CN115849318A - 一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,属于磷化工工艺技术领域。本发明以价格较低的工业磷酸一铵作为原料,先与氢氧化钾反应,后续通过蒸氨控制氨含量后调节pH为4.2‑4.9,加入络合剂,使溶液澄清,在此pH范围内经过喷雾干燥得到的粉状磷酸二氢钾,产品纯度达到98%以上,达肥料级优等品标准,产品全水溶。本发明工艺简单,操作方便,且粉状磷酸二氢钾市场价格高于晶体磷酸二氢钾,利润高,市场前景好。
Description
技术领域
本发明属于磷化工工艺技术领域,具体涉及一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺。
背景技术
现在磷酸二氢钾的生产工艺主要有结晶工艺和喷雾干燥工艺,产品分别为晶体状和粉状,目前磷酸二氢钾的生产工艺主要有以下几种:
1、中和法
该方法是用工业磷酸(净化或热法磷酸)和氢氧化钾反应,制取工业磷酸二氢钾,该工艺简单,产品纯度高,是国内企业生产工业级磷酸二氢钾主要采用的工艺,但原料工业磷酸的成本高,磷酸二氢钾产品成本高。
2、复分解法
用氯化钾和工业磷酸一铵(或农用一铵)复分解反应制取磷酸二氢钾产品,副产氯化铵、氯化钾、磷酸一铵、磷酸二氢钾的混合母液。该工艺生产的磷酸二氢钾纯度低,需要重结晶提纯产品,母液可作液体肥料或制固体肥料。该工艺较复杂,国内少数企业采用。
3、萃取法
以磷酸和氯化钾为原料,利用萃取剂与溶配液进行均相反应,在盐析的作用和冷却条件下析出磷酸二氢钾;萃取有机相加入氨水再生,萃取剂循环使用。其工艺流程主要包括溶配、萃取和反萃三个步骤。该工艺缺点是有机溶剂价格昂贵,难于工业化。
4、喷雾干燥法
以净化磷酸或热法磷酸为原料和氢氧化钾反应后的溶液,在喷雾塔内干燥为粉状磷酸二氢钾。此产品和晶体磷酸二氢钾相比具有闪溶的特点,可解决无人机叶面喷施领域低温配制超高浓度溶解慢、效率低的问题。磷酸二氢钾的粉状产品是近年来兴起的一种速溶肥料,价格远高于晶体状产品。同样质量的粉状磷酸二氢钾产品比晶体磷酸二氢钾价格高,国内主要是以瓮福公司为代表的用净化磷酸生产此产品,因为原料净化磷酸或热法磷酸价格较高的原因,成本较高。
而目前磷酸二氢钾制备中存在各种各样的问题:
一种雾化逸氨制备磷酸二氢钾的方法(CN115072683A),公开了一种磷酸一铵和氢氧化钾反应后在逆流式喷雾塔内高湿干燥脱氨制备磷酸二氢钾的方法。具体过程:利用工业磷酸一铵和氢氧化钾为原料制成溶液,氢氧化钾和磷酸一铵的摩尔比为0.95-1.1:1,喷入逆流式干燥塔内,干燥塔进风温度高达130-350℃,出风口温度不低于130℃,液滴直径为30-50um,经干燥后的产品纯度达98.5%以上。该专利只说磷酸二氢钾产品纯度达98.5%以上,然而其未明确纯度的具体计量方法,行业内纯度的计算应以五氧化二磷或以氧化钾计,其并未有任何介绍,产品的pH达多少,产品是否达肥料级磷酸二氢钾标准还是工业级磷酸二氢钾标准,缺少数据支撑。并且按照专利中的两个实施例氢氧化钾和磷酸一铵的摩尔比为1.01:1的配比,因氢氧化钾过量,经过喷雾干燥后产品的pH至少大于5,而肥料级磷酸二氢钾pH4.2-4.9,工业级磷酸二氢钾pH4.3-4.7,专利产品pH不合格;再者喷雾塔热风进口温度过高,物料温度大于150度,固体二铵熔融就会生成聚磷酸铵。两个实施例进风温度分別为200度和180度,料液在逆流式喷雾塔中快速失去水分成为固态,其中的磷酸二氨在超过150℃时发生聚合,有聚合磷生成。再者,其原料要求纯度高达98%的磷酸一铵,成本大大上升,总之,该工艺存在的问题很多,工艺缺陷大。
一种利用农用磷酸一铵生产工业级磷酸二氢钾的方法(CN107746045A),公开了一种用农用磷酸一铵和氢氧化钾为原料,通过结晶法生产工业磷酸一铵的方法。具体过程:农用磷酸一铵过滤后进一步中和至pH=9得到磷酸二氨,以便低成本进一步除杂,再辅助以其它方式除杂,除杂后的溶液再和氢氧化钾溶液反应,通入蒸汽蒸氨至pH=10-11,加入85%的热法磷酸中和至pH=3.8-4.0,冷却至25-30℃,析晶,离心,干燥为成品;母液循环使用,当母液中的硫酸根累积到0.03-0.04mol/L时,加入钡盐除硫酸根。这种结晶工艺流程复杂,且母液循环长了还需要除硫酸根,并浓缩至磷酸二氢钾含量40-50%,增加了工艺的复杂性,母液中的其它杂质也有累积效应,增加了生产的不稳定性;蒸氨后的溶液pH=10-11,加入的85%的磷酸调pH的量过大,生产成本增大。
一种利用磷酸一铵清液制备磷酸二氢钾的方法(CN112678789A),公开了具体步骤:利用湿法脱硫磷酸和氨中和过滤后的溶液和48-50%的氢氧化钾溶液反应,再浓缩,过滤脱硫,得到磷酸二氢钾溶液;磷酸二氢钾溶液浓缩、冷却、析晶、离心、烘干得磷酸二氢钾成品。本工艺流程复杂,生产过程管道易析晶堵塞,母液的循环利用难。
总之,现有技术中,磷酸二氢钾的生产工艺均不成熟,粉体磷酸二氢钾的制备工艺更是少之又少,生产过程都存在着成本高、工艺复杂,产品纯度低等各种各样的问题,因此,开发一种低成本、工艺简单,能够实际落地应用的全水溶粉体磷酸二氢钾制备工艺,是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题,提供一种以低成本工业磷酸一铵和氢氧化钾为原料,通过不断优化工艺参数和过程,实现低成本生产全水溶粉状磷酸二氢钾。
为实现上述技术目的,本发明所采用的技术方案为:
