CN116119634A - 一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，涉及磷酸二氢钾生产技术领域，通过加入草酸和螯合剂，使植酸钾水解液中大量的钙镁离子形成沉淀除去，得到的磷酸二氢钾产品溶于水后澄清度好，提高了产品的品质，同时本发明的工艺路线环保，无危废产生，对环境友好。

Description

一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法

技术领域

本发明涉及磷酸二氢钾生产技术领域，具体涉及一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法。

背景技术

磷酸二氢钾是一种用途广泛的化工产品，在工业上用作缓冲剂、培养剂；食品行业用做酸味调节剂；农业上用作高效磷钾复合肥，广泛适用于各类型经济作物、粮食、瓜果、蔬菜等，具有显著增产增收、改量优化品质、抗倒伏、抗病虫害、防治早衰等许多优良作用，并且具有克服作物生长后期根系老化吸收能力下降而导致的营养不足的作用。

玉米浸泡水是生产玉米淀粉产生的下脚料，其中含1～2%wt的植酸，经离子交换吸附，钾盐洗脱，可以得到植酸钾，然后经水解，得到肌醇和磷酸二氢钾。由于玉米浸泡水中含有大量的钙、镁等二价金属离子，磷酸二氢钾的生产过程中，一部分钙镁离子会残留在生产体系中，与磷酸结合，生成难溶的磷酸钙、磷酸镁，使得磷酸二氢钾产品水溶液浑浊，对磷酸二氢钾的使用造成不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，得到的磷酸二氢钾产品溶于水后澄清度高，提高了产品的品质。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，包括以下步骤：

A：植酸钾水解液进入闪蒸室，降温至50～60℃，饱和的磷酸氢钙、磷酸氢镁析出，通过板框过滤、去除，得闪蒸液；

B：闪蒸液进入六效浓缩器，控制真空度-0.07～-0.09MPa、出液温度85～90℃下浓缩，得浓缩液；

C：浓缩液进入脱色罐，然后向脱色罐内加入草酸和活性炭，保持反应温度80～85℃，反应时间0.5～1h，过滤，得滤液，其中加入草酸的质量占浓缩液体积的2～5‰（kg/L），加入活性炭的质量占浓缩液体积的0.5～1%（kg/L），活性炭目数200-300目；

D：滤液进入结晶罐，向结晶罐内加入螯合剂，控制温度75～80℃，反应时间0.5～1h，得水溶性络合物；

E：水溶性络合物降温至20～30℃后离心，得磷酸二氢钾湿品1和离心母液1，磷酸二氢钾湿品1经流化床干燥后得到磷酸二氢钾产品。

优选的，步骤E中的离心母液1进入色谱系统进行分离，得肌醇液和磷酸二氢钾液，所述色谱系统为模拟移动床色谱，所述模拟移动床色谱的填料为阳离子树脂。

优选的，肌醇液进入四效浓缩器，控制真空度-0.07～-0.09MPa、出液温度80～90℃，出液固含量35～50%（W/W），得混合料液1；

混合料液1冷却至25～30℃后离心，得肌醇粗品和离心母液2，其中肌醇粗品与纯化水按照1:1～2（V/V）混合，并加热至85～95℃溶解，加入活性炭脱色1～2h后进烛式过滤器过滤，过滤液进入结晶罐，降温至20～30℃离心得肌醇湿品和离心母液3，肌醇湿品在105℃下干燥6～9h得肌醇成品，其中活性炭用量为肌醇粗品的2～5%（W/W），离心母液2和离心母液1合并进入色谱系统进行分离；离心母液3返粗品结晶工序，与混合料液1合并。

优选的，磷酸二氢钾液进入四效浓缩器，控制真空度在-0.07～-0.09MPa，出液温度85～95℃，出液固含量40～50%（W/W），得混合料液2；

混合料液2加入活性炭脱色0.5～1h后进烛式过滤器过滤，过滤液进入结晶罐，降温至20～30℃离心得磷酸二氢钾湿品2和离心母液4，磷酸二氢钾湿品2与步骤E所得磷酸二氢钾湿品1一起进入流化床干燥得磷酸二氢钾成品，其中加入活性炭的质量占混合料液2体积的1～2%（kg/L）。

优选的，离心母液4一部分与混合料液2合并脱色，一部分作为液体肥外卖。

优选的，步骤A中板框过滤的滤布目数300～400目。

优选的，步骤B中浓缩液的固含量为40～60%（W/W）。

优选的，步骤D中的螯合剂为二乙烯三胺五亚甲基膦酸、乙二胺四甲基膦酸钠和乙二胺二邻苯基乙酸钠中的一种，螯合剂的使用量为5～10g/m³。

优选的，步骤E中水溶性络合物的降温速度为8～10℃/h。

优选的，步骤E中流化床干燥的进风温度120～140℃，出风温度70～80℃，物料干燥时间2～3min。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明工艺简单，设备投入低，减小了生产成本。

