RU2708204C1 - Способ производства сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты - Google Patents
Способ производства сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708204C1 RU2708204C1 RU2019109964A RU2019109964A RU2708204C1 RU 2708204 C1 RU2708204 C1 RU 2708204C1 RU 2019109964 A RU2019109964 A RU 2019109964A RU 2019109964 A RU2019109964 A RU 2019109964A RU 2708204 C1 RU2708204 C1 RU 2708204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrochloric acid
- vapor phase
- solution
- water
- sulfuric acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 55
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 title claims abstract description 35
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 title claims abstract description 27
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 title abstract 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 115
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 40
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 17
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 9
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- JTNCEQNHURODLX-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethanimidamide Chemical compound NC(=N)CC1=CC=CC=C1 JTNCEQNHURODLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229910000343 potassium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000010591 solubility diagram Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D5/04—Preparation of sulfates with the aid of sulfurous acid or sulfites, e.g. Hargreaves process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/0018—Evaporation of components of the mixture to be separated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D9/00—Crystallisation
- B01D9/004—Fractional crystallisation; Fractionating or rectifying columns
- B01D9/0045—Washing of crystals, e.g. in wash columns
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/035—Preparation of hydrogen chloride from chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/07—Purification ; Separation
- C01B7/0706—Purification ; Separation of hydrogen chloride
- C01B7/0718—Purification ; Separation of hydrogen chloride by adsorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D5/02—Preparation of sulfates from alkali metal salts and sulfuric acid or bisulfates; Preparation of bisulfates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к неорганической химии. Для получения сульфата калия и соляной кислоты смешивают хлорид калия с водой с получением суспензии, которую смешивают с рециркулируемой серной кислотой с получением кислой смеси K+, Cl-, SO4 2-. Смесь подвергают обработке в процессе кристаллизации с получением кристаллов сульфата калия и паровой фазы соляная кислота/вода. Соляную кислоту отделяют от паровой фазы соляная кислота/вода с получением раствора соляной кислоты. Обеспечивается упрощение способа производства, повышение эффективности извлечения соляной кислоты с одновременной кристаллизацией сульфата калия. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системам и способам производства сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Производство сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты уже тщательно проанализировано из-за его малой распространенности и коммерческой ценности. Обычно используют печь Мангейма (Mannheim), в которой создают высокую температуру в диапазоне 450-600°С для стимулирования сухой конверсии KCl в K2SO4. Среди недостатков этого способа особенно выделяется один. Способ требует большого количества энергии, настолько большого, что технологичность способа иногда сомнительна.
В патенте США 3998935 описан способ, в соответствии с которым проводят реакцию KCl с горячим раствором KHSO4 с целью получения K2SO4 после кристаллизации путем охлаждения. Однако, поскольку непосредственный контакт происходит в отдельном реакторе, после чего следует стадия кристаллизации путем охлаждения, для осуществления этого способа требуется трехстадийная реакция. Кроме того, в данном способе при некоторых исходных концентрациях образуется избыток KHSO4.
В способе, описанном в патенте США 4045543, сделана попытка уменьшить сложность способа, описанного в патенте США 3998935, путем исключения кристаллизации промежуточной соли. Это осуществляют в ходе четырехстадийного способа: реакция, выпаривание, кристаллизация и фильтрация. Однако, основным недостатком, при этом, является то, что способ малорентабелен из-за необходимости проведения стадии выпаривания HCl, на которой образуется раствор с относительно небольшой концентрацией.
В патенте США 4436710 предлагается способ, в соответствии с которым для получения смешанной соли K2SO4 и KHSO4 используют умеренно высокую температуру (290-350°С). Это сопровождается стадией растворения в водной фазе и кристаллизации путем охлаждения с получением K2SO4 и представляет собой, в сущности, технологическую стадию способа Мангейма, сопровождаемую двумя стадиями кристаллизации. По существу, способ не позволяет значительно уменьшить энергопотребление.
В способе, описанном в патенте США 4588573, используют подход, изложенный в патентах США 3998935 и 4045543, проводя реакцию KCl и H2SO4 с выделением дистиллята HCl/H2O. Раствор охлаждают с целью кристаллизации сильнокислых смешанных солей, которые поэтапно превращают из KH3(SO4)2 в KHSO4 и в K2SO4. Однако, это многостадийный способ, в котором используют установку, подобную описанной в патенте США 3998935.