一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配料:将工业磷酸一铵与氢氧化钾加入到反应槽中,进行反应,得反应料液;
(2)蒸氨:将料液置于夹套反应器中,加入水,加热浓缩,使氨气不断溢出,当料液氮含量小于0.2%时,蒸氨结束,得到料浆;料浆加水,控制比重为1.30-1.42g/ml,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液;
(3)调节pH:加入磷酸调节溶液的pH为4.2-4.9;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
进一步的,步骤(1)工业磷酸一铵和氢氧化钾至少一种为溶液;步骤(1)中工业磷酸一铵为溶液时,溶液的质量浓度为30-70%;氢氧化钾为溶液时,溶液的质量浓度为40-60%;控制氢氧化钾的物质的量大于工业磷酸一铵的物质的量。
更进一步的,步骤(1)还包括过滤工艺,将工业磷酸一铵配制为溶液,先于80-90℃保温后过滤,过滤后加入氢氧化钾固体或者溶液进行反应,得反应料液。
更进一步的,步骤(1)还包括过滤工艺,过滤工艺为将工业磷酸一铵与氢氧化钾的反应料液,于80-90℃保温后过滤。
更进一步的,过滤采用压滤、离心过滤或者精密过滤器过滤。
进一步的,步骤(1)所得反应料液的比重为1.25-1.65g/ml。
进一步的,步骤(2)蒸发浓缩的温度为90-250℃。
进一步的,步骤(3)加入络合剂进行澄清,络合剂的加入量为溶液质量的0.3-1.0%,控制料浆比重为1.40-1.50g/ml。
根据权利要求8所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(3)络合剂为氨三乙酸钠,乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、二乙烯三胺五羧酸盐、酒石酸、柠檬酸盐、海藻酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种或者几种
配制工业磷酸一铵溶液可采用72-73%工业磷酸一铵、或者重结晶生产的工业磷酸一铵,或者净化酸及热法磷酸生产的工业磷酸一铵。
进一步的,在步骤(4)喷雾干燥工段,可根据产量及成本的要求,逆流喷雾塔进风温度110-250℃;顺流喷雾塔进风温大于等于350℃;喷雾干燥塔需接入氨回收系统,回收氨气。
本发明用喷雾塔进行干燥。因为料液中氮含量小于0.2%,料液已合格,可采用顺流喷雾干燥塔(进塔热风温度大于等于350℃)或逆流喷雾干燥塔(逆流喷雾塔塔底进行风温度110-250℃)。
有益效果
用磷酸一铵和氢氧化钾进行结晶法生产磷酸二氢钾的工艺,流程复杂,生产过程中晶体易堵塞管道,母液难以长时间循环,这直接造成生产难操作,不稳定和生产成本较高的问题,产品的产能和利润受限。而与此同时,如果采用逆流喷雾塔高温逸氨方式生产磷酸二氢钾,因为氨气的逸出需要时间,需要采取高温且满足一定的时间。若进风温度高于150℃,在液滴成为固体后氨主要以磷酸二铵形式存在,磷酸二铵会发生聚合反应,有聚合磷生成;若使氨尽快逸出,使氢氧化钾过量,但氢氧化钾过量,产品pH大于5,产品不合格;若在塔内时间不到,氨气的逸量不够,产品也不合格,因此采用逆流式喷雾塔逸氨制取磷酸二氢钾问题很多。
本发明以价格较低的工业磷酸一铵作为原料,先与氢氧化钾反应,后续通过蒸氨控制氨含量后调节pH为4.2-4.9,在此pH范围内经过喷雾干燥得到的粉状磷酸二氢钾,产品纯度达到98%以上,达肥料级优等品标准,产品全水溶。本发明工艺简单,操作方便,且粉状磷酸二氢钾市场价格高于晶体磷酸二氢钾,利润高,市场前景好。
附图说明
图1为本发明工艺方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明,但不限于此。
本发明主要化学反应方程式为:
KOH+NH4H2PO4→KH2PO4+NH3↑+H2O
以下实施例用纯度为73%的工业磷酸一铵为原料和氢氧化钾反应制取磷酸二氢钾,原料工业磷酸一铵分析结果如表1所示:
表1:原料工业磷酸一铵常量数据
N% | 水溶P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | Cl% | 水不溶物% |
12 | 60.8 | 0 | 0.34(G4坩埚过滤) |
表2原料工业磷酸一铵微量元素数据
实施例1
一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg工业磷酸一铵配制为质量浓度为50%的溶液,2.8kg质量浓度为48%氢氧化钾溶液,同时加入到反应槽中,恒温80℃加热1h后过滤,去除杂质,得反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入2kg水加热蒸发浓缩使氨气不断溢出,当料液氮含量为0.05%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,此时溶液比重为1.37g/ml;
(3)调节pH:加入浓度为85%工业级磷酸0.75kg,调节溶液的pH为4.9,加入络合剂6g,使溶液澄清,料浆比重1.45-1.47g/ml;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品3.25kg;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
