專利名稱：用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢氣的治理和利用領(lǐng)域，具體地，涉及用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得 廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法。
背景技術(shù)：
氛酸納(sodium cyanate，或 cyanic acid sodium salt)，氛酸納在鋼力口工過 程中可用作淬水劑。在生產(chǎn)除草劑、殺菌劑、殺蟲劑時(shí)，用于代替光氣合成各種類型的異 氰酸酯，以生產(chǎn)氨基甲酸酯類或取代脲類農(nóng)藥。作為醫(yī)藥中間體，可生產(chǎn)治療帕金森癥 (Parkinson's disease)、糖尿病(diabetes)和癲癇癥(印il印sy)等疾病的藥物。氰酸鈉 也可用作染料中間體，在生產(chǎn)丙烯酸聚合物時(shí)用作催化劑，以保持纖維的潔白度。氰酸鈉還 可用作感光引發(fā)劑。氰酸鈉的合成方法廣泛采用的為尿素法，即就是尿素和無水碳酸鈉熔融反應(yīng)，生 成氰酸鈉和氨氣、二氧化碳和水，其化學(xué)反應(yīng)方程式為2 (NH2) 2C0+Na2C03 — 2Na0CN+2NH3 +H2CHCO2 個(gè)該方法在合成氰酸鈉的同時(shí)也生成了氨氣、二氧化碳?xì)怏w和水這三種產(chǎn)物，這三 種產(chǎn)物直接銷售，價(jià)格較低，用途很小，且常常不能及時(shí)銷售而發(fā)生溢槽，泄露等情況。另一 方面氨氣和二氧化碳的大量排放，無疑會(huì)污染環(huán)境，降低人們的生活質(zhì)量，已為國(guó)家明令禁 止。為此，氰酸鈉廠家也積極探索，尋求合理利用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物的 方法。申請(qǐng)?zhí)枮?00610069084. X的中國(guó)專利公開了一種利用氨氣、二氧化碳、水的液體 混合物生產(chǎn)復(fù)合(混)肥工藝?yán)冒睔?、二氧化碳、水的液體混合物生產(chǎn)復(fù)合(混)肥工 藝，該工藝?yán)萌矍璋费b置、液尿裝置或其他裝置的氨氣、二氧化碳、水的液體混合物，該 液體混合物通過泵壓入復(fù)合肥車間作為復(fù)合(混)肥的原料經(jīng)混配、中和及氨化造粒，制成 高效復(fù)合(混)肥。本工藝的優(yōu)點(diǎn)提高了氨氣、二氧化碳、水的液體混合物的產(chǎn)品附加值， 解決了以前氨氣、二氧化碳、水的液體混合物銷路不暢，污染環(huán)境的問題。顯然，尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物也可通過專利200610069084. X所 公開的工藝方法得到合理利用，然而，該專利方法本身卻是一個(gè)對(duì)設(shè)備要求極高，操作極為 繁瑣的方法，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也很低。尤其，復(fù)合(混)肥的生產(chǎn)對(duì)季節(jié)時(shí)令的依賴很強(qiáng)， 并不利于將氨氣、二氧化碳、水的混合物及時(shí)利用和轉(zhuǎn)化。因此，氰酸鈉廠家亟待尋求新的工藝，及時(shí)利用和轉(zhuǎn)化工業(yè)副產(chǎn)物，增加企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益。另一方面，碳酸鉀是重要的基本無機(jī)化工、醫(yī)藥、輕工原料之一，主要用于制造鉀 玻璃、鉀肥皂和其他無機(jī)化學(xué)品，以及用于脫除工業(yè)氣體中的硫化氫和二氧化碳，也用于電 焊條、油墨制造、印染工業(yè)等方面。隨著高新技術(shù)的不斷開發(fā)，碳酸鉀在洗滌助劑和味精、食 品等領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨擴(kuò)大。
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碳酸鉀生產(chǎn)有草木灰法、呂布蘭法、電解法和離子交換法。草木灰法是最古老的方 法，即從各種植物殼(如棉籽殼、茶子殼、桐子殼、葵花子殼)燒成的草木灰中提取。草木灰 中含有碳酸鉀、硫酸鉀、氯化鉀等可溶性鹽，用沉淀、過濾的方法可加以分離。此法由于產(chǎn)品 質(zhì)量低、不經(jīng)濟(jì)，且受原料來源限制而很少采用。呂布蘭法是將硫酸鉀與煤粉、石灰混合，還 原焙燒，得黑灰(含碳酸鉀、硫化鈣等燒成物)，經(jīng)浸取、過濾、蒸發(fā)、碳化，得碳酸氫鉀，再經(jīng) 過濾、煅燒得產(chǎn)品。此法由于工藝流程長(zhǎng)等原因已被其他方法所取代。電解法是將氯化鉀 電解后得到的氫氧化鉀溶液，在碳化塔中以二氧化碳碳化。經(jīng)多效蒸發(fā)器蒸發(fā)、過濾得碳酸 氫鉀，再經(jīng)煅燒制得產(chǎn)品。此法因原料易得、鉀利用率高、無三廢產(chǎn)生而得到廣泛應(yīng)用，但耗 電較多。離子交換法是用陽(yáng)離子交換樹脂與氯化鉀交換。再用碳酸氫銨洗脫成碳酸氫鉀稀 溶液，經(jīng)多效蒸發(fā)、碳化、結(jié)晶、分離、煅燒得產(chǎn)品。此法產(chǎn)品質(zhì)量好，工藝流程短、適用于小 規(guī)模生產(chǎn)。因此，采用碳酸鉀生產(chǎn)廠家亟待尋求更新更廉價(jià)方便的原料和工藝大規(guī)模制備純 堿。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本申請(qǐng)人通過多年的探索和實(shí)踐，提供了一種用尿素法生產(chǎn) 氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉所得廢物作為 生產(chǎn)碳酸鉀的原料，同時(shí)配合利用廉價(jià)的工業(yè)原料硫酸鉀來生產(chǎn)二水碳酸鉀和并聯(lián)產(chǎn)硫酸 銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價(jià)值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效
■、Λ
frff. ο本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫 酸銨的方法，包括如下步驟A 將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸 鉀、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為1 0.01 0.41 0. 07 0. 47向碳化塔(1)中通入氨 氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)第一粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經(jīng)第二粉碎機(jī)(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產(chǎn)品(9)。本發(fā)明所述用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，其化 學(xué)反應(yīng)方程式為K2S04+2NH3+C02+3H20 = = = = = K2CO3 · 3H20+ (NH4) 2S04
