JPH05186216A - Production of potassium sulfate and hydrochloric acid - Google Patents

Production of potassium sulfate and hydrochloric acid

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JPH05186216A
JPH05186216A JP10387991A JP10387991A JPH05186216A JP H05186216 A JPH05186216 A JP H05186216A JP 10387991 A JP10387991 A JP 10387991A JP 10387991 A JP10387991 A JP 10387991A JP H05186216 A JPH05186216 A JP H05186216A
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JP
Japan
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potassium
hydrochloric acid
solution
chloride
potassium sulfate
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Application number
JP10387991A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Higuchi
博文 樋口
Hiromi Nakamura
弘巳 中村
Yuji Takamizawa
雄次 高見沢
Mariko Abe
真理子 阿部
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To produce high-purity potassium sulfate and hydrochloric acid at a low energy cost according to a wet process in a method for producing the potassium sulfate and hydrochloric acid from sulfuric acid and potassium chloride. CONSTITUTION:(1) Sulfuric acid is made to react with a solution of potassium chloride and a potassium salt in hydrochloric acid at 60-150 deg.C to produce a solution or a slurry of potassium hydrogensulfate and hydrogen chloride. (2) Potassium chloride is added to the resultant solution or slurry of the potassium hydrogensulfate and the obtained mixture is then dissolved in water at 60-150 deg.C to carry out reaction. (3) Methanol is added to the aqueous solution of the potassium salt to deposit crystals of potassium sulfate at 60-130 deg.C and the deposited potassium sulfate is separated. (4) The separated solution is distilled to respectively circulate the methanol, water and the solution of the potassium salt in hydrochloric acid to the steps (3), (2) and (1) for use.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は塩化カリウムと硫酸との
反応によって硫酸カリウムと塩酸とを製造する方法に関
する。硫酸カリウムは、そのほとんどが肥料として用い
られる。カリ肥料としては一般に塩化カリウムが使用さ
れるが、煙草やほうれん草、胡瓜などの塩素イオンを嫌
う作物には硫酸カリウムが好んで用いられる。従って、
肥料用の硫酸カリウムの塩素含量基準は厳しく一般に
1.0%以下である(濃度は全て重量% を示す) 。また塩
酸は金属精製や金属の酸洗浄、金属塩化物や有機塩化物
の製造、化成品製造における中和剤、蛋白質及び炭水化
物の加水分解などの幅広い用途を持つ主要な基礎化学品
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid by reacting potassium chloride with sulfuric acid. Most of potassium sulfate is used as a fertilizer. Potassium chloride is generally used as a potassium fertilizer, but potassium sulfate is preferably used for crops such as tobacco, spinach, and cucumber that dislike chlorine ions. Therefore,
The chlorine content standard of potassium sulfate for fertilizer is strict
It is 1.0% or less (all concentrations are% by weight). Hydrochloric acid is a major basic chemical product with a wide range of uses such as metal refining, metal acid washing, metal chloride and organic chloride production, neutralizing agent in chemical product production, and hydrolysis of proteins and carbohydrates.

【0001】[0001]

【従来技術】塩化カリウムと硫酸からの硫酸カリウム製
造法は、下記及び式、又は及び式を合わせた
式によって表わされ、2モルの塩化カリウムと1モルの
硫酸との反応により、1モルの硫酸カリウムと2モルの
塩化水素が得られる。 K Cl+H2 SO4 →KHSO4 +H Cl KHSO4 +K Cl→K2 SO4 +H Cl 2K Cl+H2 SO4 →K2 SO4 + 2H Cl
2. Description of the Related Art A method for producing potassium sulfate from potassium chloride and sulfuric acid is represented by the following formula and formula or a combination of formulas, wherein 1 mol of sulfuric acid is reacted with 2 mol of potassium chloride. Potassium sulfate and 2 mol of hydrogen chloride are obtained. K Cl + H 2 SO 4 → KHSO 4 + H Cl KHSO 4 + K Cl → K 2 SO 4 + H Cl 2 K Cl + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H Cl

【0002】工業的製造法としては、古くから化学量論
量の塩化カリウムと硫酸を混合し、耐酸性のマッフル炉
を反応器として 400〜600 ℃の高温で長時間強熱する乾
式法が知られている。この乾式法には及び式の反応
を1個の反応炉内で一度に実施する1段法と、式の反
応は室温付近で実施し式の反応だけを 400〜500 ℃の
高温で強熱する2段法がある。
[0002] As an industrial manufacturing method, a dry method has been known for a long time in which stoichiometric amounts of potassium chloride and sulfuric acid are mixed, and an acid-resistant muffle furnace is used as a reactor to ignite at a high temperature of 400 to 600 ° C for a long time. Has been. In this dry method, the one-step method in which the reactions of and are carried out at once in one reactor, and the reaction of the formula is carried out near room temperature, and only the reaction of the formula is ignited at a high temperature of 400 to 500 ° C. There is a two-step method.