Наконец, в WO 03/074424 представлен подход, в соответствии с которым двойную соль, K3HSO4, отделяют и превращают в K2SO4 путем растворения в воде.
Все упомянутые выше способы являются многостадийными и очень сложными процессами, часто предусматривающими получение промежуточных солей, или энергоемкими и, следовательно, нерентабельными. Кроме того, использование кристаллизации путем охлаждения часто приводит к существенной кристаллизации KCl, представляющего собой нежелательную примесь в солях K2SO4. Следовательно, имеется потребность в относительно простом способе производства K2SO4, который, по сравнению со многими традиционными способами, требует меньшего количества энергии и не включает сложных многостадийных процессов и процессов, предусматривающих кристаллизацию путем охлаждения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящим изобретением обеспечивается способ, в соответствии с которым реагенты, KCl и H2SO4, не приводят в непосредственный контакт в первой технологической установке. Вместо этого, суспензию или раствор KCl приводят в контакт с рециркулируемым потоком, обогащенным H2SO4, в испарительном кристаллизаторе с получением кристаллизованного К2SO4 и парообразной смеси НCl и Н2О. На данном этапе, если нужно, парообразная смесь НCl и Н2О может быть подвергнута обработке в отдельном процессе с целью получения более концентрированной НCl. Кроме того, на данном этапе кристаллизованный К2SO4 может быть подвергнут дополнительной обработке с целью очистки и/или повышения качества. H2SO4 технического качества подают в резервуар, в котором собирается маточный раствор или фильтрат, поступающий из установки разделения/обезвоживания. Присутствующий в фильтрате остаточный хлорид из жидкости переходит в паровую фазу. Образовавшийся раствор представляет собой рециркулируемый поток, обогащенный H2SO4.
В одном из вариантов осуществления настоящим изобретением обеспечивается способ производства сульфата калия и соляной кислоты. Способ включает смешивание воды с хлоридом калия с получением суспензии или раствора хлорида калия. Суспензию или раствор хлорида калия смешивают с рециркулированной серной кислотой с получением кислой смеси K+, Cl-, SO4 2-. Затем, кислую смесь K+, Cl-, SO4 2- подают в испарительный кристаллизатор, где проводят процесс кристаллизации с получением концентрата, содержащего кристаллы сульфата калия, и паровую фазу соляная кислота/вода. Концентрат, содержащий кристаллы сульфата калия, подают в сепаратор твердой и жидкой фаз, отделяют кристаллы сульфата калия от концентрата и получают фильтрат. Затем, кристаллы сульфата калия промывают. Кроме того, как вариант, способ включает отделение соляной кислоты от паровой фазы соляная кислота/вода с получением раствора соляной кислоты. Как вариант, полученный концентрат содержит кристаллы, включающие калий и сульфат. Кристаллы калия и сульфата могут иметь форму сульфата калия (K2SO4), бисульфата калия (KHSO4) или смесь и того, и другого.
Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут ясны и очевидны по рассмотрении нижеследующего описания и прилагаемых чертежей, которые лишь поясняют изобретение.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой схематичное пояснение основного способа производства сульфата калия и соляной кислоты.
Фиг. 2 представляет собой схематичное пояснение способа производства сульфата калия, во многих отношениях подобного показанному на фиг. 1, но включающего дополнительные процессы обработки паровой фазы HCl/H2O, образовавшейся в кристаллизаторе, с получением более концентрированного раствора HCl.
Фиг. 3 представляет собой схематичное пояснение способа производства сульфата калия, подобного показанному на фиг. 2, но включающего альтернативный процесс обработки паровой фазы HCl/H2O, образовавшейся в кристаллизаторе, с получением более концентрированного раствора HCl.
На фиг. 4 показан еще один альтернативный вариант способа производства сульфата калия, в котором кристаллизованный сульфат калия подвергают дополнительным операциям промывки с целью повышения качества производимого сульфата калия.
Фиг. 5 представляет собой схематичное пояснение способа производства сульфата калия и соляной кислоты, включающего возможность осаждения солей магния и кальция, которые могут быть добавлены к сульфату калия или к потоку отходов.
