CN108821242A - 过一硫酸氢钾复合盐的制备方法 - Google Patents

过一硫酸氢钾复合盐的制备方法 Download PDF

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罗力军
陶彭均
陶卓奇
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Abstract

本申请公开了一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,先向水解釜中加入过二硫酸钾溶液,在催化剂催化下水解成过一硫酸氢钾与硫酸氢钾;待水解程度达到要求后,溶液通过过滤器去除催化剂,之后加入到中和釜中,并向中和釜中加入稳定剂,再加入硫酸氢钾固体,搅拌混合;再向中和釜中加入氢氧化钾溶液中和,之后经真空浓缩,冷却结晶,离心分离,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐干品。用过二硫酸氢钾取代高浓度双氧水与发烟硫酸反应,在催化剂作用下水解成过一硫酸氢钾与硫酸氢钾,其反应温和,反应热小,有效的降低了反应的危险程度;在催化剂的作用下,定向水解程度高;所生产的产品活性氧含量合格,产品质量稳定。

Description

过一硫酸氢钾复合盐的制备方法
技术领域
本发明涉及过氧化物制备技术领域,具体涉及一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法。
背景技术
过一硫酸氢钾复合盐是由过一硫酸氢钾、硫酸氢钾、硫酸钾三种成分组成的复合盐,是一种应用广泛的消毒杀菌剂,具有很强的氧化性,主要用作洗涤剂、假牙清洁剂、干漂剂、羊毛织品的防缩处理剂、聚合物的引发剂、印制电路板微蚀剂及废水处理。
目前制备过一硫酸氢钾复合盐的方法为氯磺酸法、阳极氧化法及发烟硫酸法,其中主要方法为发烟硫酸法。
发烟硫酸法是将高浓度的发烟硫酸滴加到高浓度的双氧水中,并加入稳定剂,温度控制在低温下进行反应,形成过氧硫酸及硫酸的混合物,再加入氢氧化钾溶液,反应得到过一硫酸氢钾复合盐。
美国专利US5139763公开了过一硫酸氢钾复合盐的化学制备方法,其步骤为由过氧化氢和发烟硫酸进行反应后制得过氧硫酸,再加入常用的钾化合物和酸反应制备KHSO5、KHSO4和K2SO4的混合物,将该混合物加入富含KHSO5的溶液中调节KHSO5/(KHSO4+K2SO4)的比例,使最终混合物中KHSO5/(KHSO4+K2SO)在1.4-1.6:1之间,分离混合物形成泥浆样,经真空管结晶、干燥,得到产品。
中国发明专利申请公开说明书CN1528660公开了一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其制备方法为先向反应器内加入含有稳定剂的过氧化氢,然后滴加发烟硫酸进行反应,再滴加氢氧化钾溶液,同时加入晶形改性剂,经真空浓缩,冷却结晶,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐干品。
中国发明专利申请公开说明书CN102311100A公开了一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其制备方法为先将高浓度的双氧水与发烟硫酸进行氧化反应;再将K∶S比为0.8-1的硫酸氢钾水溶液或硫酸氢钾与硫酸的混合溶液或结晶离心工艺后的母液水加入反应液中进行混合和反应,获得目标产物为相对稳定的H2SO5、KHSO5、KHSO4、H2SO4等的混合溶液;再将KOH溶液加入混合溶液中在真空条件下进行反应,冷却结晶,然后采用常规的方法收集固体单过硫酸氢钾,干燥,即获得产品。
以上发明专利详细的阐述了过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,都涉及到用高浓度的双氧水与发烟硫酸进行反应,来制得过一硫酸氢钾复合盐。高浓度的双氧水与发烟硫酸反应,原料本身属于危化品,两者反应剧烈,放热严重,对冷冻系统及反应温度的要求苛刻,同时两者产物过氧硫酸非常不稳定,容易分解,剧烈分解会产生爆炸,造成危险。
发明内容
本发明针对上述问题,提出了一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,反应温和,反应热小,有效的降低了反应的危险程度。
本发明采取的技术方案如下:
一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,以过二硫酸钾、硫酸氢钾、氢氧化钾为原料进行制备,制备方法包括以下步骤:
步骤一,向水解釜中加入过二硫酸钾溶液,在催化剂催化下水解成过一硫酸氢钾与硫酸氢钾;
步骤二,待水解程度达到要求后,溶液通过过滤器去除催化剂,去除催化剂后加入到中和釜中,并向中和釜中加入稳定剂,再加入硫酸氢钾固体,搅拌混合;
步骤三,再向中和釜中加入氢氧化钾溶液中和,之后经真空浓缩,冷却结晶,离心分离,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐干品。
进一步在于,催化剂为纳米活性炭负载Al2O3催化剂。
进一步在于,过二硫酸钾、硫酸氢钾、氢氧化钾的摩尔比为1:0.315~0.455:0.425~0.575。
进一步在于,步骤一中,过二硫酸钾溶液质量百分比浓度为15~30%,催化剂加入量为过二硫酸钾质量的0.1%~1%。
进一步在于,步骤一中,控制水解温度及水解时间,水解温度为25℃~55℃,水解时间为6h-12h。
进一步在于,步骤二中,水解程度达到要求为过一硫酸氢钾单体活性氧达到1.0%-1.8%。
进一步在于,步骤二中,稳定剂为磷酸钠盐、钾盐、铵盐中的一种或两种以上混合物,加入量为过二硫酸钾质量的0.5%~2%,磷酸钠盐为焦磷酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或两种。