【0003】しかしこれらの乾式法は、発生する高温の
塩化水素ガスによる装置の腐食が甚だしく、マッフル炉
の寿命も1〜2年と短い。また塩化カリウムと濃硫酸と
の混練物へのマッフル炉からの熱伝導が悪く、エネルギ
ー損失が大きいため、多額の設備費及びエネルギーコス
トを要する。その上、反応の終点付近では固相反応のた
め反応速度が遅く、製品硫酸カリウム中の残留塩素濃度
を1%以下にするのは甚だ困難である。更にまた、高温
反応のため塩化水素ガス中にSO2 等の分解ガスが混入
するなど工業的製造法としては問題が多い。
However, in these dry methods, the corrosion of the equipment due to the high-temperature hydrogen chloride gas generated is great, and the life of the muffle furnace is as short as 1-2 years. Further, the heat conduction from the muffle furnace to the kneaded product of potassium chloride and concentrated sulfuric acid is poor and the energy loss is large, so that a large amount of equipment cost and energy cost are required. In addition, the reaction rate is slow near the end point of the reaction due to the solid phase reaction, and it is extremely difficult to reduce the residual chlorine concentration in the product potassium sulfate to 1% or less. Furthermore, there are many problems as an industrial production method, such as decomposition gas such as SO 2 mixed in hydrogen chloride gas due to high temperature reaction.

【0004】これに対して、温和な温度条件でとの
反応を進行させるために、水溶液中で実施する湿式法
が、米国特許第4045543号に提案されている。し
かし、この方法では製品硫酸カリウムの約10倍量の水
を留去せねばならず、エネルギーコストが嵩み工業的製
造法として到底採用できない。また、特公昭47−15
454号、及び特公昭47−20456号には晶出剤と
してアルコールを用いる方法が記載されている。しか
し、これらの方法でも製品硫酸カリウムの約6倍量のア
ルコールと水を留去せねばならない。
In contrast, US Pat. No. 4,045,543 proposes a wet method carried out in an aqueous solution in order to proceed the reaction with mild temperature conditions. However, in this method, about 10 times as much water as the product potassium sulfate has to be distilled off, the energy cost is high, and it cannot be used at all as an industrial production method. In addition, Japanese Patent Publication No.
No. 454 and JP-B No. 47-20456 describe a method of using alcohol as a crystallization agent. However, even with these methods, about 6 times as much alcohol and water as the product potassium sulfate must be distilled off.

【0005】他方、特公昭42−27246号には、
の反応は乾式で行ない、の反応だけを湿式で実施する
方法が開示されている。しかしこの方法でも製品硫酸カ
リウムの 6.5倍量の水を留去しなければならない。特公
昭61−4772号には、(2)の反応の50%までを乾
式で行ない、残りの50%を湿式で完結させる方法が提案
されており、留去する水の量を製品硫酸カリウムの 2.5
倍量にまで低減している。しかしこの方法では、乾式の
反応温度が300〜350 ℃と高いことや、製品硫酸カリウ
ムの2倍量の無機塩類を循環しなければならないこと
等、装置の材質や生産効率に問題がある。
On the other hand, Japanese Patent Publication No. 42-27246 discloses that
It is disclosed that the reaction of (1) is carried out dry and only the reaction of (2) is carried out wet. However, even with this method, 6.5 times as much water as the product potassium sulfate must be distilled off. Japanese Examined Patent Publication No. 61-4772 proposes a method in which up to 50% of the reaction of (2) is carried out by a dry method and the remaining 50% is completed by a wet method. 2.5
It has been reduced to double the amount. However, in this method, the dry reaction temperature is as high as 300 to 350 ° C., and twice the amount of the inorganic salts as the product potassium sulfate must be circulated, so that there are problems in the material and production efficiency of the apparatus.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、多数の湿
式法による硫酸カリウムの製造法が提案されているにも
かかわらず、乾式法に優る経済性の高いプロセスは未だ
存在せず、工業的に実施されていないのが現状である。
本発明の目的は、上記のような塩化カリウムと濃硫酸か
ら硫酸カリウムを製造する従来の乾式法及び湿式法にお
ける欠点を改良し、経済性が高く、しかも塩素含有量の
低い高純度の硫酸カリウム製造法を提供することにあ
る。
As described above, although a number of methods for producing potassium sulfate by a wet method have been proposed, a highly economical process superior to the dry method does not yet exist, and the method is industrially used. The current situation is that it has not been implemented.
The object of the present invention is to improve the drawbacks of the conventional dry and wet processes for producing potassium sulfate from potassium chloride and concentrated sulfuric acid as described above, to provide a highly economical potassium sulfate having a high chlorine content and a low chlorine content. To provide a manufacturing method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】発明者等は塩化カリウム
と硫酸から硫酸カリウムと塩酸を製造する方法について
鋭意研究を進めた結果、まず硫酸と塩化カリウム及び反
応液の蒸留により得られるカリウム塩の塩酸溶液を反応
させて硫酸水素カリウムと塩化水素を製造し、次に得ら
れた硫酸水素カリウムと塩化カリウムを水に溶解し、メ
タノールを加えて硫酸カリウムの結晶を析出させるよう
にすれば、高純度の硫酸カリウムと塩酸を温和な温度条
件下で経済的にできることを見出し、本発明に到達し
た。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive studies on the method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid from potassium chloride and sulfuric acid, the inventors of the present invention found that sulfuric acid and potassium chloride and potassium salts obtained by distillation of the reaction solution If a hydrochloric acid solution is reacted to produce potassium hydrogen sulfate and hydrogen chloride, then the obtained potassium hydrogen sulfate and potassium chloride are dissolved in water, and methanol is added to precipitate crystals of potassium sulfate. The present invention has been accomplished by finding that pure potassium sulfate and hydrochloric acid can be economically produced under mild temperature conditions.

【0008】すなわち本発明は、塩化カリウムと硫酸か
ら硫酸カリウムと塩酸を製造するに際して、 a)硫酸と塩化カリウム及びカリウム塩の塩酸溶液とを
60〜150 ℃で反応させて硫酸水素カリウムの溶液または
スラリー液と塩化水素を製造する工程 b)工程a)で得られた硫酸水素カリウムの溶液または
スラリー液に、さらに必要に応じて塩化カリウムを加え
た後、60〜150 ℃で水に溶解する工程、 c)工程b)で得られるカリウム塩水溶液にメタノール
を加えて60〜130 ℃で硫酸カリウムの結晶を析出させた
後、析出した硫酸カリウムを分離する工程 を有することを特徴とする硫酸カリウムと塩酸の製造方
法である。
That is, according to the present invention, in producing potassium sulfate and hydrochloric acid from potassium chloride and sulfuric acid, a) sulfuric acid and a hydrochloric acid solution of potassium chloride and potassium salt are added.
Step of producing potassium chloride solution or slurry liquid and hydrogen chloride by reacting at 60 to 150 ° C. b) Potassium hydrogen sulfate solution or slurry solution obtained in step a) is further supplemented with potassium chloride. After the addition, a step of dissolving in water at 60 to 150 ° C, c) methanol is added to the aqueous potassium salt solution obtained in step b) to precipitate crystals of potassium sulfate at 60 to 130 ° C, and then the precipitated potassium sulfate. The method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid is characterized by comprising the step of separating

【0009】本発明においては、更に工程c)での分離
液を蒸留して、メタノール、水、共沸塩酸およびカリウ
ムの塩酸溶液に分離し、メタノール、水およびカリウム
の塩酸溶液を工程a)〜c)に循環使用でき、また工程
a)から得られた塩化水素と共沸塩酸から濃塩酸を製造
できる。これにより使用するメタノールや水の量が極め
て少なくて済み、また工程a)〜c)の操作温度はほぼ
同一温度であり温和な温度条件であることから、硫酸カ
リウムと塩酸が極めて有利に製造される。本発明の実施
態様を以下に説明する。
In the present invention, the separated liquid in step c) is further distilled to separate into methanol, water, an azeotropic hydrochloric acid and a hydrochloric acid solution of potassium, and the hydrochloric acid solution of methanol, water and potassium is added in steps a) to a). It can be recycled to c) and concentrated hydrochloric acid can be produced from the hydrogen chloride obtained from step a) and azeotropic hydrochloric acid. As a result, the amounts of methanol and water used are extremely small, and the operating temperatures in steps a) to c) are almost the same temperature, which is a mild temperature condition. Therefore, potassium sulfate and hydrochloric acid are extremely advantageously produced. It Embodiments of the present invention will be described below.