K2CO3 · 3H20 = = = = = K2CO3 · 2H20+H20 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀 和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉所得廢物作為生產(chǎn)碳酸鉀的原料，同時(shí)配合利 用廉價(jià)的工業(yè)原料硫酸鉀來生產(chǎn)二水碳酸鉀和并聯(lián)產(chǎn)硫酸銨，充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉 所得廢物的潛在價(jià)值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，為二水碳酸鉀的制備提供了一
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圖1為本發(fā)明所述用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方 法的工藝流程圖，其中(1)-碳化塔，⑵一抽濾泵，⑶一減壓蒸餾器，(4)一冷卻塔，(5) —第一粉碎機(jī)，(6) —硫酸銨產(chǎn)品，(7)-蒸發(fā)器，(8)第二粉碎機(jī)，(9)- 二水碳酸鉀產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明用用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備 二水碳酸鉀和硫酸銨的方法。實(shí)施例1 一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將工業(yè)硫酸鉀200kg溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照 硫酸鉀、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為1 0.02 0.07向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化 碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)第一粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經(jīng)第二粉碎機(jī)(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產(chǎn)品(9)。實(shí)施例2 一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，包括如下步 驟A 將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸 鉀、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為1 0.21 0.27向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳， 進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)第一粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經(jīng)第二粉碎機(jī)(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產(chǎn)品(9)。實(shí)施例3 一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，包括如下步 驟
Α:將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸 鉀、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為1 0.41 0.47向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳， 進(jìn)行碳化反應(yīng)；B 將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C:將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝 固點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D 將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)第一粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；
E 將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水 碳酸鉀冷卻后，經(jīng)第二粉碎機(jī)(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產(chǎn)品(9)。上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本 發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，其特征在于，包括如下步驟A將工業(yè)硫酸鉀溶解于水，配成硫酸鉀水溶液，并送到碳化塔(1)中，按照硫酸鉀、氨氣、二氧化碳的質(zhì)量之比為1∶0.01～0.41∶0.07～0.47向碳化塔(1)中通入氨氣和二氧化碳，進(jìn)行碳化反應(yīng)；B將步驟A所得反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)抽濾泵(2)抽濾得到澄清的濾液和黑色雜質(zhì)的濾餅；C將步驟B所得的澄清的濾液送入減壓蒸餾器(3)中，按照碳酸鉀和硫酸銨的凝固點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)蒸餾并在冷卻塔(4)中冷卻，從而分別得到三水碳酸鉀晶體和硫酸銨晶體；D將步驟C所得的硫酸銨晶體經(jīng)第一粉碎機(jī)(5)粉碎，包裝成為硫酸銨產(chǎn)品(6)；E將步驟C所得的三水碳酸鉀晶體繼續(xù)在蒸發(fā)器(7)中蒸濃成二水碳酸鉀，二水碳酸鉀冷卻后，經(jīng)第二粉碎機(jī)(8)粉碎，包裝得到二水碳酸鉀產(chǎn)品(9)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用尿素法生產(chǎn)氰酸鈉所得廢物制備二水碳酸鉀和硫酸銨的方法，該方法將尿素法制氰酸鈉所得廢物氨氣，二氧化碳和水作為生產(chǎn)碳酸鉀的原料，同時(shí)配合利用廉價(jià)的工業(yè)原料硫酸鉀在碳化塔中生產(chǎn)三水碳酸鉀和硫酸銨，三水碳酸鉀經(jīng)蒸發(fā)濃縮和冷卻，制備得二水碳酸鉀。該方法充分發(fā)揮了尿素法制氰酸鈉所得廢物的潛在價(jià)值，減少環(huán)境污染，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01D7/00GK101955204SQ20101019038
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者王嘉興 申請(qǐng)人:汪晉強(qiáng)