CN1059132A - 一种制取硫酸钾的改进方法 - Google Patents

Abstract

一种制取硫酸钾的改进方法，它是首先使硫酸与 氯化钾作用生成硫酸氢钾，回收盐酸，然后在缔合剂 烷基叔胺的作用下，将硫酸氢钾转化成硫酸钾，副产 硫酸铵或氯化铵，它与改进前的方法比较，具有设备 生产能力大，能耗小，成本低，少产或不产氯化铵等特 点，适合大规模连续化生产。

Description

本发明涉及一种制取硫酸钾的化工生产方法。

本发明是申请发明专利“一种制取硫酸钾的方法”（申请日880211，申请号88105025）的改进，原来的方法是以硫酸，氯化钾、氨为原料，在烷基叔胺参与作用下，经缔合、置换、再生或缔置、再生制取硫酸钾，副产氯化铵。

本发明的目的是改变原料及其生产工艺方法，进而在制取硫酸钾的同时可副产硫酸铵、氯化氢，减少以至消除氯化铵的产出，降低成本，适应农业和化工生产发展的需要。

本发明的目的是这样实现的，首先使硫酸与氯化钾作用生成硫酸氢钾，回收盐酸，然后在缔合剂烷基叔胺的作用下，经过缔合将硫酸氢钾转化成硫酸钾，解缔制得硫酸铵，也可将硫酸氢钾、氯化钾与烷基叔胺作用，经过缔置得到硫酸钾，解缔制得氯化铵。

本发明由于采用了如上技术措施，从而具有设备生产能力大，能耗小，成本低，少产或不产氯化铵的特点，适应大规模连续化生产。

附图1是本发明的缔合-解缔法工艺流程。

附图2是本发明的缔置-解缔法工艺流程。

下面将结合附图对本发明的工艺流程进行详细叙述。

附图1，缔合-解缔法工艺

1.硫酸氢钾制备

将经过干燥磨细的氯化钾投入反应罐中，按照硫酸与氯化钾以1∶0.8～1.2摩尔比的量缓缓加入硫酸，维持反应温度20～120℃，搅拌0.5～4小时，使氯化氢从反应系统中逸出，并以水吸收成盐酸，其反应过程

将硫酸氢钾乘温从反应罐中放出待用。

2.缔合

缔合剂是含有氮的碳氢化合物，通式为R₃N即烷基叔胺，它有三个烃基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在五个或五个以上，它难溶于水，能够和硫酸发生缔合反应，硫酸氢钾在水溶液里水解，可以认为是以硫酸和硫酸钾的形式存在的，即

其硫酸部分亦可与烷基叔胺发生缔合反应，

将硫酸氢钾溶配于分离出硫酸钾的母液中，过滤除去杂后泵入反应罐中，按照烷基叔胺与硫酸氢钾以1∶1～2摩尔比的量加入烷基叔胺，在10～140℃温度下，搅拌0.05～4小时，进行缔合反应，反应完毕后，静置两相分层，分离出下层是水相，即带有结晶析出的硫酸钾溶液，冷却至10℃，硫酸钾结晶析出完全后，分离得硫酸钾，母液则套回用于溶配硫酸氢钾，上层为有机相即烷基叔胺硫酸氢盐，留在反应罐中以待解缔。

3.解缔

解缔剂是氨或含有氨的溶液，按照缔合时投入的硫酸氢钾与氨以1∶0.8～1.2摩尔比的量，将氨或含有氨的溶液通入或者加入反应罐中，在10～140℃温度下，搅拌0.05～4小时进行解缔反应，即

然后静置两相分层，分离出的下层为水相，是硫酸铵溶液，经蒸发浓缩后，在搅拌下冷却到10～20℃，使硫酸铵结晶析出，分离干燥制得副产品硫酸铵，母液充氨后回用于解缔，再生后的烷基叔胺留在反应罐中做下一个循环使用。

附图2，缔置-解缔法工艺

1.硫酸氢钾制备

将经过干燥磨细的氯化钾投入反应罐中，按照硫酸与氯化钾以1∶0.8～1.2摩尔比的量缓缓加入硫酸，维持反应温度20～120℃，搅拌0.5～4小时，使氯化氢从反应系统中逸出，并以水吸收成盐酸，其反应过程

硫酸氢钾乘温从反应罐中放出待用。

2.缔置

解缔剂是氨或含有氨的溶液，按照缔置时投入的硫酸氢钾与氨以1∶0.8～1.2摩尔比的量，将氨或含有氨的溶液通入或者加入反应罐中，在10～140℃温度下，搅拌0.05～4小时进行解缔反应，即

然后静置两相分层，分离出的下层为水相，是氯化铵溶液，经蒸发浓缩后，在搅拌下冷却到10～20℃，使氯化铵结晶析出，分离得到副产品氯化铵，母液充氨后回用于解缔，再生后的烷基叔胺留在反应罐中做下一个循环使用。