配制工业磷酸一铵溶液采用纯度为72-73%工业磷酸一铵。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.27-1.30g/ml。
步骤(1)中过滤采用压滤方式。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(3)络合剂为柠檬酸钠。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为90-120℃,浓缩时间约为7小时。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表1-2所示:
表1常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | Cl% | pH | 水不溶物% |
0.05 | 51.40 | 34.60 | 0.10 | 0 | 4.9 | 0 |
表2微量元素含量
实施例2
一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg的工业磷酸一铵配制为质量浓度为55%的溶液,恒温85℃加热2h后过滤;将2.6kg氢氧化钾配制为质量浓度为48%的溶液,将氢氧化钾溶液和过滤后的工业磷酸一铵溶液同时加入到反应槽中,得到反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入2.5kg水使氨气加热蒸发浓缩,使氨气不断溢出,当料液氮含量0.07%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,溶液比重为1.36g/ml,;
(3)调节pH:加入浓度为85%工业级磷酸0.6kg,调节溶液的pH为4.7;加入络合剂8g,使溶液澄清,料浆比重1.44-1.46g/ml
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品3.01kg;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
配制工业磷酸一铵溶液采用72-73%工业磷酸一铵。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.25-1.27g/ml。
步骤(1)中过滤采用精密过滤器过滤。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为120-150℃,浓缩时间约为8小时
步骤(3)络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表3-4所示:
表3常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | pH | Cl% | 水不溶物% |
0.07 | 51.60 | 34.30 | 0.15 | 4.7 | 0 | 0 |
表4微量元素含量
实施例3
一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg工业磷酸一铵固体加水溶解,配制为质量浓度为45%的溶液、2.4kg质量浓度为48%氢氧化钾溶液同时加入到反应槽中,恒温90℃加热3h后过滤,去除杂质,得反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入3kg水加热浓缩使氨气不断溢出,当料液氮含量0.08%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,溶液比重为1.37g/ml;
(3)调节pH:加入浓度为85%工业级磷酸0.39kg,调节溶液的pH为4.6,加入络合剂10g,使溶液澄清,料浆比重1.45-1.47g/ml;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品2.78kg;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.55-1.58g/ml。
步骤(1)中过滤采用离心过滤。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为150-180℃,浓缩时间约为5h。
步骤(3)络合剂为乙二胺四乙酸四钠。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表5-6所示:
表5常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | pH | Cl% | 水不溶物% |
0.09 | 51.90 | 34.20 | 0.15 | 4.4 | 0 | 0 |
表6微量元素含量
实施例4
一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg工业磷酸一铵的固体加水溶解,配制为质量浓度为50%的溶液、2.2kg质量浓度为48%的氢氧化钾溶液同时加入到反应槽中,恒温80℃加热1h后过滤,去除杂质,得反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入3.3kg水加热浓缩使氨气不断溢出,当料液氮含量为0.11%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,溶液比重为1.38g/ml;
