專(zhuān)利名稱(chēng):一種聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法
本發(fā)明涉及一種聯(lián)合制取磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀銨以及氮、磷、鉀三元混合肥料的化工生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明是申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利“一種制取磷酸二氫鉀的新方法”(申請(qǐng)日860221，公開(kāi)號(hào)CK86101186)的改進(jìn)。原方法是利用5～20%的磷酸和氯化鉀在叔胺作用下，經(jīng)過(guò)締合、置換、締置、再生、成品精制和副產(chǎn)品處理六步工藝過(guò)程，制得符合食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)的磷酸二氫鉀，并得副產(chǎn)品氯化銨、硫酸鉀等。
本發(fā)明的目的是利用簡(jiǎn)化了的工藝方法，生產(chǎn)多種復(fù)合肥料，降低成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的利用濕法磷酸(或熱法磷酸、磷泥燒制的稀磷酸)、農(nóng)業(yè)用氯化鉀，在烷基叔胺作用下，經(jīng)過(guò)配制、締置、鹽洗、再生和成品五步過(guò)程制取農(nóng)用磷酸二氫鉀。再將回收的磷酸二氫鉀與農(nóng)業(yè)用碳酸氫銨固相反應(yīng)制取磷酸氫鉀銨;將回收磷酸二氫鉀后的母液通入氨氣，氨化制取液體磷酸氫鉀;將締置反應(yīng)中的沉淀磷酸鹽與再生反應(yīng)生成的氯化銨，制取液體磷酸氫鉀過(guò)程中分離出的硫酸鉀混合制成三元混合肥料。
圖1是本發(fā)明制取方法的工藝流程圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)敘述1、磷酸二氫鉀的制取。
①配制將30%的濕法磷酸(或熱法磷、磷泥燒制的稀磷酸)泵入配制罐中，按H2PO4與HCl以1∶1的克分子比投加農(nóng)業(yè)用氯化鉀，在15～60℃溫度下攪拌1～4小時(shí)，使其溶解，此時(shí)磷酸中挾帶的絕大部分氟硅酸以鉀鹽的形式析出。
待沉淀完全后，過(guò)濾得粗制氟硅酸鉀，濾液為配制液待用。
②締置締合劑是烷基叔胺，通式為R3N，其中R是具有游離官能團(tuán)形式的脂肪烷基，烷基的碳原子數(shù)在七個(gè)以上。它難溶于水，能夠與磷酸發(fā)生締合反應(yīng)，而氯化鉀的氯根又能夠?qū)⑹灏妨姿岫潲}的磷酸二氫根置換下來(lái)，生成磷酸二氫鉀。將配制液泵入反應(yīng)器中，按照配制液中的磷酸、氯化鉀與烷基叔胺以1∶1∶1.05～1.20的克分子比投加烷基叔胺，在10～90℃溫度下，攪拌5～60分鐘進(jìn)行締置反應(yīng)R3N(有機(jī)相)+H3PO4(水相)+KCl(水相)＝〔R3NH〕Cl(有機(jī)相)+KH2PO4(水相)締置的副反應(yīng)，主要與濕法磷酸中的硫酸、沒(méi)有除盡的氟硅酸發(fā)生反應(yīng)
然后靜置使兩相分層，下層是水相，其中溶液里是磷酸二氫鉀，沉淀是不溶于水的磷酸鹽和少量的氟硅酸鹽，上層是有機(jī)相，即叔胺鹽酸鹽，有機(jī)相留在反應(yīng)器中以待鹽洗。
③鹽洗將適量的濃度為5～25%的氯化鉀溶液泵入反應(yīng)器中，在15～90℃溫度下，攪拌5～60分鐘，進(jìn)行鹽洗。洗掉胺鹽中仍挾帶的少量磷酸二氫根，以提高回收率。鹽洗后靜置兩相分層，下層是水相，即鹽洗液，返回到配制罐中使用，上層是有機(jī)相，即洗凈了的叔胺鹽酸鹽，繼續(xù)留在反應(yīng)器中以待再生。
④再生再生劑是濃度為10～25%的氨水。按照胺鹽中的HCl與NH3以1∶1.00～1.20的克分子比將氨水投加到反應(yīng)器中，在30～80℃溫度下，攪拌10～60分鐘，進(jìn)行再生
