RU2036134C1

RU2036134C1 - Process for manufacturing potassium tripolyphosphate

Info

Publication number: RU2036134C1
Authority: RU
Inventors: Г.А. Кесоян; Н.Д. Доброскокина; А.Б. Никитин; П.А. Лере-Планд
Original assignee: Завод "Реатэкс"
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: this process includes such steps as neutralization of potassium hydroxide solution by thermic phosphoric acid to obtain potassium hydroxide- phosphoric acid ratio of 1:1, boiling of solution, isolation of insoluble fractions by filtration, repeated neutralization of solution to ratio of 1.6 to 1.7 between potassium hydroxide and phosphoric acid, spraying of neutralized solution, drying and calcination of resultant product using flue gases, dry and wet purification to produce sub-scrubber liquid. Disclosed process prescribes separately conducting spray drying and calcination steps, carrying out drying step at flue gas temperature of 420 to 460 C and returning sub-scrubber liquid for neutralization. EFFECT: more sophisticated technique. 2 cl

Description

Изобретение относится к способам получения триполифосфата калия, который широко используется при приготовлении электролита латунирования в производстве фольги, а также как основа для получения жидких и чистящих моющих средств. The invention relates to methods for producing potassium tripolyphosphate, which is widely used in the preparation of brass electrolyte in the production of foil, and also as a basis for liquid and cleaning detergents.

Известен способ получения триполифосфата калия, включающий нейтрализацию раствора едкого калия термической фосфорной кислотой, отделение нерастворимых веществ фильтрацией, распыления нейтрализованного раствора с отношением КОН H₃PO₄ 1,6-1,7, сушку и прокалку продукта горячими топочными газами с последующей их сухой и мокрой очисткой с получением подскрубберной жидкости. По этому способу раствор КОН нейтрализуется сразу до отношения КОН Н₃РО₄ 1,6-1,7 и поступает на фильтрацию, где отделяются нерастворимые примеси, а раствоp поступает в сушильно-прокалочный агрегат, представляющий собой в верхней части распылительную сушилку, а нижней части три полки: одну холодную и две прокалочные, т.е. процессы сушки и прокалки совмещены в одном аппарате. Топочные газы в распылительную зону подают при 725-750^оС, в зоне прокаливания температура топочных газов составляет 480-520^оС. Газы поступают на сухую, а затем мокрую очистку водой и выбрасываются из процесса, а подскрубберная жидкость выводится из процесса.A known method of producing potassium tripolyphosphate, including neutralizing a solution of caustic potassium with thermal phosphoric acid, separating insoluble substances by filtration, spraying a neutralized solution with a ratio of KOH H ₃ PO ₄ 1.6-1.7, drying and calcining the product with hot flue gases, followed by dry and wet cleaning to obtain scrubber fluid. According to this method, the KOH solution is neutralized immediately to the KOH N ₃ PO ₄ ratio of 1.6-1.7 and goes to the filtration, where insoluble impurities are separated, and the solution enters the drying and calcining unit, which is a spray dryer in the upper part and the lower one parts of three shelves: one cold and two calcining, i.e. drying and calcining processes are combined in one apparatus. The flue gases into the spray zone is fed at 725-750 ^{° C} in the calcining zone of the flue gas temperature is 480-520 ^C. The gases fed to dry and then wet cleaning water and are expelled from the process, and podskrubbernaya liquid removed from the process.

Недостатками способа являются сложность проведения процесса, трудность регулирования температурного режима, частое забивание трактов и остановки, а также получение продукта с повышенным содержанием примесей, что ограничивает область его применения. The disadvantages of the method are the complexity of the process, the difficulty of regulating the temperature, frequent clogging of the tracts and stops, as well as obtaining a product with a high content of impurities, which limits its scope.