【0010】原料の硫酸と塩化カリウムは、通常純度95
%以上の工業用濃硫酸および工業用塩化カリウムが用い
られる。塩化カリウムと硫酸から硫酸カリウムと塩酸を
製造する方法は前述の如く式と式の2段階の反応が
行われる。 150℃以下の温度では塩化カリウムが過剰に
存在してもの反応は殆ど進行せず、過剰の塩化カリウ
ムにより反応液の流動性が低下するので、塩化カリウム
は工程a)と工程b)の二回に分けて供給することが好
ましい。
The raw materials sulfuric acid and potassium chloride usually have a purity of 95
% Or more industrial concentrated sulfuric acid and industrial potassium chloride are used. In the method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid from potassium chloride and sulfuric acid, the two-step reaction of the formulas is carried out as described above. At a temperature of 150 ° C or lower, the reaction does not proceed even if potassium chloride is present in excess, and the excess potassium chloride reduces the fluidity of the reaction solution. Therefore, potassium chloride is used twice in step a) and step b). It is preferable to supply it separately.

【0011】工程a)における硫酸に対する塩化カリウ
ム量は 1.0〜2.0 モル倍、好ましくは 1.0〜1.4 モル倍
である。塩化カリウム量が 1.0倍よりも低い場合には
式の反応が完結しないので工程a)で生成する塩化水素
が減少し共沸塩酸が増加する結果、濃塩酸の生成量が減
少する。硫酸に対する塩化カリウム量を 2.0倍とすれば
工程b)での塩化カリウム量を無くすることができる
が、上記の如く反応液(硫酸水素カリウムとカリウム塩
の塩酸溶液との混合液)のスラリー流動性が低下するた
めカリウム塩の塩酸溶液の割合を増加させなければなら
なくなるので、硫酸に対する塩化カリウム量を 1.0〜1.
4 モル倍とすることが好ましい。
The amount of potassium chloride with respect to sulfuric acid in step a) is 1.0 to 2.0 mole times, preferably 1.0 to 1.4 mole times. When the amount of potassium chloride is lower than 1.0 times, the reaction of the formula is not completed, so that the amount of hydrogen chloride produced in step a) is decreased and the amount of azeotropic hydrochloric acid is increased. As a result, the amount of concentrated hydrochloric acid produced is decreased. The amount of potassium chloride in step b) can be eliminated by increasing the amount of potassium chloride to 2.0 times the amount of sulfuric acid, but the slurry flow of the reaction solution (mixture of potassium hydrogen sulfate and hydrochloric acid solution of potassium salt) as described above. Since the ratio of the potassium salt solution to hydrochloric acid must be increased due to the decrease in the acidity, the amount of potassium chloride to sulfuric acid is 1.0 to 1.
It is preferably 4 molar times.

【0011】カリウム塩の塩酸溶液は、工程c)からの
分離液の蒸留における塩酸蒸留塔罐出液、或いはこれに
近い組成の塩酸とカリウム塩の溶液が用いられる。この
溶液は共沸またはそれに近い塩酸濃度であり、カリウム
の硫酸塩及び塩酸塩の濃度が20〜70%の水溶液である。
カリウム塩の塩酸溶液の使用量は、硫酸に対して重量比
で 0.1〜2.0 倍、好ましくは 0.2〜1.0 倍である。この
溶液を加えることにより硫酸と塩化カリウムの反応器に
おけるスラリー性が改善されて混合が極めて容易にな
り、しかも生成した塩化水素は共沸組成を越えるため、
速やかにガス化して効率良く反応系外に取り出すことが
できる。なおこの塩化水素中には平衡蒸気圧による水分
が含まれる。
As the hydrochloric acid solution of potassium salt, a hydrochloric acid distillation column effluent in the distillation of the separated liquid from step c), or a solution of hydrochloric acid and potassium salt having a composition close to this is used. This solution is an azeotropic solution or a hydrochloric acid solution having a concentration close to that, and is an aqueous solution containing 20 to 70% of potassium sulfate and hydrochloride.
The hydrochloric acid solution of potassium salt is used in a weight ratio of 0.1 to 2.0 times, preferably 0.2 to 1.0 times that of sulfuric acid. By adding this solution, the slurry property of sulfuric acid and potassium chloride in the reactor is improved and mixing becomes extremely easy, and since the produced hydrogen chloride exceeds the azeotropic composition,
It can be quickly gasified and efficiently taken out of the reaction system. The hydrogen chloride contains water due to equilibrium vapor pressure.