На фиг. 6 представлены диаграммы растворимости K2SO4, H2SO4 и Н2О.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение может быть реализовано в форме ряда примерных вариантов его осуществления. В своей основе, настоящее изобретение относится к способу, в соответствии с которым суспензию или раствор хлорида калия (KCl) приводят в контакт с рециркулируемым потоком, обогащенным H2SO4, в испарительном кристаллизаторе. В процессе кристаллизации образуется заданный продукт, кристаллизованный K2SO4, и паровая фаза HCl/Н2О. Каждый из этих продуктов затем может быть подвергнут дополнительной обработке; например, паровая фаза HCl/Н2О может быть подвергнута обработке с получением концентрированного раствора HCl, тогда как кристаллизованный K2SO4 может быть подвергнут процессу очистки.
На фиг. 1 показан примерный вариант осуществления изобретения. Сначала воду и хлорид калия подают в установку 10 растворения, получая суспензию или раствор KCl, который направляют в установку 12 кристаллизации. Рециркулируемый поток, обогащенный H2SO4, также подают в установку 12 кристаллизации, где он вступает в реакцию с суспензией KCl с образованием K2SO4, HCl и Н2О. В качестве альтернативы, рециркулированный поток, обогащенный H2SO4, смешивают с суспензией KCl по потоку выше установки 12 кристаллизации. Установка 12 кристаллизации должна быть разработана и должна эксплуатироваться в таком режиме, чтобы вместе с К2SO4 кристаллизовалось очень мало или вообще не кристаллизовалось хлоридов. По завершении испарительной кристаллизации в установке 12 образуется концентрат, содержащий кристаллизованный K2SO4 и паровую фазу HCl/Н2О. В некоторых случаях, как вариант, полученный в установке 12 кристаллизации концентрат содержит кристаллы, включающие сульфат калия или бисульфат калия или смесь и того, и другого. Концентрат, содержащий кристаллизованный K2SO4, направляют в установку 14 разделения и обезвоживания, где твердые кристаллы соли отделяют от концентрата, получая фильтрат. Твердую фазу, содержащую кристаллы K2SO4, направляют в установку 16 промывки, чтобы гарантировать, что в ней не осталось захваченного раствора, который может отрицательно влиять на качество соли после сушки. После промывки отводят конечный заданный продукт - K2SO4.
Фильтрат, полученный в установке 14 разделения твердой и жидкой фаз и обезвоживания, направляют в установку 20 дехлорирования. В этой установке происходит удаление из фильтрата почти всего хлорида с получением обогащенной HCl паровой фазы, которую затем соединяют с паровой фазой HCl/Н2О, полученной в установке 12 кристаллизации. К оставшемуся фильтрату в установке 20 дехлорирования добавляют H2SO4, получая обогащенный H2SO4 раствор. Следствием этого является увеличение кислотности обогащенного H2SO4 раствора в достаточной степени для того, чтобы остаточный хлорид в фильтрате образовывал концентрированную HCl, тогда как бисульфат калия оставался растворимым. На данном этапе примеси неочищенного KCl, такие как магний и кальций, могут быть удалены в форме осажденных твердых сульфатов с целью повышения качества конечных кристаллов калия и сульфата. Жидкий раствор, образовавшийся при смешивании фильтрата установки 14 разделения/обезвоживания с H2SO4, соединяют со сбросным потоком, образующимся в установке 16 промывки, получая рециркулируемый поток, обогащенный H2SO4, который снова подают в установку 12 кристаллизации для проведения реакции. Обогащенную HCl паровую фазу из установки 20 дехлорирования и паровую фазу HCl/Н2О из установки 12 кристаллизации подают в абсорбционную установке 18, получая высококонцентрированный раствор HCl. Этот высококонцентрированный раствор HCl в одном из вариантов осуществления изобретения содержит 20-35% вес. HCl.
Поскольку точный состав паровой фазы HCl/Н2О из установки 12 кристаллизации и, следовательно, конечная концентрация раствора HCl зависит от уровня кислотности маточного раствора в установке 12 кристаллизации и содержания остаточного калия после кристаллизации, могут возникать ситуации, когда конечный раствор HCl не имеет заданную или пороговую концентрацию. Следовательно, в тех случаях, когда концентрация HCl в паровой фазе, получаемой в установке 12 кристаллизации, относительно низкая, может оказаться желательным провести процесс концентрирования с целью увеличения концентрации HCl.
Фиг. 2 поясняет альтернативный способ, подобный показанному на фиг. 1, но включающий скруббер или установку 24 конденсации HCl. Паровую фазу HCl/H2O из установки 12 кристаллизации подают в скруббер или установку 24 конденсации, где образуется водяной пар и концентрированный раствор HCl (например, в диапазоне 16-20% вес.). Этот концентрированный раствор затем подают в необязательную установку 26 экстракционной дистилляции или двойного давления, в которой образуется высококонцентрированная паровая фаза HCl, которая может быть направлена в абсорбционную установку 18 для получения раствора HCl со степенью чистоты, приблизительно, 20-35% вес.
Для случая, когда раствор HCl имеет концентрацию, меньшую, чем нужно, но близкую к концентрации, требующейся для повторного использования, на фиг. 3 предлагается способ, альтернативный показанному на фиг. 2. Этот способ подобен показанному на фиг. 2, но скруббер или установка 24 конденсации HCl в нем заменена на установку 28 экстракционной дистилляции/дегидратации паровой фазы HCl, в которую подают H2SO4. Из входящего потока низкоконцентрированной паровой фазы HCl/H2O в установке 28 образуется концентрированная паровая фаза HCl/H2O и разбавленный раствор H2SO4, который может быть рециркулирован в установку 12 кристаллизации.
Наконец, в зависимости от содержания других компонентов, таких как хлорид и бисульфат калия, в кристаллизованном К2SO4, полученная соль К2SO4 может нуждаться в дополнительной очистке с целью повышения ее качества. На фиг. 4 поясняется примерный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором, после проведения технологических стадий, показанных на фиг. 1, кристаллизованный К2SO4 направляют в колонну 30 промывки и приводят в контакт с противоточным потоком раствора сульфата калия. Наличие колонны промывки позволяет повысить качество К2SO4 и может сочетаться с добавлением нейтрализующего основания, такого как КОН, во второй установке 32 промывки и обезвоживания с целью дополнительного понижения кислотности хлорида и соли. Дополнительным эффектом этого является превращение возможно оставшегося бисульфата калия в сульфат калия. КОН может распыляться на кристаллы в форме раствора и/или вводиться в резервуар 34 растворения К2SO4.
На фиг. 5 представлен другой вариант осуществления способа настоящего изобретения. Он во многих отношениях подобен способу, показанному на фиг. 1 и описанному выше. Однако, как вариант, обогащенный Н2SO4 раствор, полученный в установке 20 дехлорирования, подают в установку 36 разделения/обезвоживания. В ней осаждают и отфильтровывают соли магния и кальция, которые могут быть добавлены к конечному продукту К2SO4 или к потоку отходов в случае, когда требуется высокая степень чистоты К2SO4.
На чертежах показано производство К2SO4. Специалистам в данной области ясно, что этим способом также могут быть произведены KCl и KHSO4. Действительно, в некоторых случаях количество KCl и/или КНSO4 может превосходить количество производимого К2SO4. Следовательно, при смешивании суспензии или раствора хлорида кальция с серной кислотой образуется кислая смесь K+, Cl-, SO4 2-, из которой посредством кристаллизации получают концентрат, содержащий сульфат и соли калия.
Описанному выше способу свойственны многочисленные преимущества. Настоящим изобретением обеспечивается способ, в котором потоки реагентов перегруппированы с получением одностадийного процесса кристаллизации с повышенной эффективностью извлечения соляной кислоты в оптимальных условиях с одновременной кристаллизацией сульфата калия при среднем уровне кислотности. В частности, реагенты - хлорид кальция и серную кислоту - не вводят на одной и той же технологической стадии, чтобы сместить профиль кислотности по сравнению с некоторыми известными способами. Выпаривание соляной кислоты/воды и кристаллизацию К2SO4, теоретически, проводят в одной и той же технологической установке. Ожидается, что реагенты и продукты имеют лучшее, по меньшей мере, то же качество, что и в обычных способах производства сульфата калия, при существенно сниженных капитальных затратах, а также сниженных эксплуатационных затратах и затратах на техническое обслуживание и ремонт. Кроме этого, рабочую температуру поддерживают достаточно высокой для того, чтобы ограничить совместное осаждение какого-либо количества хлорида калия вместе с кристаллами сульфата калия. В способе также имеется первая стадия промывки и обезвоживания кристаллов сульфата калия, на которой предусматривается изменение кислотности раствора для конкретной стадии дехлорирования. В способе также имеется необязательная вторая стадия промывки/обезвоживания, на которой предусматривается регулирование свойств кристаллов сульфата калия в соответствии с наивысшими требованиями, предъявляемыми к качеству.
Конечно, настоящее изобретение может быть реализовано иначе, нежели описано в настоящем документе, не выходя за рамки объема и существенных отличительных особенностей изобретения. Таким образом, данные варианты осуществления изобретения следует рассматривать во всех аспектах как пояснительные и не имеющие ограничительного характера; подразумевается, что изобретение охватывает все изменения в пределах смысла и эквивалентности прилагаемой формулы изобретения.
Claims (19)
1. Способ производства сульфата калия и соляной кислоты, включающий стадии, на которых:
смешивают воду с хлоридом калия с получением суспензии или раствора хлорида калия;
смешивают суспензию или раствор хлорида калия с рециркулированной серной кислотой с получением кислой смеси K+, Cl-, SO4 2-;
проводят процесс испарительной кристаллизации кислой смеси K+, Cl-, SO4 2- с получением концентрата, содержащего кристаллы сульфата калия, и паровой фазы соляная кислота/вода;
подают концентрат, содержащий кристаллы сульфата калия, в сепаратор твердой и жидкой фаз, отделяют кристаллы сульфата калия от концентрата и получают фильтрат;
промывают кристаллы сульфата калия водой; и
при этом после отделения кристаллов сульфата калия от концентрата фильтрат смешивают с источником серной кислоты с получением паровой фазы, обогащенной соляной кислотой, и потока серной кислоты, который образует, по меньшей мере, часть рециркулируемой серной кислоты, смешиваемой с суспензией или раствором хлорида калия; и смешивают паровую фазу, обогащенную соляной кислотой, с паровой фазой соляная кислота/вода, полученной в процессе кристаллизации, при этом паровую фазу, обогащенную соляной кислотой, и паровую фазу соляная кислота/вода подают в абсорбционную установку с получением раствора соляной кислоты с концентрацией соляной кислоты 20-35% вес.
2. Способ по п. 1, в котором фильтрат содержит растворенные соли, и после смешивания серной кислоты с фильтратом из смеси фильтрат/серная кислота осаждают растворенные соли.
3. Способ по п. 1, включающий концентрирование паровой фазы соляная кислота/вода, полученной в процессе кристаллизации, с образованием парообразного потока с большей концентрацией соляной кислоты, чем в паровой фазе соляная кислота/вода, полученной в процессе кристаллизации.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадии, на которых:
смешивают серную кислоту с фильтратом с получением потока, обогащенного серной кислотой;
при этом при промывке кристаллов сульфата калия водой образуется сбросный поток; и
смешивают сбросный поток с потоком, обогащенным серной кислотой, и рециркулируют полученную смесь в процесс кристаллизации.
5. Способ по п. 1, в котором процесс испарительной кристаллизации проводят в установке кристаллизации, и способ включает подачу фильтрата в установку дехлорирования, смешивание серной кислоты с фильтратом с получением потока, обогащенного серной кислотой, и рециркуляцию потока, обогащенного серной кислотой, в установку кристаллизации.
6. Способ по п. 1, включающий подачу паровой фазы соляная кислота/вода в абсорбционную установку с получением раствора соляной кислоты.
7. Способ по п. 1, включающий подачу паровой фазы соляная кислота/вода в скруббер или установку конденсации соляной кислоты с получением паров воды и раствора соляной кислоты и последующее проведение обработки раствора соляной кислоты в абсорбционной установке с целью повышения концентрации раствора соляной кислоты.
8. Способ по п. 7, в котором перед проведением обработки раствора соляной кислоты в абсорбционной установке проводят обработку раствора соляной кислоты в установке экстракционной дистилляции или двойного давления.
9. Способ по п. 1, включающий подачу паровой фазы соляная кислота/вода в установку экстракционной дистилляции/дегидратации паровой фазы HCl, в которую подают H2SO4 и в которой, в свою очередь, образуется концентрированная паровая фаза HCl/H2O и разбавленный раствор Н2SO4, который рециркулируют в процесс кристаллизации.
10. Способ по п. 9, в котором концентрированную паровую фазу HCl/H2O подают в абсорбционную установку с получением раствора HCl.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201662393934P | 2016-09-13 | 2016-09-13 | |
| US62/393,934 | 2016-09-13 | ||
| PCT/US2017/050156 WO2018052767A1 (en) | 2016-09-13 | 2017-09-06 | Method for producing potassium sulfate from potassium chloride and sulfuric acid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2708204C1 true RU2708204C1 (ru) | 2019-12-04 |
Family
ID=60022152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019109964A RU2708204C1 (ru) | 2016-09-13 | 2017-09-06 | Способ производства сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10773968B2 (ru) |
| EP (1) | EP3512805A1 (ru) |
| CN (1) | CN109906200B (ru) |
| AU (1) | AU2017325967B2 (ru) |
| BR (1) | BR112019004697B1 (ru) |
| CA (1) | CA3035969C (ru) |
| CL (1) | CL2019000620A1 (ru) |
| IL (1) | IL265137B1 (ru) |
| JO (1) | JOP20170077B1 (ru) |
| MX (1) | MX2019002738A (ru) |
| RU (1) | RU2708204C1 (ru) |
| WO (1) | WO2018052767A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112158871B (zh) * | 2020-10-14 | 2021-12-07 | 青岛碱业钾肥科技有限公司 | 一种混酸的处理方法及处理系统 |
| CN112794345B (zh) * | 2021-01-20 | 2022-12-27 | 宁夏中泰富瑞科技有限公司 | 一种氯化钾制硫酸钾设备及其制造工艺 |
| CN114288841A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 山东三方化工集团有限公司 | 曼海姆法硫酸钾尾气处理系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1527143A1 (ru) * | 1987-06-11 | 1989-12-07 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Способ получени сол ной кислоты и бисульфата кали |
| US20130121900A1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-16 | Intercontinental Potash Corp. (Usa) | Methods of processing polyhalite ore, methods of producing potassium sulfate, and related systems |
| RU2548959C2 (ru) * | 2013-08-23 | 2015-04-20 | Андрей Вилорьевич Доронин | Способ производства двойного сульфата и раствора хлористого водорода |
| CN104876248A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-02 | 中南大学 | 一种制备硫酸钾并联产氯化铵的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3998935A (en) | 1975-01-30 | 1976-12-21 | Pennzoil Company | Manufacture of potassium sulfate |
| US4045543A (en) | 1975-11-12 | 1977-08-30 | Pennzoil Company | Production of potassium sulfate and hydrogen chloride |
| JPS58161917A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-26 | Onoda Kagaku Kogyo Kk | 硫酸カリウムの製造方法 |
| US4588573A (en) * | 1983-09-27 | 1986-05-13 | Prodeco, Inc. | Method for the production of potassium sulfate using sulfuric acid and potassium chloride |
| US6767528B2 (en) * | 1997-07-01 | 2004-07-27 | John E. Stauffer | Manufacture of hydrogen chloride from salt and sulfuric acid |
| CN1067657C (zh) | 1998-07-17 | 2001-06-27 | 金作美 | 循环硫酸氢钾分解氯化钾制造硫酸钾的方法 |
| AU2002247943A1 (en) | 2002-03-07 | 2003-09-16 | Visweswara Rao Abburi | A cyclic process for continuously producing potassium sulphate and potassium sulphate produced thereby |
-
2017
- 2017-03-26 JO JOP/2017/0077A patent/JOP20170077B1/ar active
- 2017-09-06 AU AU2017325967A patent/AU2017325967B2/en active Active
- 2017-09-06 RU RU2019109964A patent/RU2708204C1/ru active
- 2017-09-06 US US16/332,381 patent/US10773968B2/en active Active
- 2017-09-06 WO PCT/US2017/050156 patent/WO2018052767A1/en active Search and Examination