Предложен способ получения триполифосфата калия, включающий нейтрализацию раствора едкого калия термической фосфорной кислотой, отделение нерастворимых веществ фильтрацией, распыление нейтрализованного раствора с отношением КОН Н₃РО₄ 1,6-1,7, сушку и прокалку горячими топочными газами с последующей их сухой и мокрой очисткой, в котором сначала раствор едкого калия нейтрализуют фосфорной кислотой до отношения КОН H₃PO₄ 1,9-2,05. Полученную смесь кипятят, а затем подают на фильтрацию. В отфильтрованный раствор добавляют фосфорную кислоту, доводят отношение КОН H₃PO₄ до 1,6-1,7 и подают его на распылительную сушку топочными газами с температурой 420-460^оС. Полученный после сушки продукт поступает на прокалку. Отходящие газы после стадий сушки и прокалки проходят в сухую, а затем мокрую очистку водой. Образовавшаяся после мокрой очистки подскрубберная жидкость возвращается на стадию нейтрализации.A method for producing potassium tripolyphosphate is proposed, including neutralizing a solution of caustic potassium with thermal phosphoric acid, separating insoluble substances by filtration, spraying a neutralized solution with a ratio of KOH N ₃ PO ₄ 1.6-1.7, drying and calcining with hot flue gases, followed by dry and wet purification, in which the solution of caustic potassium is first neutralized with phosphoric acid to a ratio of KOH H ₃ PO ₄ 1.9-2.05. The resulting mixture is boiled, and then served on filtration. The filtered solution is added phosphoric acid, adjusted ratio KOH H ₃ PO ₄ to 1.6-1.7 and it is fed to the flue gases spray drying at a temperature ^of 420-460 C. The resulting dried product is taken on calcination. The exhaust gases after the drying and calcining stages go into dry and then wet cleaning with water. The scrubbing liquid formed after wet cleaning is returned to the neutralization stage.

Отличием предложенного способа является проведение постадийной нейтрализации КОН фосфорной кислотой сначала до отношения КОН H₃PO₄ 1,9-2,05, а затем перед сушкой до КОН H₃PO₄ 1,6-1,7, последовательность операций кипячение, а затем фильтрация. Кроме того, в предложенном способе разделены процессы сушки и прокалки, а подача топочных газов производится со значительно более низкой температурой в распылительную сушилку, при этом происходит возврат подскрубберной жидкости на стадию нейтрализации.The difference of the proposed method is the stepwise neutralization of KOH with phosphoric acid, first to the ratio KOH H ₃ PO ₄ 1.9-2.05, and then before drying to KOH H ₃ PO ₄ 1.6-1.7, the sequence of operations is boiling, and then filtration. In addition, in the proposed method, the drying and calcining processes are separated, and the flue gas is supplied at a much lower temperature to the spray dryer, while the scrubbing liquid returns to the neutralization stage.

Целесообразно процесс кипячения вести в течение 30-120 мин, а топочные газы подавать на стадию прокалки с температурой 430-480^оС.Advantageously the process of boiling the conduct for 30-120 min, and the flue gases are supplied to the calcination step at a temperature ^of 430-480 C.

Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.

Для того, чтобы получить конечный продукт лучшего качества необходимо из нейтрализованной смеси вывести не только нерастворимые вещества, но и полуторные окислы, это достигается за счет более высокого рН и проведения кипячения с последующей фильтрацией раствора. Время кипячения выбирается исходя из полноты выпадания полуторных окислов. Способ предусматривает разделение процессов распылительной сушки и прокалки продукта. Двухстадийность (разделение стадий) позволяет более точно регулировать температурный режим процесса, устраняет забивку тракта пылеочистки, при этом прокалка проходит более равномерно, что улучшает качество готового продукта. Этому же способствует и снижение температуры топочных газов на стадии сушки. In order to obtain the final product of better quality, it is necessary to remove not only insoluble substances, but also sesquioxides from the neutralized mixture, this is achieved due to a higher pH and boiling followed by filtration of the solution. The boiling time is selected based on the completeness of precipitation of one and a half oxides. The method provides for the separation of spray drying and calcining of the product. Two-stage (separation of stages) allows you to more accurately control the temperature regime of the process, eliminates clogging of the dust cleaning tract, while the calcination is more even, which improves the quality of the finished product. A decrease in the temperature of the flue gases at the drying stage also contributes to this.

Температурный режим сушки обусловлен следующим. Температура сушки должна быть не ниже 420^оС для обеспечения интенсивной сушки с достаточной степенью удаления влаги, повышение же ее выше 460^оС приводит к образованию метаформы, что ухудшает качество продукта.The temperature regime of drying is due to the following. The drying temperature should not be below ^about 420 C to ensure intensive drying with a sufficient degree of moisture removal, the increase it above 460 ^{° C} leads to the formation metaformy that degrades product quality.