下面通过实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

用98%工业硫酸200克（折100%硫酸196克），加入95%农业用氯化钾156.8克（折100%氯化钾149克），置于1升的烧瓶中，在搅拌下逐渐升温至120℃，用水吸收氯化氢成盐酸约3小时反应终了，氯化氢不再逸出，乘温将硫酸氢钾倾倒于珐琅盘中冷却待用，反应的生成物为98%硫酸氢钾278克（折100%硫酸氢钾270.4克），回收35%盐酸207.4克（折100%氯化氢72.6克）。

取烷基叔胺100克，置于500毫升分液漏斗中，再将98%的硫酸氢钾65克溶于回套的母液中，过滤除去少量不溶杂质，将溶液加入分液漏斗中，在70～110℃下，振摇5～15分钟，进行缔合反应，反应完毕后，静置分层，放出含有硫酸钾结

缔合剂是含有氮的碳氢化合物，通式为R₃N即烷基叔胺，它有三个烷基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在五个或五个以上，它难溶于水，能够和硫酸发生缔合反应，硫酸氢钾在水溶液中水解，可以认为是以硫酸和硫酸钾的形式存在的，即

其硫酸部分亦与烷基叔胺发生缔合，继而与氯化钾发生置换反应。

按照硫酸氢钾与氯化钾以1∶0.7～1.4摩尔比的量，将硫酸氢钾、氯化钾溶解于分离出硫酸钾的母液或水中，过滤除杂待用。

将含有氯化钾、硫酸氢钾的溶液泵入反应罐中，按照烷基叔胺与上述溶液中的硫酸氢钾以1∶0.7～1.5摩尔比的量加入烷基叔胺，在10～140℃温度下，搅拌0.05～4小时，进行缔置反应，反应完毕后，静置两相分层，分离出的下层是水相，即带有结晶析出的硫酸钾溶液，冷却至10℃，硫酸钾结晶析出完全后，分离得硫酸钾，母液则套回用于溶配硫酸氢钾和氯化钾，上层为有机相，即烷基叔胺盐酸盐，留在反应罐里以待解缔。

3.解缔

晶的水相，冷至室温，分离出结晶，得硫酸钾42.6克，（氧化钾分析值：51.3%），分离母液套用于下一次溶配硫酸氢钾。

将溶有10%氨的硫酸铵溶液80克，加入到缔合后余留烷基叔胺硫酸氢盐的分液漏斗中，在80～120℃下，振摇5～20分钟，进行解缔反应，反应完毕后，静置分层，放出水相，即硫酸铵溶液，经蒸发后冷至室温分离结晶，干燥，得含氮量21%的硫酸铵31.2克，分离母液充氨后，回用于解缔，再生后的烷基叔胺循环使用。

实施例2

取烷基叔胺100g置于500毫升的分液漏斗中，将实施例1制得的98%硫酸氢钾32.5克，95%氯化钾9.2克溶于回套的母液中，过滤除去少量不溶杂质，也加入分液漏斗中，在30～80℃下，振摇5～15分钟，进行缔置反应，反应完毕后，静置分层，放出含有硫酸钾结晶的水相，冷至室温，分离出结晶，得硫酸钾42.3克（氧化钾分析值：51.3%），分离母液套用于下一次配置硫酸氢钾、氯化钾溶液。

将溶有12%氨的氯化铵溶液33.3克，加入到缔置后余留烷基叔胺盐酸盐的分液漏斗中，在80～120℃下振摇5～20分钟，进行解缔反应，反应完毕后，静置分层，放出水相，即氯化铵溶液，经蒸发浓缩后冷却至室温，分离得含氮量为24%的氯化铵13.6克，分离母液充氨后回用于解缔，再生后的烷基叔胺循环使用。

硫酸钾产品质量

项目  质量指标

硫酸钾（K₂SO₄）含量 95%

氧化钾（K₂O）含量 51.3%

氯化物（Cl）  0.5%

水份  3.0%

氯化铵产品质量

项目  质量指标

含氮量（N）  24%

水分  4%

硫酸铵产品质量

项目  质量指标

含氮量（N）  21%

水分  1%

盐酸产品质量

项目  质量指标

氯化氢（HCl）含量  35%

Claims (5)

1、一种制取硫酸钾的改进方法，其特征在于用烷基叔胺作缔合剂，将硫酸氢钾转化为硫酸钾，解缔制得硫酸铵或氯化铵。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：烷基叔胺与硫酸氢钾是以1∶1～2摩尔比的量，在温度为10～140℃的条件下搅拌0.05～4小时，进行缔合反应的。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于将硫酸氢钾与氯化钾以1∶0.7～1.5摩尔比的量，溶解于硫酸钾母液或水中，并按烷基叔胺与硫酸氢钾以1∶0.7～1.5摩尔比的量，进行缔置反应，反应温度为10～140℃，搅拌0.05～4小时。

4、根据权利要求1、2、3所述的方法，其特征在于采用的缔合剂是含氮的碳氢化合物，其通式为R3N，即烷基叔胺它有三个烃基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在5个或5个以上。

5、根据权利要求1、2、3所述的方法，其特征在于：解缔反应是按缔合或缔置时投入的硫酸氢钾与氨以1∶0.8～1.2摩尔比的量进行的，解缔温度为10～140℃，反应时间为0.05～4小时。

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