【0012】工程a)の反応温度は60〜150 ℃、好まし
くは70〜130 ℃であり、 0.2〜5 時間、固液又は溶液反
応が行われる。生成する塩化水素ガスは分離回収し、ス
ラリー又は溶液状の硫酸水素カリウムが得られる。
The reaction temperature in step a) is 60 to 150 ° C., preferably 70 to 130 ° C., and the solid-liquid or solution reaction is carried out for 0.2 to 5 hours. The hydrogen chloride gas produced is separated and recovered, and potassium hydrogen sulfate in the form of slurry or solution is obtained.

【0013】工程b)では、塩化カリウムを、工程a)
で加えた塩化カリウムとの合計量が硫酸に対して 2.0倍
モル程度になるように加える。またこの溶液全体に対し
て水分が30〜60%となるように水を加えて溶解する。溶
解温度は60〜150 ℃、好ましくは70〜130 ℃である。
In step b), potassium chloride is added in step a).
Add so that the total amount with potassium chloride added in step 2 is about 2.0 times the molar amount of sulfuric acid. Further, water is added to dissolve the entire solution so that the water content becomes 30 to 60%. The melting temperature is 60 to 150 ° C, preferably 70 to 130 ° C.

【0014】工程c)では工程b)で得られたカリウム
塩水溶液にメタノールを添加して硫酸カリウムを晶出さ
せる。メタノールの水に対する割合は重量比で 0.5〜3.
0 、好ましくは 0.6〜2.5 である。メタノールを添加す
る温度は60〜130 ℃であり、メタノールの還流を利用し
てこの温度を制御することができる。メタノールの添加
により晶出した硫酸カリウムの結晶は、晶出温度を維持
したまま、濾過又は遠心沈降を利用して液と分離する。
本発明で得られる硫酸カリウム結晶は沈降性が良好なこ
とから、通常用いられる固液分離器であればどのような
型のものでも使用できる。
In step c), methanol is added to the aqueous potassium salt solution obtained in step b) to crystallize potassium sulfate. The ratio of methanol to water is 0.5 to 3.
0, preferably 0.6 to 2.5. The temperature at which methanol is added is 60 to 130 ° C, and the reflux of methanol can be used to control this temperature. The crystals of potassium sulfate crystallized by the addition of methanol are separated from the liquid by filtration or centrifugal sedimentation while maintaining the crystallization temperature.
Since the potassium sulfate crystal obtained in the present invention has a good sedimentation property, any type of solid-liquid separator which is usually used can be used.

【0015】工程c)で分離された液は、分別蒸留によ
り、メタノール、水、共沸塩酸およびカリウム塩の塩酸
溶液を其々回収する。当該成分の蒸留分離は1本の蒸留
塔による回分蒸留、或いは3本の蒸留塔を用いた連続蒸
留のどちらでも実施し得る。また連続蒸留の場合には、
最初に留出成分とカリウム塩の塩酸溶液とを分離しても
良く、また最後に分離しても何れでも良く、各成分の割
合や装置規模によって最もエネルギーコストの小さい方
法を選ぶことができる。
The liquid separated in step c) is subjected to fractional distillation to recover a hydrochloric acid solution of methanol, water, azeotropic hydrochloric acid and potassium salt, respectively. The components can be separated by distillation either by batch distillation using one distillation column or continuous distillation using three distillation columns. In the case of continuous distillation,
The distillate component and the hydrochloric acid solution of potassium salt may be first separated, or may be finally separated, and the method with the smallest energy cost can be selected depending on the ratio of each component and the scale of the apparatus.

【0016】分別蒸留により分離されたメタノール、水
およびカリウム塩の塩酸溶液は前述の如くそれぞれ工程
c)、b)およびa)で循環使用される。また分離され
た共沸塩酸は、工程a)で得られた塩化水素を吸収させ
ることにより、濃塩酸が調製される。この吸収塔は通常
のガス吸収で使用される型式のものであればどれでも良
いが、濡れ壁式又は充填塔式が特に好適である。以上の
各工程は、何れも回分式か連続式、或いは回分式と連続
式との併用で実施できる。また各工程とも大気圧、又は
10気圧以下の加圧下で実施するのが好ましい。
The hydrochloric acid solutions of methanol, water and potassium salts separated by fractional distillation are recycled in steps c), b) and a) respectively as described above. Concentrated hydrochloric acid is prepared from the separated azeotropic hydrochloric acid by absorbing the hydrogen chloride obtained in step a). The absorption tower may be of any type used in normal gas absorption, but the wet wall type or packed column type is particularly preferable. Each of the above steps can be performed in a batch system, a continuous system, or a combination of a batch system and a continuous system. Further, it is preferable to carry out each step under atmospheric pressure or under a pressure of 10 atm or less.