П р и м е р 1. В реактор, снабженный мешалкой и рубашкой, заливают 1652 кг раствора КОН концентрацией 42 мас. и затем при перемешивании добавляют термическую фосфорную кислоту концентрацией 73 мас. до достижения молярного соотношения КОН H₃PO₄ 1,9:1. Полученную смесь кипятят в течение 30 мин и фильтруют через фильтроткань с намытым слоем активированного угля для отделения полуторных оксидов и нерастворимых примесей.PRI me R 1. In a reactor equipped with a stirrer and a jacket, pour 1652 kg of a solution of KOH concentration of 42 wt. and then with stirring, add thermal phosphoric acid at a concentration of 73 wt. to achieve a molar ratio of KOH H ₃ PO ₄ 1.9: 1. The resulting mixture is boiled for 30 minutes and filtered through a filter cloth with a washed-up layer of activated carbon to separate sesquioxides and insoluble impurities.

В полученный прозрачный раствор добавляют фосфорную кислоту до достижения молярного соотношения КОН H₃PO₄ 1,6:1 и смесь подают на дисковый распылительный механизм, установленный на крышке сушильной башни. Одновременно в верхнюю часть башни подают топочные газы с температурой 420^оС. Высушенный продукт собирают в нижней части башни и затем подают в прокалочный агрегат тарелочного типа, где прокаливают топочными газами при 430^оС. При прокалке происходит окончательная дегидратация солей и превращение смеси ортофосфатов в триполифосфат. В результате образуется 1000 кг продукта, соответствующего ТУ 113-25-65-10-91 на пентакалийтрифосфат (триполифосфат калия).Phosphoric acid is added to the obtained clear solution until the KOH H ₃ PO ₄ 1.6: 1 molar ratio is reached, and the mixture is fed to a disk spray mechanism mounted on the lid of the drying tower. Simultaneously, in the upper part of the tower serves the flue gases with a temperature of 420 ° ^C. The dried product was collected in the bottom of the tower and then fed to the calcining unit cymbal type, where the flue gases is calcined at 430 ° ^C. When calcination occurs final dehydration salts and converting the mixture into orthophosphates tripolyphosphate. As a result, 1000 kg of product is formed, corresponding to TU 113-25-65-10-91 for pentacalitriphosphate (potassium tripolyphosphate).

Отходящие газы из сушильной башни и прокалочного агрегата подвергаются вначале сухой очистке от пыли в аппарате определенной конструкции, а затем мокрой в скруббере. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу, а подскрубберная жидкость возвращается в процесс на стадию нейтрализации растворов. The exhaust gases from the drying tower and the calcining unit are first dry cleaned of dust in a device of a certain design, and then wet in a scrubber. The purified gases are released into the atmosphere, and the scrubbing liquid is returned to the process at the stage of solution neutralization.

П р и м е р 2. В реактор, снабженный мешалкой и рубашкой, заливают 1652 кг раствора КОН концентрацией 42 мас. и затем при перемешивании добавляют термическую фосфорную кислоту концентрацией 73 мас. до достижения молярного соотношения КОН H₃PO₄ 2:1. Полученную смесь кипятят в течение 60 мин и фильтруют через фильтроткань с намытым слоем активированного угля для отделения полуторных оксидов и нерастворимых примесей.PRI me R 2. In a reactor equipped with a stirrer and a jacket, pour 1652 kg of a solution of KOH concentration of 42 wt. and then with stirring, add thermal phosphoric acid at a concentration of 73 wt. to achieve a molar ratio of KOH H ₃ PO ₄ 2: 1. The resulting mixture is boiled for 60 minutes and filtered through a filter cloth with a washed-up layer of activated carbon to separate sesquioxides and insoluble impurities.

В полученный прозрачный раствор добавляют фосфорную кислоту до достижения молярного соотношения КОН H₃PO₄ 1,6:1 и смесь подают на дисковый распылительный механизм, установленный на крышке сушильной башни. Одновременно в верхнюю часть башни подают топочные газы с температурой 440^оС. Высушенный продукт собирают в нижней части башни и затем подают в прокалочный агрегат тарелочного типа, где прокаливают топочными газами при 450^оС. При прокалке происходит окончательная дегидратация солей и превращение смеси ортофосфатов в триполифосфат. В результате образуется 1000 кг продукта, соответствующего ТУ 113-25-65-10-91 на пентакалийтрифосфат (триполифосфат калия).Phosphoric acid is added to the obtained clear solution until the KOH H ₃ PO ₄ 1.6: 1 molar ratio is reached, and the mixture is fed to a disk spray mechanism mounted on the lid of the drying tower. Simultaneously, in the upper part of the tower serves the flue gases with a temperature of 440 ° ^C. The dried product was collected in the bottom of the tower and then fed to the calcining unit cymbal type, where the flue gases is calcined at 450 ° ^C. When calcination occurs final dehydration salts and converting the mixture into orthophosphates tripolyphosphate. As a result, 1000 kg of product is formed, corresponding to TU 113-25-65-10-91 for pentacalitriphosphate (potassium tripolyphosphate).

