸銨和水，過(guò)濾，干燥得硫酸銨32g(收率95.5％)，回收復(fù)合中和萃取劑為351.5g，收率99％。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種制取硫酸鉀的方法，該方法是將工業(yè)硫酸與氯化鉀在水相中制取的酸式硫酸鉀與一種復(fù)合中和萃取劑反應(yīng)，經(jīng)分層、冷卻、過(guò)濾、干燥即得到固相硫酸鉀，然后在分出硫酸鉀后的有機(jī)溶液中通入氨氣或氨水，回收復(fù)合中和萃取劑，同時(shí)得到付產(chǎn)品硫酸銨，其特征在于復(fù)合中和萃取劑其組成為ａＲ′↓［３］Ｎ，ｂＭＲ″，ｃＭＲ′，其中：Ｒ′．．－Ｃ↓［５－１０］Ｈ↓［１１－２１］；Ｒ″．．－Ｃ↓［５－２０］Ｈ↓［１１－４０］；Ｍ．．－Ｈ，－ＯＨ，＊＊＊Ｒ↓［３］′Ｎ，ＭＲ″，ＭＲ′的克分子比為ａ∶ ｂ∶ｃ＝１－３∶０．１－２∶０．１－１與酸式硫酸鉀在１０－１００℃條件下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為２－６０分鐘。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種制取硫酸鉀的方法，該方法是將工業(yè)硫酸與氯化鉀在水相中制取的酸式硫酸鉀與一種復(fù)合中和萃取劑反應(yīng)，經(jīng)分層、冷卻、過(guò)濾、干燥即得到固相硫酸鉀，然后在分出硫酸鉀后的有機(jī)溶液中通入氨氣或氨水，回收復(fù)合中和萃取劑，同時(shí)得到付產(chǎn)品硫酸銨，其特征在于復(fù)合中和萃取劑其組成為aR′3N，bMR″，cMR′，其中：R′..-C5-10H11-21；??R″..-C5-20H11-40；??M..-H，-OH，R3′N(xiāo)，MR″，MR′的克分子比為a∶b∶c＝1-3∶0.1-2∶0.1-1與酸式硫酸鉀在10...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝洪陽(yáng)，謝虎，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：謝洪陽(yáng)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：91[中國(guó)|大連]