【0017】本発明の方法により得られる硫酸カリウム
は塩素イオン濃度が極めて低く、そのまま或いは水酸化
カルシウムやアンモニア等による中和後、乾燥するだけ
で肥料用として十分使用できる。また更にメタノール又
は水による簡単な洗浄操作を加えることにより、より高
純度の硫酸カリウムを容易に製造することができる。
The potassium sulfate obtained by the method of the present invention has a very low chloride ion concentration, and can be used sufficiently as a fertilizer as it is or after being neutralized with calcium hydroxide, ammonia or the like and then dried. Furthermore, by adding a simple washing operation with methanol or water, a higher purity potassium sulfate can be easily produced.

【0018】[0018]

【実施例】本発明プロセスを第1図に基づき実施した。
反応器1 に純度98.5%の塩化カリウム 2.03kg と98%硫
酸 2.15kg を其々ライン11、12から供給し、さらにカリ
ウム塩濃度35%、塩酸濃度18%の塩酸蒸留塔9 の罐出液
1.22kg をライン13から加え、 110℃で50分間撹拌して
反応させ、塩化水素0.87kgと水0.32kgをライン16から留
出させた。
EXAMPLE The process according to the invention was carried out according to FIG.
2.03 kg of potassium chloride having a purity of 98.5% and 2.15 kg of 98% sulfuric acid were supplied to the reactor 1 through the lines 11 and 12, respectively, and the discharge liquid of the hydrochloric acid distillation column 9 having a potassium salt concentration of 35% and a hydrochloric acid concentration of 18% was supplied.
1.22 kg was added from the line 13 and stirred at 110 ° C. for 50 minutes for reaction, and 0.87 kg of hydrogen chloride and 0.32 kg of water were distilled out from the line 16.

【0019】次に 110℃を維持しながら塩化カリウム
1.35kg をライン11から、またライン14から水4.25kgを
注加し、溶解後ライン15を使ってタンク2 に移送した。
反応器1 に塩化カリウムと硫酸を供給してから、タンク
2 にカリウム塩水溶液を移送を終えるまでの時間は丁度
60分間であった。
Next, while maintaining 110 ° C., potassium chloride
1.35 kg of water was added from line 11 and 4.25 kg of water from line 14, and after dissolution, it was transferred to tank 2 using line 15.
Supply potassium chloride and sulfuric acid to reactor 1 and then tank
The time required to complete the transfer of the aqueous potassium salt solution to 2 is just
It was 60 minutes.

【0020】晶出器3 を75℃に保持し、カリウム塩水溶
液をライン17から9.84kg/h で、またライン18からメタ
ノールを7.01kg/h で供給した。晶出器3 での平均滞留
時間が30分となるようにライン19を使って硫酸カリウム
スラリー液を連続して抜き出し、75℃を保持したまま分
離器4 で硫酸カリウムを濾別した。
The crystallizer 3 was maintained at 75 ° C., and an aqueous potassium salt solution was supplied from line 17 at 9.84 kg / h and methanol from line 18 at 7.01 kg / h. The potassium sulfate slurry liquid was continuously withdrawn using line 19 so that the average residence time in crystallizer 3 was 30 minutes, and potassium sulfate was filtered off in separator 4 while maintaining 75 ° C.

【0021】硫酸カリウムケーキ4.15kg/h はライン20
を使って乾燥機5 に移送し、 120℃にて予備乾燥後、水
酸化カルシウム0.02kg/h で中和し、 120℃でさらに乾
燥してライン24から製品硫酸カリウムを3.95kg/h 得
た。製品硫酸カリウム中の塩素濃度は0.3%、また遊離酸
は硫酸として 0.1%未満であった。
The potassium sulphate cake 4.15 kg / h is line 20
Was transferred to the dryer 5 by means of, and was pre-dried at 120 ° C, neutralized with calcium hydroxide 0.02kg / h, and further dried at 120 ° C to obtain product potassium sulfate from line 24 at 3.95kg / h. .. The chlorine concentration in the product potassium sulfate was 0.3%, and the free acid was less than 0.1% as sulfuric acid.

【0022】濾液はライン21を使い、また乾燥機5 から
の水−メタノール−塩酸蒸気はライン23を使ってメタノ
ール蒸留塔6 に供給した。メタノール蒸留塔6 の塔頂温
度を64〜65℃、塔底温度を 105〜108 ℃で蒸留し、メタ
ノールを7.01kg/h で留出させた。留出したメタノール
はライン18を使い晶出器3 に戻した。メタノール蒸留塔
6 の罐出液はライン25を使って水蒸留塔7 に供給した。
The filtrate was supplied to the methanol distillation column 6 through the line 21, and the water-methanol-hydrochloric acid vapor from the dryer 5 was supplied through the line 23. The methanol distillation column 6 was distilled at a top temperature of 64-65 ° C and a bottom temperature of 105-108 ° C to distill methanol at 7.01 kg / h. The distilled methanol was returned to the crystallizer 3 using the line 18. Methanol distillation column
The eluate of 6 was supplied to the water distillation column 7 using the line 25.