П р и м е р 3. В реактор, снабженный мешалкой и рубашкой, заливают 1652 кг раствора КОН концентрацией 42 мас. и затем при перемешивании добавляют термическую фосфорную кислоту концентрацией 73 мас. до достижения молярного соотношения КОН H₃PO₄ 2,05:1. Полученную смесь кипятят в течение 120 мин и фильтруют через фильтроткань с намытым слоем активированного угля для отделения полуторных оксидов и нерастворимых примесей.PRI me R 3. In a reactor equipped with a stirrer and a jacket, pour 1652 kg of a solution of KOH concentration of 42 wt. and then with stirring, add thermal phosphoric acid at a concentration of 73 wt. to achieve a molar ratio of KOH H ₃ PO ₄ 2.05: 1. The resulting mixture is boiled for 120 minutes and filtered through a filter cloth with a washed-up layer of activated carbon to separate sesquioxides and insoluble impurities.

В полученный прозрачный раствор добавляют фосфорную кислоту до достижения молярного соотношения КОН H₃PO₄=1,6:1 и смесь подают на дисковый распылительный механизм, установленный на крышке сушильной башни. Одновременно в верхнюю часть башни подают топочные газы с температурой 460^оС. Высушенный продукт собирают в нижней части башни и затем подают в прокалочный агрегат тарелочного типа, где прокаливают топочными газами при 480^оС. При прокалке происходит окончательная дегидратация солей и превращение с смеси ортофосфатов в триполифосфат. В результате образуется 1000 кг продукта, соответствующего ТУ 113-25-65-10-91 на пентакалийтрифосфат (триполифосфат калия).Phosphoric acid is added to the obtained clear solution until the KOH H ₃ PO ₄ = 1.6: 1 molar ratio is reached, and the mixture is fed to a disk spray mechanism mounted on the lid of the drying tower. Simultaneously, in the upper part of the tower serves the flue gases with a temperature of 460 ° ^C. The dried product was collected in the bottom of the tower and then fed to the calcining unit cymbal type, where the flue gases is calcined at 480 ° ^C. When calcination occurs final dehydration salts and converting a mixture of orthophosphates to tripolyphosphate. As a result, 1000 kg of product is formed, corresponding to TU 113-25-65-10-91 for pentacalitriphosphate (potassium tripolyphosphate).

Использование предложенного способа позволит получать продукт хорошего качества, не содержащий полуторных окислов, снизить энергозатраты на стадии сушки. Процесс легко управляем и без изменения технологической схемы позволяет перейти на производство других дегидратированных фосфатов. Использование в процессе подскрубберной жидкости позволяет сделать его практически экологически чистым. Using the proposed method will allow you to get a good quality product that does not contain one and a half oxides, to reduce energy consumption at the drying stage. The process is easily controlled and without changing the technological scheme allows you to switch to the production of other dehydrated phosphates. The use of a scrubbing liquid in the process makes it practically environmentally friendly.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING POTASSIUM TRIPOLYPHOSPHATE, comprising neutralizing a potassium hydroxide solution with thermal phosphoric acid, separating insoluble substances by filtration, spraying a neutralized solution with a ratio of KOH N ₃ PO ₄ 1.6 1.7, drying and calcining the product with hot flue gases, followed by dry and scrubbing podskrubbernoy to form a liquid, characterized in that the solution is previously neutralized with KOH to a ratio of H ₃ PO ₄ 1.9 2.05, before filtration and the solution was heated again neutralized by spray drying and calcination is carried out in different apparatuses at the temperature of the flue gases in the drying stage of 420 460 ^o C and podskrubbernuyu liquid is recycled to the neutralization step.

2. The method according to claim 1, characterized in that the boiling is carried out for 30 to 120 minutes, and flue gases with a temperature of 430 480 ^o C. are fed to the calcining.