靜置兩相分層后，下層是水相，即氯化銨液，放冷于15℃以下，使其結(jié)晶，分離得到氯化銨，作為氮、磷、鉀三元肥料的混配原料。母液沖氨后作為再生劑使用，上層是有機(jī)相，即再生后的烷基叔胺，循環(huán)使用。
⑤成品將締置混合液加入濃度為20～40%的氫氧化鉀溶液，進(jìn)行中和，控制PH4.2～4.6，加熱至60～100℃，保溫1小時(shí)，沉淀完全后過(guò)濾，并用少量水洗滌。濾餅即為沉淀磷酸鹽，作為氮、磷、鉀三元混合肥料的混配原料。濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮，使磷酸二氫鉀含量達(dá)到47%以上，放冷，在攪拌下結(jié)晶，分離甩干后即為成品磷酸二氫鉀。母液供制磷酸氫鉀銨。
2、磷酸氫鉀銨的制?、俟腆w磷酸氫鉀銨的制取將分離磷酸二氫鉀后的母液，進(jìn)行二次蒸發(fā)濃縮，含量達(dá)到45%以上時(shí)放冷，在攪拌下結(jié)晶，分離甩干后即為回收的磷酸二氫鉀，在60℃溫度下干燥，再與化肥級(jí)碳酸氫銨以1∶1.0～1.2的克分子比，在40～50℃溫度下充分混合，進(jìn)行固化反應(yīng)
制得固體磷酸氫鉀銨，母液供制液體磷酸氫鉀銨。
②液體磷酸氫鉀銨的制取將回收磷酸二氫鉀后的分離母液，按照KH2PO4∶NH3為1∶1.05～1.20的克分子比，通入氨氣，進(jìn)行氨化反應(yīng)
然后蒸發(fā)濃縮，使其含量達(dá)到50%以上，放冷，濾出結(jié)晶的硫酸鉀，作為配制氮、磷、鉀三元混合肥料的原料。濾液即為50%液體磷酸氫鉀銨。
3、氮、磷、鉀三元肥料的制取將締置反應(yīng)中的沉淀磷酸鹽與再生反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化銨、氨化生產(chǎn)液體磷酸氫鉀銨過(guò)程中分離出的硫酸鉀，按照N-P2O5-K2O為17-10-7%的配比，混合干燥，即為氮、磷、鉀三元混合肥料。
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低，能綜合利用資源生產(chǎn)出多種復(fù)合肥料，適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
下面通過(guò)實(shí)施例做進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)例用30%濕法磷酸33.24公斤(折100%磷酸10公斤)，農(nóng)業(yè)用氯化鉀7.17公斤(折100%氯化鉀6.81公斤)，99%液氨0.81公斤(折100%氨0.8公斤)，95%農(nóng)業(yè)用碳酸氫銨1.36公斤(折100%碳酸氫銨1.29公斤)，以烷基叔胺為締合劑并循環(huán)使用，產(chǎn)出農(nóng)業(yè)用磷酸二氫鉀7.47公斤，液體磷酸氫鉀銨4.57公斤，固體磷酸氫鉀銨2.36公斤，氮、磷、鉀三元混合肥料6.16公斤。其中磷的得率為92.02%，鉀的得率為96.80%，氨的得率為93.78%，碳酸氫銨利用率為90%。本實(shí)施例中主要反應(yīng)的工藝條件是①配制克分子比H3PO4∶KCl＝1∶1溶解溫度25～50℃溶解時(shí)間2～3小時(shí)。
②締置克分子比∶H3PO4∶KCl∶R3W＝1∶1∶1.05～1.20反應(yīng)溫度50～70℃攪拌時(shí)間20～50分鐘③鹽洗洗滌液5～20%氯化鉀溶液洗滌溫度50～70℃洗滌時(shí)間20～50分鐘④再生再生劑10～20%氨的水溶液克分子比HCl∶NH3＝1∶1.0～1.2