【0023】水蒸留塔7 では塔頂温度98〜102 ℃、塔底
温度 110℃で蒸留し、水を 1.30kg/h の速度で留出さ
せた。又留出水の中の塩化水素濃度は 0.1%未満であっ
た。留出水はライン26を経て水タンク8 に貯えた。蒸留
塔7 の罐出液はライン28を使い塩酸蒸留塔9 に供給し
た。
In the water distillation column 7, the top temperature was 98 to 102 ° C. and the bottom temperature was 110 ° C., and water was distilled at a rate of 1.30 kg / h. The hydrogen chloride concentration in the distilled water was less than 0.1%. The distilled water was stored in water tank 8 via line 26. The eluate of the distillation column 7 was supplied to the hydrochloric acid distillation column 9 using a line 28.

【0024】塩酸蒸留塔9 では塔頂温度 108〜109 ℃、
塔底温度 115〜120 ℃で蒸留し、 20%共沸塩酸を3.35kg
/h でライン29に留出させた。 ライン30から共沸塩酸
の一部を0.28kg/h で抜出し、残りは塩酸吸収塔10に供
給した。塩酸吸収塔10には、ライン16を通して塩化水素
0.87kg/h と同伴する水0.32kg/h を供給し、25〜35℃
で共沸塩酸に吸収させて、ライン31から35%塩酸を4.26
kg/h で得た。
In the hydrochloric acid distillation column 9, the column top temperature is 108 to 109 ° C.,
Distill at a bottom temperature of 115 to 120 ° C and add 20% azeotropic hydrochloric acid to 3.35 kg.
Distilled into line 29 at / h. A part of the azeotropic hydrochloric acid was extracted from the line 30 at 0.28 kg / h, and the rest was supplied to the hydrochloric acid absorption tower 10. The hydrochloric acid absorption tower 10 is supplied with hydrogen chloride through line 16.
Supply 0.32kg / h of water accompanied with 0.87kg / h at 25 ~ 35 ℃
Soluble in azeotropic hydrochloric acid at 4.36% 35% hydrochloric acid from line 31.
Obtained in kg / h.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、硫酸と塩化カリウムか
ら硫酸カリウムと塩酸を製造する方法において、共沸蒸
留により分離されるカリウム塩の塩酸溶液を加えること
により、60〜150 ℃の温和な条件で容易に塩化水素を発
生させ、の反応をより迅速に進行させることができ
る。また本発明では、一定量の水とメタノールを巧みに
作用させることによって、の反応を速やかに完結さ
せ、高純度の硫酸カリウムと塩酸を製造することができ
る。しかも本発明は、従来の湿式法の欠点であったエネ
ルギーコストを大幅に削減し経済性を改善できるので、
工業的に極めて高い価値を持っている。
According to the present invention, in a method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid from sulfuric acid and potassium chloride, a hydrochloric acid solution of a potassium salt separated by azeotropic distillation is added to the method to obtain a mild temperature of 60 to 150 ° C. Hydrogen chloride can be easily generated under the conditions, and the reaction of can be allowed to proceed more rapidly. Further, in the present invention, by reacting a certain amount of water and methanol skillfully, the reaction of can be rapidly completed to produce high-purity potassium sulfate and hydrochloric acid. Moreover, the present invention can significantly reduce the energy cost, which was a drawback of the conventional wet method, and improve the economical efficiency.
It has extremely high industrial value.