- 2017-09-06 BR BR112019004697-6A patent/BR112019004697B1/pt active IP Right Grant
- 2017-09-06 CN CN201780055886.1A patent/CN109906200B/zh active Active
- 2017-09-06 EP EP17780541.3A patent/EP3512805A1/en active Pending
- 2017-09-06 CA CA3035969A patent/CA3035969C/en active Active
- 2017-09-06 MX MX2019002738A patent/MX2019002738A/es unknown
- 2017-09-06 IL IL265137A patent/IL265137B1/en unknown
-
2019
- 2019-03-12 CL CL2019000620A patent/CL2019000620A1/es unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1527143A1 (ru) * | 1987-06-11 | 1989-12-07 | Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова | Способ получени сол ной кислоты и бисульфата кали |
| US20130121900A1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-16 | Intercontinental Potash Corp. (Usa) | Methods of processing polyhalite ore, methods of producing potassium sulfate, and related systems |
| RU2548959C2 (ru) * | 2013-08-23 | 2015-04-20 | Андрей Вилорьевич Доронин | Способ производства двойного сульфата и раствора хлористого водорода |
| CN104876248A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-09-02 | 中南大学 | 一种制备硫酸钾并联产氯化铵的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018052767A1 (en) | 2018-03-22 |
| CN109906200A (zh) | 2019-06-18 |
| BR112019004697A2 (pt) | 2019-05-28 |
| BR112019004697B1 (pt) | 2023-01-10 |
| MX2019002738A (es) | 2019-05-09 |
| CA3035969A1 (en) | 2018-03-22 |
| CN109906200B (zh) | 2022-09-20 |
| US10773968B2 (en) | 2020-09-15 |
| CL2019000620A1 (es) | 2019-06-14 |
| JOP20170077B1 (ar) | 2021-08-17 |
| AU2017325967B2 (en) | 2019-11-28 |
| IL265137B1 (en) | 2024-02-01 |
| CA3035969C (en) | 2021-05-25 |
| EP3512805A1 (en) | 2019-07-24 |
| US20200071176A1 (en) | 2020-03-05 |
| IL265137A (ru) | 2019-04-30 |
| AU2017325967A1 (en) | 2019-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BR112020023419A2 (pt) | método para recuperar hidróxido de lítio | |
| RU2708204C1 (ru) | Способ производства сульфата калия из хлорида калия и серной кислоты | |
| US4222989A (en) | Method for the manufacture of pure aluminum oxide from aluminum ore | |
| CN108602766A (zh) | 提纯链烷磺酸的方法 | |
| CN108658051B (zh) | 硝化废酸的回收方法、装置及其回收的硫酸 | |
| CN113200878B (zh) | 乙醇胺生产牛磺酸的循环方法 | |
| CN113200879A (zh) | 乙醇胺生产牛磺酸的循环方法 | |
| US6576206B2 (en) | Bicarbonate conversion in a carbonate monohydrate process | |
| US2196594A (en) | Concentration of caustic | |
| RU2350564C2 (ru) | Способ получения алюмокалиевых квасцов | |
| US3264060A (en) | Simultaneous recovery of pure ammoni- um sulfate and pure lactams from re- arrangement mixtures of alicyclic ketoximes | |
| CN113214095A (zh) | 乙醇胺生产牛磺酸的循环方法 | |
| CN102633293B (zh) | 一种多级循环免蒸发硫酸铜精制方法 | |
| JP7115123B2 (ja) | リチウムの精製方法 | |
| CN105947984A (zh) | 一种从高浓度含氟废水中回收生产无水氟化氢生产工艺 | |
| CN113860995B (zh) | 生产乙草胺产出废液的回收处理工艺及处理装置 | |
| KR101149984B1 (ko) | 폐동에칭용액으로부터 고순도 및 저염소의 황산동5수화물을 제조하는 방법 | |
| JP4588045B2 (ja) | 廃液の処理方法 | |
| CN101746782A (zh) | 除去卤水中so4-2的方法 | |
| CN106316990A (zh) | 从轻质油中回收环氧环己烷和正戊醇的方法 | |
| CN107188785B (zh) | 一种2,4-二氨基苯磺酸及其盐生产废水的资源化利用方法 | |
| CN105693628A (zh) | 一种采用一步法合成5氟尿嘧啶的生产工艺 | |
| RU2613438C1 (ru) | Способ регенерации хлорида лития в химическом производстве | |
| CN112979427B (zh) | 一种三氧化硫间接磺化反应合成萘酚的工艺 | |
| US3996336A (en) | Purification of phosphoric acid |