本發明專利技術為一種有機胺與氯化銨轉化分離氯化鉀、氯化銨混合物的方法:將有機胺、稀釋劑和氯化鉀銨混合溶液混合，其中摩爾比為有機胺：氯化銨＝1～2：1，然后體積比為稀釋劑：有機胺＝2～8：1，體積比為有機胺與與稀釋劑之和：氯化鉀銨溶液＝2～5：1.控制反應溫度為50～110℃，攪拌反應2～4h，反應生成的氨氣引出形成氨水，反應后，轉移反應液靜置分層，有機胺鹽酸鹽存在于上層有機相稀釋劑中，下層主要為氯化鉀溶液；二次轉移溶液靜置分層，上層為可以循環利用的有機相，下層為氯化銨溶液，分別結晶實現氯化鉀銨的分離。本發明專利技術對以含氯化鉀、氯化銨混合溶液有深遠意義，同時避免了氨氣對環境的污染，溫度較低，節能環保。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種有機胺與氯化銨的反應方法以及用此方法來分離氯化鉀和氯化銨。
技術介紹
我國是農業大國，鉀肥用量居世界前列，但由于陸地鉀礦資源短缺，鉀肥自給率低，每年大部分鉀肥依賴進口，耗資巨大。然而，海水中鉀的總儲量達550萬億噸，是全球陸地鉀礦總儲量的3萬倍，是取之不盡用之不竭的鉀礦資源。一個世紀以來，世界上許多沿海國家投入大量人力物力研究海水鉀資源的利用技術，共提出上百種方法，但都因提取成本過高未能實現工業化生產，海水提鉀工業化成了一項世界性難題。我國科技工作者在海水提鉀研究方面，重點在天然沸石法海水提鉀技術方面進行了大量的研發工作。利用沸石法吸附銨洗脫工藝實現海水中鉀高效富集，海水中鉀的濃縮倍數可達200倍，大大提高了鉀的富集率。但富鉀液中含有大量氯化銨，如何使濃縮富鉀溶液中的氯化鉀與氯化銨高效分離，科研人員作了大量工作。本專利技術采用有機胺與氯化銨的反應轉化分離為解決富鉀液中鉀銨的分離提供新的途徑。1981年Alfred Coenen等人曾提出氯化銨與某些非溶水性有機胺反應生產氯化氫和氨氣的方法(參見US, 4305917 [P])，其反應式為NH4C1+N3R — N3R-HCI+NH3該反應采用惰性氣體氮氣帶走生成的氨氣，有機胺與溶劑的回收過程使用溫度過高能耗大，所選擇的一些有機胺沸點低或者毒性高，從經濟性、安全性考慮不是很令人滿意。本專利技術中有機相的回收利用，其反應式為N3R-HCl+ NH3-H2O ^ N3R+ NH4Cl+ H2O 或者 N3R-HCl+NaOH — N3R+ NaCl+ H2O。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對氯化鉀、氯化銨混合溶液結晶中存在的固溶體共同析出的問題，提供一種氯化銨與有機胺起反應轉化分離氯化鉀、氯化銨的生產工藝，以期解決氯化鉀與氯化銨分離困難的問題。一種，包括以下步驟將有機胺、稀釋劑和氯化鉀銨混合溶液，加入到反應器中，其中摩爾比為有機胺氯化銨=I 2 :1，然后體積比為稀釋劑有機胺=2 8 :1，體積比為有機胺與與稀釋劑之和氯化鉀銨溶液=2 5 :1.控制反應溫度為50 110°C，攪拌反應2 4h，生成有機胺鹽酸鹽與氨氣，反應生成的氨氣引出形成氨水，反應后，轉移反應液靜置分層，有機胺鹽酸鹽存在于上層有機相稀釋劑中，下層主要為氯化鉀溶液；取方法本身生成的氨水與有機相稀釋劑中的有機胺鹽酸鹽室溫反應，回收有機相稀釋劑中有機胺使之循環利用，二次轉移溶液靜置分層，上層為可以循環利用的有機相，此有機相即為有機胺與稀釋劑，下層為氯化銨溶液，分別結晶實現氯化鉀銨的分離。所述的有機胺為三丁胺、三乙胺、三丙胺或三辛胺。所述的稀釋劑為正丁醇、異戊醇、正辛醇或異丁醇。所述的氯化鉀銨溶液中摩爾比鉀離子銨離子=0. 110 I。本專利技術反應裝置引出反應生成的氨氣形成氨水。氨水可以循環利用去回收有機相，也可作為其他工業中氨氣與氨水來源。本專利技術中，反應后的有機相的回收不僅可以利用反應本身生成的氨水，還可以利用氫氧化鈉、氫氧化鈣等其他廉價安全堿性試劑。本專利技術中，反應的有機胺不僅可以與氯化銨反應，還能與硝酸銨、硫酸銨等無機銨鹽反應。進一步地，還可以在通入二氧化碳的條件下與氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉等鹽反應。相應地得到碳酸鈣、碳酸氫鉀等。 本專利技術具有以下優點 以海水提鉀中產生的富鉀液(含氯化鉀、氯化銨)為例，富鉀液中的氯化鉀、氯化銨的摩爾濃度比大致為I :1，本專利技術實例配制的氯化鉀氯化銨混合溶液摩爾濃度比為I :1，實驗效果顯著，摩爾濃度比不限于I :1，如氯化鉀銨摩爾比為0. f 10也能取得好的實驗結果；文獻對于氯化鉀氯化銨的分離很少報道有機胺與氯化銨進行反應。