2、本发明草酸等辅料用量少，且价格低廉，生产成本低。

3、本发明的方法钙镁去除效果好，磷酸二氢钾产品的纯度高，溶于水后得到的磷酸二氢钾水溶液澄清度高，提高了产品的品质。

4、肌醇液提纯时产生的离心母液可以回套至色谱系统进行再次回收利用，避免了原料的浪费，节约了成本。

5、磷酸二氢钾液提纯时产生的离心母液一部分可以回套至混合料液2进行再次回收利用，另一部分可以作为液体肥外卖，提高了收益。

6、工艺路线环保，无危废产生，对环境友好。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

1.植酸钾水解液10m³，闪蒸降温至60℃，通过板框过滤，滤布目数400目，得闪蒸液，体积9.1m³，其中钙58.3mg/L，镁667.8mg/L；

2.闪蒸液进入六效浓缩器，控制真空度-0.07MPa，控制出液温度85℃，出液固含量55%，得浓缩液，体积3.5m³；

3.浓缩液进入脱色罐，加入7kg草酸，17.5kg活性炭，在80℃下保温0.5h后过滤，滤液体积3.6m³，其中活性炭目数为200目，得到的滤液中钙15.8mg/L、镁286.6 mg/L；

4.滤液进入结晶罐，加入二乙烯三胺五亚甲基膦酸18g，控制温度75℃，反应时间0.5h，得水溶性络合物，水溶性络合物按照8℃/h的速度降温至25℃离心，得磷酸二氢钾湿品1和离心母液1，磷酸二氢钾湿品1进入流化床，控制进风温度120℃，出风温度70℃，物料干燥时间2min，干燥后得磷酸二氢钾成品1250kg，磷酸二氢钾成品检测钙2.5mg/kg, 镁34.7 mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液澄清。

5.离心母液1进入模拟移动床色谱进行分离，得到肌醇液和磷酸二氢钾液，其中肌醇液采用四效真空浓缩，控制真空度-0.07MPa，出液温度80℃，出液固含量35%，得混合料液1；混合料液1冷却至25℃离心，得肌醇粗品350kg和离心母液2。肌醇粗品与纯化水按照比例1:2（V/V）混合，然后加热至95℃溶解，加入7kg活性炭，脱色1h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至30℃离心得肌醇湿品和离心母液3，肌醇湿品105℃干燥9h得肌醇成品260kg。离心母液2和离心母液1合并进入色谱系统进行分离后回用，离心母液3返回粗品结晶工序，与下批次混合料液1合并。

6.磷酸二氢钾液采用四效真空浓缩，控制真空度-0.07MPa，出液温度85℃，出液固含量45%，得混合料液2，体积2000L；混合料液2加入活性炭20kg，脱色0.5h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至30℃离心得磷酸二氢钾湿品2和离心母液4，磷酸二氢钾湿品2进入流化床，控制进风温度120℃，出风温度70℃，物料干燥时间2min，干燥后得到磷酸二氢钾成品600kg。成品检测3.5mg/kg, 镁30.7mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液澄清。

实施例2

1.植酸钾水解液30m³，闪蒸降温至50℃，通过板框过滤，滤布目数350目，得闪蒸液体积27.0m³，其中钙70.8mg/L，镁627.1mg/L；

2.闪蒸液进入六效浓缩器，控制真空度-0.08MPa，出液温度90℃，出液固含量60%，得浓缩液，体积10m³；

3.浓缩液进入脱色罐，加入50kg草酸，100kg活性炭，82℃保温1h后过滤，滤液体积10m³，其中活性炭目数为200目，得到的滤液中钙14.3mg/L、镁276.3 mg/L；

4.滤液进入结晶罐，加入乙二胺四甲基膦酸钠100g，控制温度78℃，反应时间0.8h，得水溶性络合物，水溶性络合物按照9℃/h的速度降温至20℃离心，得磷酸二氢钾湿品1和离心母液1，磷酸二氢钾湿品1进入流化床，控制进风温度130℃，出风温度75℃，物料干燥时间2min，干燥后得磷酸二氢钾成品3900kg，磷酸二氢钾成品检测钙2.6mg/kg，镁26.5mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液澄清。