(3)调节pH:加入浓度为85%的工业级磷酸0.21kg,调节溶液的pH为4.6;加入络合剂10g,使溶液澄清,料浆比重1.45-1.47g/ml。
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品2.55;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.57-1.62g/ml。
步骤(1)中过滤采用精密过滤器过滤。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为180-210℃
步骤(3)络合剂为海藻酸钠。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表7-8所示:
表7常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | Cl% | pH | 水不溶物% |
0.10 | 52.00 | 34.10 | 0.2 | 0 | 4.3 | 0 |
表8微量元素含量
实施例5
一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg工业磷酸一铵的固体加水溶解,配制为质量浓度为55%的溶液、2.1kg质量浓度为48%的氢氧化钾溶液同时加入到反应槽中,恒温80℃加热1h后过滤,去除杂质,得反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入4kg水,加热浓缩,使氨气不断溢出,当料液氮含量小于0.18%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,溶液比重为1.40g/ml,;
(3)调节pH:加入浓度为85%的工业级磷酸0.11kg调节溶液的pH为4.2,加入络合剂10g,使溶液澄清,料浆比重1.45-1.47g/ml;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品2.43kg;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.58-1.60g/ml。
步骤(1)中过滤采用压滤。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为210-250℃,浓缩时间约为10h。
步骤(3)络合剂为葡萄糖酸钠。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表9-10所示:
表9常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | Cl% | pH | 水不溶物% |
0.19 | 52.10 | 34.00 | 0.15 | 0 | 4.5 | 0 |
表10微量元素含量
对比例1
一种粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg工业磷酸一铵的固体、2.1kg质量浓度为48%的氢氧化钾溶液同时加入到反应槽中,恒温80℃加热1h后过滤,去除杂质,得反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入4kg水,加热浓缩,使氨气不断溢出,当料液氮含量小于0.18%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,溶液比重为1.40g/ml,;
(3)调节pH:加入浓度为85%的工业级磷酸调节溶液的pH为4,加入络合剂10g,使溶液澄清,料浆比重1.45-1.47g/ml;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品2.43kg;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.58-1.60g/ml。
步骤(1)中过滤采用压滤。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为160-180℃,浓缩时间约为10h。
步骤(3)络合剂为葡萄糖酸钠。
本对比例除在调节pH工段,pH调节为4外,其余工艺均同实施例5。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表11-12所示:
表11常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | Cl% | pH | 水不溶物% |
0.18 | 52.85 | 33.40 | 0.15 | 0 | 4.1 | 0.1 |
表12微量元素含量
对比例2
一种粉状磷酸二氢钾的生产工艺,包括以下步骤:
(1)配料:将2kg工业磷酸一铵的固体、2.1kg质量浓度为48%的氢氧化钾溶液同时加入到反应槽中,恒温80℃加热1h后过滤,去除杂质,得反应料液;