本反應的優點是反應后水溶液中不會產生新的鹽，并且氯化銨的反應轉化率很高，溶液中剩余物質幾乎為氯化鉀，分離效果優良；反應中產生的氨氣能夠被用來與反應液靜置分層中的上層有機相中的有機胺鹽酸鹽反應，這樣可以回收有機胺以便循環使用，經濟效益明顯，同時避免了氨氣對環境的污染；溫度較低，節能環保。具體實施例方式下面以實例的方式進一步解釋說清楚本專利技術，但是本專利技術不限于這些實例。本專利技術的作用原理為通過氯化銨與有機胺反應生成有機胺鹽酸鹽和氨氣，反應生成的氨氣引出形成氨水，反應完畢，轉移反應液靜置分層，有機胺鹽酸鹽存在于上層有機相稀釋劑中，下層主要為氯化鉀溶液；反應生成的氨水與分相后有機相稀釋劑中的有機胺鹽酸鹽室溫反應可得有機胺，二次轉移溶液靜置分層，上層為可以循環利用的有機相，下層為氯化銨溶液，從而實現氯化鉀銨的分離。以氯化銨/氯化鉀銨與有機胺反應為例 實施例一 配制2mol/L的氯化銨溶液取50ml，鉀離子銨根離子濃度均為2mol/L，取三丁胺25ml(約0. 13mol)、取正丁醇150ml加入到反應器中，打95°C恒溫循環水，通冷凝水(14°C )，開啟攪拌設定攪拌速率300 rpm，給定4小時反應。反應生成的物質是三丁胺鹽酸鹽與氨氣，氨氣被引入80ml水中。反應完后用分液漏斗靜置30分鐘,分液,記錄有機相體積208. 5ml,無機相體積6. 9ml。三丁胺鹽酸鹽存在于有機相稀釋劑中，無機相是沒有反應完全的濃度極低的氯化銨溶液。化學法分析無機相后得到氯化銨的轉化率是94. 39% (以銨根離子計，甲醛法，下同)，分析有機相后計算得到氯化銨的轉化率是93% (以生成的鹽酸鹽計)。用氨水回收有機相4h,再次用分液漏斗分液，回收上層有機相176ml,此有機相為三丁胺與正丁醇，而下層無機相為氯化銨溶液。取回收的有機相重復上述實驗，實驗氯化銨轉化率的計算稀釋無機相分析后得到氯化銨的轉化率是93. 39% (以銨根離子計)，分析有機相后計算得到氯化銨的轉化率是92% (以生成的鹽酸鹽計)。實施例二 配制氯化鉀氯化銨混合溶液，鉀離子銨根離子濃度均為2mol/L，取20ml、取三乙胺20ml、異戊醇20ml加入到反應器中，控制50°C恒溫循環水，通冷凝水(15°C )，開啟攪拌設定攪拌速率300 rpm，給定3小時反應，反應生成的物質是三乙胺鹽酸鹽與氨氣，氨氣被引入80ml水中。反應完畢反應液用分液漏斗靜置30分鐘分液,記錄有機相體積42. 8ml,無機相體積23. 5ml。化學法分析無機相后得到氯化銨的轉化率是87. 1% (以銨根離子計)。用氨水回收有機相4h,再次用分液漏斗分液，回收上層有機相38ml,此處有機相為三乙胺與異戊醇。實施例三 配制氯化鉀氯化銨混合溶液，鉀離子銨根離子濃度均為2mol/L，取20ml，取三丙胺20ml、異戊醇40ml加入到反應器中，控制50°C恒溫循環水，通冷凝水(15°C )，開啟攪拌設定攪拌速率500 rpm,反應3小時，反應生成的物質是三丙胺鹽酸鹽與氨氣，氨氣被引入80ml水中。反應完畢用分液漏斗靜置30分鐘分液,記錄有機相體積57. 4ml,無機相體積15ml。用氨水回收有機相4h,再次用分液漏斗分液，回收上層有機相51ml,此處有機相為三丙胺與異戊醇。稀釋無機相分析后得到氯化銨的轉化率是53. 1% (以銨根離子計)。實施例四 配制氯化鉀氯化銨混合溶液40ml，其中氯化鉀、氯化銨濃度均為2mol/L，取三丁胺19ml (約0. Imol )、取正丁醇76ml加入到反應器中，打85°C恒溫循環水本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種有機胺與氯化銨轉化分離氯化鉀、氯化銨混合物的方法，其特征為包括以下步驟 將有機胺、稀釋劑和氯化鉀銨混合溶液，加入到反應器中，其中摩爾比為有機胺氯化銨=I 2 :1，然后體積比為稀釋劑有機胺=2 8 :1，體積比為有機胺與與稀釋劑之和氯化鉀銨溶液=2 5 :1.控制反應溫度為50 110°C，攪拌反應2 4h，生成有機胺鹽酸鹽與氨氣，反應生成的氨氣引出形成氨水，反應后，轉移反應液靜置分層，有機胺鹽酸鹽存在于上層有機相稀釋劑中，下層主要為氯化鉀溶液；取方法本身生成的氨水與有機相稀釋劑中的有機胺鹽酸鹽室溫反應，回收有機相稀釋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建新，袁俊生，韓健，李銀輝，盧愛黨，孫權，
申請(專利權)人：河北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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