5.离心母液1进入模拟移动床色谱进行分离，得到肌醇液和磷酸二氢钾液，其中肌醇液采用四效真空浓缩，控制真空度-0.08MPa，出液温度90℃，出液固含量45%，得混合料液1；混合料液1冷却至25℃离心，得肌醇粗品1100kg和离心母液2。肌醇粗品与纯化水按照比例1: 1.5（V/V）混合，加热至90℃溶解，加入30kg活性炭，脱色1h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至25℃离心得肌醇湿品和离心母液3，肌醇湿品105℃干燥6h得肌醇成品850kg。离心母液2和离心母液1合并进入色谱系统进行分离后回用，离心母液3返回粗品结晶工序，与下批次混合料液1合并。

6.磷酸二氢钾液采用四效真空浓缩，控制真空度-0.08MPa，出液温度85℃，出液固含量50%得混合料液2，混合料液2的体积5500L；向混合料液2中加入活性炭60kg，脱色0.5h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至25℃离心得磷酸二氢钾湿品2和离心母液4，磷酸二氢钾湿品2进入流化床，控制进风温度130℃，出风温度75℃，物料干燥时间2min，干燥后得磷酸二氢钾成品1900kg。磷酸二氢钾成品检测钙1.5mg/kg，镁44.5mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液澄清。

实施例3

1.植酸钾水解液30m³，闪蒸降温至55℃，通过板框过滤，滤布目数300目，得闪蒸液，体积27.5m³，其中钙63.9mg/L，镁907.9 mg/L；

2.闪蒸液进入六效浓缩器，控制真空度-0.09MPa，出液温度88℃，出液固含量50%，得浓缩液体积12m³；

3.浓缩液进入脱色罐，加入50kg草酸，120kg活性炭，80℃保温0.8h后过滤，滤液体积11.9m³，其中活性炭目数为300目，得到的滤液中钙21.6mg/L，镁289.2 mg/L；

4.滤液进入结晶罐，加入乙二胺二邻苯基乙酸钠110g，控制温度80℃，反应时间1h，得水溶性络合物，水溶性络合物按照10℃/h的速度降温至30℃离心，得磷酸二氢钾湿品1和离心母液1，磷酸二氢钾湿品1进入流化床，控制进风温度140℃，出风温度80℃，物料干燥时间3min，干燥后得磷酸二氢钾成品3800kg，其中磷酸二氢钾成品检测钙2.5mg/kg，镁30.5 mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液澄清。

5.离心母液1进入模拟移动床色谱进行分离，得到肌醇液和磷酸二氢钾液，肌醇液采用四效真空浓缩，控制真空度-0.09MPa，出液85℃，出液固含量50%，得混合料液1；混合料液1冷却至25℃离心，得肌醇粗品1200kg和离心母液2。肌醇粗品与纯化水按照比例1: 1.5（V/V）混合，加热至85℃溶解，加入40kg活性炭，脱色1h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至20℃离心得肌醇湿品和离心母液3，肌醇湿品105℃干燥8h得肌醇成品900kg。离心母液2和离心母液1合并进入色谱系统进行分离后回用，离心母液3返回粗品结晶工序，与下批次混合料液1合并。

6.磷酸二氢钾液采用四效真空浓缩，控制真空-0.09MPa，出液温度85℃，出液固含量45%，得混合料液2，体积6500L；加入活性炭80kg，脱色1h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至20℃离心得磷酸二氢钾湿品2和离心母液4，磷酸二氢钾湿品2进入流化床，控制进风温度140℃，出风温度80℃，物料干燥时间3min，干燥后得磷酸二氢钾成品1850kg。磷酸二氢钾成品检测钙3.5mg/kg，镁54.5mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液澄清。

对比例

1.植酸钾水解液30m³，闪蒸降温至55℃，通过板框过滤，滤布目数300目，得闪蒸液体积27.3m³，其中钙63.4mg/L，镁903.9 mg/L；

2.闪蒸液进入六效浓缩器，控制真空-0.07MPa，出液温度90℃，固含量50%，得浓缩液体积12m³；

3.浓缩液进入脱色罐，加入120kg活性炭，80℃保温1h后过滤，滤液体积11.3m³，其中钙51.6mg/L，镁789.2 mg/L；

4.滤液进入结晶罐，按照10℃/h降温至25℃离心，得磷酸二氢钾湿品1和离心母液1，磷酸二氢钾湿品1进入流化床中，控制进风温度140℃，出风温度80℃，干燥时间3min，得磷酸二氢钾成品3750kg，其中磷酸二氢钾成品检测钙33.5mg/kg，镁359.8mg/kg，磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液浑浊。