(2)蒸氨:将反应料液置于夹套反应器中,加入4kg水,加热浓缩,使氨气不断溢出,当料液氮含量小于0.18%时,浓缩蒸氨结束,得到料浆;料浆加2kg水,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液,溶液比重为1.40g/ml,;
(3)调节pH:加入浓度为85%的工业级磷酸调节溶液的pH为5,加入络合剂10g,使溶液澄清,料浆比重1.45-1.47g/ml;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品2.43kg;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
步骤(1)所得反应料液的比重为1.58-1.60g/ml。
步骤(1)中过滤采用压滤。
过滤过程若有氨气溢出,氨气可接入氨气回收系统。
在步骤(1)配料过程会有大量氨气逸出,氨气可接入氨气回收系统,利用硫酸或磷酸回收,生成硫酸铵或磷酸一铵,循环或者回收利用。
步骤(2)蒸发浓缩的温度为160-180℃,浓缩时间约为10h。
步骤(3)络合剂为葡萄糖酸钠。
本对比例除在调节pH工段,pH调节为5外,其余工艺均同实施例5。
根据标准HG/T2321-2016《肥料级磷酸二氢钾》中的试验方法及标准,进行产品纯度和含量的测试,结果如表11-12所示:
表11常量含量
N% | P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>% | K<sub>2</sub>O% | H<sub>2</sub>O% | Cl% | pH | 水不溶物% |
0.15 | 50.90 | 34.80 | 0.22 | 0 | 5.3 | 0.3 |
表12微量元素含量
通过以上实施例和对比例数据我们可以看出,通过本发明工艺得到的粉状磷酸二氢钾,水溶性好,纯度高杂质少,符合行业标准的要求。而改变了工艺参数的对比例,其个性参数均呈现了不同程度的下降。本发明蒸氨工艺以及后续调节pH喷雾干燥的工艺,是实现高纯度全水溶磷酸二氢钾制备的关键技术手段。
需要说明的是,上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例,而非全部实施例。显然,基于本发明的上述实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例,都应当属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配料:将工业磷酸一铵与氢氧化钾加入到反应槽中,进行反应,得反应料液;
(2)蒸氨:将料液置于夹套反应器中,加入水,加热浓缩,使氨气不断溢出,当料液氮含量小于0.2%时,蒸氨结束,得到料浆;料浆加水,控制比重为1.30-1.42g/ml,恒温90-110℃使得料浆再次溶解为溶液;
(3)调节pH:加入磷酸调节溶液的pH为4.2-4.9;
(4)喷雾干燥:将步骤(3)调节pH后的溶液打入逆流或顺流喷雾塔中进行干燥,得成品;
(5)冷却包装:将成品冷却,进入包装工段进行包装入库即可。
2.根据权利要求1所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(1)工业磷酸一铵和氢氧化钾至少一种为溶液;步骤(1)中工业磷酸一铵为溶液时,溶液的质量浓度为30-70%;氢氧化钾为溶液时,溶液的质量浓度为40-60%;控制氢氧化钾的物质的量大于工业磷酸一铵的物质的量。
3.根据权利要求2所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(1)还包括过滤工艺,将工业磷酸一铵配制为溶液,先于80-90℃保温后过滤,过滤后加入氢氧化钾固体或者溶液进行反应,得反应料液。
4.根据权利要求2所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(1)还包括过滤工艺,过滤工艺为将工业磷酸一铵与氢氧化钾的反应料液,于80-90℃保温后过滤。
5.根据权利要求3或4所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,过滤采用压滤、离心过滤或者精密过滤器过滤。
6.根据权利要求1所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(1)所得反应料液的比重为1.25-1.65g/ml。
7.根据权利要求1所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(2)蒸发浓缩的温度为90-250℃。
8.根据权利要求1所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(3)加入络合剂进行澄清,络合剂的加入量为溶液质量的0.3-1.0%,控制料浆比重为1.40-1.50g/ml。
9.根据权利要求8所述全水溶粉状磷酸二氢钾的生产工艺,其特征在于,步骤(3)络合剂为氨三乙酸钠,乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、二乙烯三胺五羧酸盐、酒石酸、柠檬酸盐、海藻酸钠、葡萄糖酸钠、乙二胺四甲叉磷酸钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐中的一种或者几种。
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