【0026】[0026]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施態様を表わすフローシート図で
ある。 1 …塩化カリウム・硫酸反応器 17…カリウム塩水
溶液供給ライン 2 …カリウム塩水溶液タンク 18…メタノール循
環ライン 3 …硫酸カリウム晶出器 19…硫酸カリウム
スラリー液抜出しライン 4 …分離器 20…硫酸カリウム
ケーキ搬出ライン 5 …中和、乾燥機 21…濾液供給ライ
ン 6 …メタノール蒸留塔 22…水酸化カルシ
ウム供給ライン 7 …水蒸留塔 23…水・メタノー
ル・塩酸蒸気回収ライン 8 …水タンク 24…製品硫酸カリ
ウム搬出ライン 9 …塩酸蒸留塔 25…メタノール蒸
留塔罐出液ライン 10…塩酸吸収塔 26…水循環ライン 11…塩化カリウム供給ライン 27…水供給ライン 12…硫酸供給ライン 28…水蒸留塔罐出
液ライン 13…罐出塩酸溶液循環ライン 29…共沸塩酸留分
ライン 14…水循環ライン 30…共沸塩酸抜出
しライン 15…カリウム塩水溶液抜出しライン 31…35%塩酸製
品抜出しライン 16…塩化水素排出ライン 32…廃ガスパージ
ライン
FIG. 1 is a flow sheet diagram showing an embodiment of the present invention. 1 ... Potassium chloride / sulfuric acid reactor 17 ... Potassium salt aqueous solution supply line 2 ... Potassium salt aqueous solution tank 18 ... Methanol circulation line 3 ... Potassium sulfate crystallizer 19 ... Potassium sulfate slurry liquid extraction line 4 ... Separator 20 ... Potassium sulfate cake Carry-out line 5 ... Neutralization / dryer 21 ... Filtrate supply line 6 ... Methanol distillation tower 22 ... Calcium hydroxide supply line 7 ... Water distillation tower 23 ... Water / methanol / hydrochloric acid vapor recovery line 8 ... Water tank 24 ... Product potassium sulfate Carry-out line 9… Hydrochloric acid distillation column 25… Methanol distillation column eluate line 10… Hydrochloric acid absorption column 26… Water circulation line 11… Potassium chloride supply line 27… Water supply line 12… Sulfuric acid supply line 28… Water distillation column eluate line 13… elution hydrochloric acid solution circulation line 29… azeotropic hydrochloric acid distillate line 14… water circulation line 30… azeotropic hydrochloric acid extraction line 15… potassium salt aqueous solution extraction line 3 1… 35% hydrochloric acid product extraction line 16… Hydrogen chloride discharge line 32… Waste gas purge line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 真理子 新潟県新潟市太夫浜字新割182番地 三菱 瓦斯化学株式会社新潟研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mariko Abe 182 Shinwari, Tayuhama, Niigata City, Niigata Prefecture Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. Niigata Research Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】塩化カリウムと硫酸から硫酸カリウムと塩
酸を製造するに際して a)硫酸と塩化カリウム及びカリウム塩の塩酸溶液とを
60〜150 ℃で反応させて硫酸水素カリウムの溶液または
スラリー液と塩化水素を製造する工程 b)工程a)で得られた硫酸水素カリウムの溶液または
スラリー液に、さらに必要に応じて塩化カリウムを加え
た後、60〜150 ℃で水に溶解する工程、 c)工程b)で得られるカリウム塩水溶液にメタノール
を加えて60〜130 ℃で硫酸カリウムの結晶を析出させた
後、析出した硫酸カリウムを分離する工程 を有することを特徴とする硫酸カリウムと塩酸の製造方
1. When producing potassium sulfate and hydrochloric acid from potassium chloride and sulfuric acid, a) adding sulfuric acid and a hydrochloric acid solution of potassium chloride and potassium salt.
Step of producing potassium chloride solution or slurry liquid and hydrogen chloride by reacting at 60 to 150 ° C. b) Potassium hydrogen sulfate solution or slurry solution obtained in step a) is further supplemented with potassium chloride. After the addition, a step of dissolving in water at 60 to 150 ° C, c) methanol is added to the aqueous potassium salt solution obtained in step b) to precipitate crystals of potassium sulfate at 60 to 130 ° C, and then the precipitated potassium sulfate. Method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid, characterized by having a step of separating
【請求項2】工程c)で得られた分離液を蒸留すること
によりメタノール、水、共沸塩酸およびカリウム塩の塩
酸溶液に分離し、メタノールを工程c)、水を工程
b)、カリウム塩の塩酸溶液を工程a)で使用する請求
項1の硫酸カリウムと塩酸の製造方法
2. The separated liquid obtained in step c) is separated into methanol, water, azeotropic hydrochloric acid and a hydrochloric acid solution of potassium salt by distillation, methanol is added in step c), water is added in step b) and potassium salt. The method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid according to claim 1, wherein the hydrochloric acid solution of 1 is used in step a).
【請求項3】蒸留により分離された共沸塩酸と工程a)
で得られる塩化水素から濃塩酸を製造する請求項2の硫
酸カリウムと塩酸の製造方法
3. Azeotropic hydrochloric acid separated by distillation and step a)
A method for producing potassium sulfate and hydrochloric acid according to claim 2, wherein concentrated hydrochloric acid is produced from hydrogen chloride obtained in
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