5.离心母液1进入模拟移动床色谱进行分离，得到肌醇液和磷酸二氢钾液，肌醇液采用四效真空浓缩，控制真空度-0.09MPa，出液85℃，出液固含量50%，得混合料液1；混合料液1冷却至25℃离心，得肌醇粗品1150kg。肌醇粗品与纯化水按照比例1:1.5（V/V）混合，加热至85℃溶解，加入40kg活性炭，脱色1h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至20℃离心得肌醇湿品，肌醇湿品105℃干燥8h得肌醇成品880kg。

6.磷酸二氢钾液采用四效真空浓缩，真空-0.09MPa，出液温度85℃，出液固含量45%，得混合料液2，体积6000L；向混合料液2中加入活性炭80kg，脱色1h后进烛式过滤器过滤。过滤液进入结晶罐，降温至20℃离心得磷酸二氢钾湿品2，磷酸二氢钾湿品2进入流化床，控制进风温度140℃，出风温度80℃，物料干燥时间3min，干燥后得磷酸二氢钾成品1800kg。磷酸二氢钾成品检测钙35.5mg/kg，镁398.5mg/ kg。磷酸二氢钾质量分数10%的水溶液浑浊。

应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于包括以下步骤：

A：植酸钾水解液进入闪蒸室，降温至50～60℃，饱和的磷酸氢钙、磷酸氢镁析出，通过板框过滤、去除，得闪蒸液；

B：闪蒸液进入六效浓缩器，控制真空度-0.07～-0.09MPa、出液温度85～90℃下浓缩，得浓缩液；

C：浓缩液进入脱色罐，然后向脱色罐内加入草酸和活性炭，保持反应温度80～85℃，反应时间0.5～1h，过滤，得滤液，其中加入草酸的质量占浓缩液体积的2～5‰（kg/L），加入活性炭的质量占浓缩液体积的0.5～1%（kg/L），活性炭目数200～300目；

D：滤液进入结晶罐，向结晶罐内加入螯合剂，控制温度75～80℃，反应时间0.5～1h，得水溶性络合物；

E：水溶性络合物降温至20～30℃后离心，得磷酸二氢钾湿品1和离心母液1，磷酸二氢钾湿品1经流化床干燥后得到磷酸二氢钾产品。

2.如权利要求1所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：步骤E中的离心母液1进入色谱系统进行分离，得肌醇液和磷酸二氢钾液，所述色谱系统为模拟移动床色谱，所述模拟移动床色谱的填料为阳离子树脂。

3.如权利要求2所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：肌醇液进入四效浓缩器，控制真空度-0.07～-0.09MPa、出液温度80～90℃，出液固含量35～50%（W/W），得混合料液1；

混合料液1冷却至25～30℃后离心，得肌醇粗品和离心母液2，其中肌醇粗品与纯化水按照1:1～2（V/V）混合，并加热至85～95℃溶解，加入活性炭脱色1～2h后进烛式过滤器过滤，过滤液进入结晶罐，降温至20～30℃离心得肌醇湿品和离心母液3，肌醇湿品在105℃下干燥6～9h得肌醇成品，其中活性炭用量为肌醇粗品的2～5%（W/W），离心母液2和离心母液1合并进入色谱系统进行分离；离心母液3返粗品结晶工序，与混合料液1合并。

4.如权利要求2所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：磷酸二氢钾液进入四效浓缩器，控制真空度在-0.07～-0.09MPa，出液温度85～95℃，出液固含量40～50%（W/W），得混合料液2；

混合料液2加入活性炭脱色0.5～1h后进烛式过滤器过滤，过滤液进入结晶罐，降温至20～30℃离心得磷酸二氢钾湿品2和离心母液4，磷酸二氢钾湿品2与步骤E所得磷酸二氢钾湿品1一起进入流化床干燥得磷酸二氢钾成品，其中加入活性炭的质量占混合料液2体积的1～2%（kg/L）。

5.如权利要求4所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：离心母液4一部分与混合料液2合并脱色，一部分作为液体肥外卖。

6.如权利要求1所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：步骤A中板框过滤的滤布目数300～400目。

7.如权利要求1所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：步骤B中浓缩液的固含量为40～60%（W/W）。

8.如权利要求1所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：步骤D中的螯合剂为二乙烯三胺五亚甲基膦酸、乙二胺四甲基膦酸钠和乙二胺二邻苯基乙酸钠中的一种，螯合剂的使用量为5～10g/m³。

9.如权利要求1所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：步骤E中水溶性络合物的降温速度为8～10℃/h。

10.如权利要求1所述的一种提高由玉米浸泡水制得磷酸二氢钾产品澄清度的方法，其特征在于：步骤E中流化床干燥的进风温度120～140℃，出风温度70～80℃，物料干燥时间2～3min。