进一步在于,步骤二中,固体硫酸氢钾的纯度为95%~99%。
进一步在于,步骤三中,氢氧化钾溶液质量百分比浓度为40%-50%。
进一步在于,中和釜中的中和温度为30℃-50℃。
进一步在于,步骤三中,真空浓缩温度为30℃~60℃,真空度为0.098Mpa~0.1Mpa,冷却结晶温度为-5℃-10℃。
本发明的有益效果是:用过二硫酸氢钾取代高浓度双氧水与发烟硫酸反应,在催化剂作用下水解成过一硫酸氢钾与硫酸氢钾,其反应温和,反应热小,有效的降低了反应的危险程度;过二硫酸氢钾在催化剂的作用下,定向水解程度高;加入硫酸氢钾调整了反应液的钾与硫的摩尔比,所生产的产品活性氧含量合格,产品质量稳定;生产工艺简单,适合于大规模的工业化生产。
具体实施方式
下面对本发明做详细描述。
实施例1,步骤一,将1630g 30%的过二硫酸钾溶液加入到2000mL带搅拌和温度计的四口烧瓶中,加入4.5g纳米活性炭负载Al2O3催化剂,用水浴控制烧瓶内部溶液温度,保持水解温度为50℃,水解时间为8h;步骤二,检测得到过一硫酸氢钾单体活性氧达到1.68%,溶液经过滤去除催化剂后加入6g稳定剂三聚磷酸钠,再缓慢加入112.5g硫酸氢钾,搅拌混合;步骤三,再加入102g50%氢氧化钾溶液中和,温度控制在40℃左右,加料结束后在搅拌状态下保温30min,在真空度为0.098MPa真空下45℃浓缩,再冷却至0℃下结晶,离心分离,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐412g,产品活性氧含量为4.73%。
实施例2,步骤一,将1300g 15%的过二硫酸钾溶液加入到2000mL带搅拌和温度计的四口烧瓶中,加入6g纳米活性炭负载Al2O3催化剂,用水浴控制烧瓶内部溶液温度,保持水解温度为30℃,水解时间为12h;步骤二,检测得到过一硫酸氢钾单体活性氧达到1.03%,溶液经过滤去除催化剂后加入3.5g焦磷酸钾,再缓慢加入52g固体硫酸氢钾,搅拌混合;步骤三,再加入54g40%氢氧化钾溶液中和,温度控制在30℃左右,加料结束后在搅拌状态下保温1min,在真空度为0.1MPa真空下35℃浓缩,再冷却至-5℃下结晶,离心分离,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐208g,产品活性氧含量为4.65%。
实施例3,步骤一,将1580kg 30%过二硫酸钾溶液加入2立方水解釜中,加入5kg纳米活性炭负载Al2O3催化剂,用冷冻盐水及蒸汽盘管来控制溶液水解温度,保持溶液水解温度为45℃,水解时间为10h;步骤二,检测得到过一硫酸氢钾单体活性氧达到1.56%,溶液通过过滤器去除催化剂进入到中和釜中,向中和釜加入稳定剂1.8kg酸式焦磷酸钠、2.5kg焦磷酸钠,再缓慢加入120kg硫酸氢钾固体,搅拌混合1h;步骤三,再加入118kg48%氢氧化钾溶液中和,温度控制在45℃左右,加料结束后在搅拌状态下保温1h,在真空度为0.099MPa真空下45℃浓缩,再冷却至0℃下结晶,离心分离,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐428kg,产品活性氧含量为4.78%。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此即限制本发明的专利保护范围,凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,以过二硫酸钾、硫酸氢钾、氢氧化钾为原料进行制备,制备方法包括以下步骤:
步骤一,向水解釜中加入过二硫酸钾溶液,在催化剂催化下水解成过一硫酸氢钾与硫酸氢钾;
步骤二,待水解程度达到要求后,溶液通过过滤器去除催化剂,去除催化剂后加入到中和釜中,并向中和釜中加入稳定剂,再加入硫酸氢钾固体,搅拌混合;
步骤三,再向中和釜中加入氢氧化钾溶液中和,之后经真空浓缩,冷却结晶,离心分离,烘干制得过一硫酸氢钾复合盐干品。
2.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,过二硫酸钾、硫酸氢钾、氢氧化钾的摩尔比为1:0.315~0.455:0.425~0.575。
3.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤一中,过二硫酸钾溶液质量百分比浓度为15%~30%,催化剂加入量为过二硫酸钾质量的0.1%~1%。
4.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤一中,控制水解温度及水解时间,水解温度为25℃~55℃,水解时间为6h-12h。
5.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤二中,水解程度达到要求为过一硫酸氢钾单体活性氧达到1.0%-1.8%。
6.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤二中,稳定剂为磷酸钠盐、钾盐和铵盐中的一种或两种以上混合物,加入量为过二硫酸钾质量的0.5%~2%。
7.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤二中,固体硫酸氢钾的纯度为95%~99%。
8.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤三中,氢氧化钾溶液质量百分比浓度为40%-50%。
9.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,中和釜中的中和温度为30℃-50℃。
10.如权利要求1所述的过一硫酸氢钾复合盐的制备方法,其特征在于,步骤三中,真空浓缩温度为30℃~60℃,真空度为0.098Mpa~0.1Mpa,冷却结晶温度为-5℃-10℃。
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