攪拌時(shí)間20～50分鐘⑤固體磷酸氫鉀銨的制取固相反應(yīng)克分子比KH2PO4∶NH4NCO3＝1∶1.05～1.15反應(yīng)溫度40～50℃⑥液體磷酸氫鉀銨的制取氨化反應(yīng)克分子比KH2PO4∶NH3＝1∶1.05～1.10⑦氮、磷、鉀三元混合肥料的混配配比K-P2O5-K2O＝17-10-7%磷酸二氫鉀的產(chǎn)品指標(biāo)項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo)磷酸二氫鉀(KH2PO4)含量 97.16%PH值 4.5水分 ＜4%液體磷酸氫鉀銨產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目名稱(chēng) 質(zhì)量指標(biāo)磷酸氫鉀銨(KNH4HPO4)含量 50.05%固體磷酸氫鉀銨產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目名稱(chēng) 質(zhì)量指標(biāo)磷酸氫鉀銨(KNH4HPO4)含量 97.02%
氮、磷、鉀三元混合肥料質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目名稱(chēng) 質(zhì)量指標(biāo)氧化鉀(K2O)含量 7%有效磷(P2O5)含量 10%氨態(tài)氮(N)含量 17%
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法，其特征在于先將氯化鉀溶于磷酸中，然后與烷基叔胺進(jìn)行締合、置換反應(yīng)制取磷酸二氫鉀，將回收的磷酸二氫鉀與碳酸氫銨反應(yīng)制取磷酸氫鉀銨，將締置反應(yīng)的沉淀磷酸鹽與再生反應(yīng)產(chǎn)生的氯化銨，制取液體磷酸氫鉀銨過(guò)程中分離出的硫酸鉀混合制成三元混合肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要1所述的聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法，其特征在于將氯化鉀按1∶1的克分子比，混合于濕法磷酸中，混合溫度為15～60℃，攪拌1～4小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法，其特征在于將配有氯化鉀的磷酸溶液，與烷基叔胺作用，同時(shí)進(jìn)行締合、置換反應(yīng)(氯化鉀、磷酸、烷基叔胺的克分子比是1∶1∶1.05～1.20，在10～90℃溫度下，攪拌5～60分鐘)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法，其特征在于將回收的磷酸二氫鉀與碳酸氫銨以1∶1.0～1.2的克分子比，在40～50℃溫度下混合，進(jìn)行固相反應(yīng)制取磷酸氫鉀銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法，其特征在于將締置反應(yīng)中的沉淀磷酸鹽、再生反應(yīng)中產(chǎn)生的氯化銨、氨化分離出的硫酸鉀，按照N-P2O5-K2O為17-10-17%的配比混合制取氮、磷、鉀三元混合肥料。
專(zhuān)利摘要
一種聯(lián)合制取多種復(fù)合肥料的方法，它是用濕法磷酸(或熱法磷酸、磷泥燒制的稀磷酸)、氯化鉀、氨、碳酸氫銨為原料，在烷基叔胺作用下，制取磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀銨及氮、磷、鉀三元混合肥料，同時(shí)得副產(chǎn)品氟硅酸鉀的一種資源綜合利用的閉路化工生產(chǎn)工藝。其產(chǎn)品符合國(guó)家農(nóng)業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C05G1/00GK87101529SQ87101529
公開(kāi)日1988年10月19日 申請(qǐng)日期1987年4月4日
發(fā)明者王志仁 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工綜合利用研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan