專利名稱：轉(zhuǎn)化反應(yīng)法生產(chǎn)硫酸鉀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是以氯化鉀和硫酸為原料生產(chǎn)硫酸鉀和鹽酸的方法。
現(xiàn)有由氯化鉀和硫酸制造硫酸鉀的方法，有曼海姆(Mamhim)法，旭硝(chisso)法和克拉依邁克斯(climax)法，其共同點是反應(yīng)溫度高(550-800℃)，能耗大，反應(yīng)爐具龐大而復(fù)雜，腐蝕嚴重，所需投資很大，生產(chǎn)成本高。
本發(fā)明的目的，在于提供一種反應(yīng)溫度低，速度快，能耗少，只需用普通的反應(yīng)容器就能進行反應(yīng)，因而投資少，制造成本低，由氯化鉀和硫酸為原料制造硫酸鉀和鹽酸的新方法。
本發(fā)明的構(gòu)思是要設(shè)法避開由硫酸氫鉀和氯化鉀反應(yīng)得到硫酸鉀，因這個反應(yīng)需高溫才能進行，其辦法是使用轉(zhuǎn)化劑(磷酸、氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅)與上述兩種原料或其中一種原料即硫酸加熱進行反應(yīng)，得到相應(yīng)的中間產(chǎn)物與氯化氫，再由中間產(chǎn)物反應(yīng)得到硫酸鉀與原來的轉(zhuǎn)化劑，這樣全部反應(yīng)所需溫度大為降低，反應(yīng)速度也很快，轉(zhuǎn)化劑并不消耗，可以循環(huán)使用。
具體工藝如下(一)以磷酸為轉(zhuǎn)化劑在普通的搪瓷反應(yīng)釜或其他耐蝕的反應(yīng)器里，先加入硫酸與轉(zhuǎn)化劑磷酸，再加入氯化鉀、攪勻后加熱進行反應(yīng)，反應(yīng)式如下
總反應(yīng)式上述反應(yīng)進行的速度很快，所需反應(yīng)溫度不高，控制反應(yīng)溫度為120-200℃，反應(yīng)可以很快進行完全，優(yōu)選的反應(yīng)溫度為150-170℃，控制上述反應(yīng)溫度，僅需1.5小時左右，反應(yīng)可以進行完全。磷酸，氯化鉀、硫酸的用量重量比為0.5—1.5∶1.4—1.6∶0.9—1.1，其優(yōu)選的磷酸，氯化鉀、硫酸的用量重量比為0.5—1∶1.5—1.55∶1—1.05，反應(yīng)放出的氯化氫，冷卻后用水吸收制成鹽酸。反應(yīng)結(jié)束后，加入上批硫酸鉀的洗滌水，水量為氯化鉀用量的2-2.1倍，冷卻后硫酸鉀從磷酸溶液里析出，經(jīng)離心分離，洗滌甩干后得硫酸鉀，磷酸溶液可用于下—批的反應(yīng)。
(二)以氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅其中的任何一種物質(zhì)為轉(zhuǎn)化劑首先讓轉(zhuǎn)化劑與硫酸反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硫酸鹽并放出氯化氫，反應(yīng)式如下
上述反應(yīng)可以在普通搪瓷反應(yīng)釜或其他耐蝕反應(yīng)器里進行，轉(zhuǎn)化劑為其水溶液，加入硫酸后應(yīng)控制在120-200℃條件下進行反應(yīng)，優(yōu)選的反應(yīng)溫度為140-170℃，所用轉(zhuǎn)化劑的用量為不少于按反應(yīng)式的計算量(以硫酸用量為計算基準)，但過量應(yīng)少于5％。按上述條件進行反應(yīng)，僅需1小時左右反應(yīng)即可完成。反應(yīng)放出的氯化氫及水蒸汽經(jīng)冷卻冷凝為鹽酸。
轉(zhuǎn)化劑轉(zhuǎn)化為硫酸鹽后，加入上批硫酸鉀洗滌水使之溶解，加入氯化鉀與之進行反應(yīng)，反應(yīng)如下
氯化鉀的加入量，也由硫酸的用量來定，氯化鉀與硫酸的用量重量比為1.4—1.6∶0.9—1.1，優(yōu)選的氯化鉀與硫酸的用量重量比為1.5—1.55∶1—1.05。反應(yīng)在常溫下攪拌進行，由于硫酸鉀的溶解度較小，從溶液里結(jié)晶析出，反應(yīng)歷時40—60分鐘結(jié)來后，經(jīng)過濾，洗滌并甩干后得硫酸鉀，洗滌水用于溶解硫酸鹽，濾液為所用的轉(zhuǎn)化劑的水溶液，可循環(huán)使用。
附

圖1是以磷酸為轉(zhuǎn)化劑的工藝流程示意。
附圖2是以氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅其中的任何一種物質(zhì)為轉(zhuǎn)化劑的工藝流程示意。
下面結(jié)合附圖進一步敘述
具體實施例方式(一)以磷酸為轉(zhuǎn)化劑(見附圖1)磷酸9和硫酸7先加于反應(yīng)器里，后加入氯化鉀8，加熱至150-170℃，進行反應(yīng)1，放出的氯化氫11經(jīng)冷卻2用水12經(jīng)吸收3制得鹽酸13。反應(yīng)后物料10加入上一批產(chǎn)品硫酸鉀的洗滌水15，于溶解4磷酸溶解而硫酸鉀結(jié)晶析出，經(jīng)分離5與得到磷酸9回用于下一批的反應(yīng)1，分離5所得硫酸鉀14，用水16經(jīng)洗滌并甩干6得到產(chǎn)品硫酸鉀17。
(二)以氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅其中任何一種物質(zhì)為轉(zhuǎn)化劑(見附圖2)由離心分離3而來的轉(zhuǎn)化劑的溶液12加入于反應(yīng)器里，加入硫酸10，加熱至140-170℃進行反應(yīng)1，放出的氯化氫與水蒸汽14經(jīng)冷卻5，冷凝得到鹽酸6。由反應(yīng)1而得的硫酸鹽7，加入上批硫酸鉀的洗滌水13使之溶解，加入氯化鉀11與之進行反應(yīng)2，常溫下攪拌反應(yīng)40-60分鐘結(jié)束，經(jīng)離心分離3，濾液為轉(zhuǎn)化劑溶液12，回用于反應(yīng)1，濾渣用水8洗滌甩干4得硫酸鉀9。
本發(fā)明有如下優(yōu)點1、反應(yīng)溫度低，耗能少。
2、反應(yīng)速度快。
3、可以用普通反應(yīng)容器進行反應(yīng)，所需投資少。
4、制造成本低，經(jīng)濟效益十分顯著。
權(quán)利要求
1.一種用氯化鉀和硫酸為原料制造硫酸鉀與鹽酸的方法，其特征是用轉(zhuǎn)化劑與上述二種原料或其中一種原料即硫酸，加熱進行反應(yīng)生成中間產(chǎn)物與氯化氫、氯化氫用水吸收制成鹽酸，再由中間產(chǎn)物或中間產(chǎn)物與另一種原料即氯化鉀進行反應(yīng)，反應(yīng)在常溫下進行，制得硫酸鉀并得到原來所用的轉(zhuǎn)化劑，轉(zhuǎn)化劑循環(huán)回用于下一批的反應(yīng)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，所用的轉(zhuǎn)化劑為磷酸或氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅其中的任何一種物質(zhì)，生成中間產(chǎn)物的反應(yīng)，其反應(yīng)溫度應(yīng)控制在120-200℃，如果以磷酸為轉(zhuǎn)化劑，磷酸，氯化化鉀、硫酸的用量重量比為0.4-1.5∶1.4-1.6∶0.9-1.1。如果以氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅其中之一為轉(zhuǎn)化劑，其用量為不少于按反應(yīng)式以硫酸用量為基準的計算量。生成硫酸鉀的反應(yīng)，氯化鉀的加入量由硫酸用量決定，氯化鉀與硫酸用量重量比為1.4-81.6∶0.9∶—1.1。
3.一種如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，生成中間產(chǎn)物的反應(yīng)，如果以磷酸為轉(zhuǎn)化劑，其優(yōu)選的反應(yīng)溫度為150—170℃，優(yōu)選的磷酸、氯化鉀、硫酸的用量重量比為0.5—1∶1.5—1.55∶1—1.05。如果以氯化鋅、氯化鎂、氯化鐵、氯化銅其中之一為轉(zhuǎn)化劑，生成中間產(chǎn)物的反應(yīng)，其優(yōu)選的反應(yīng)溫度為140—170℃，轉(zhuǎn)化劑用量過量應(yīng)少于5％。生成硫酸鉀的反應(yīng)，優(yōu)選的氯化鉀的用量與硫酸的用量重量比為1.5—1.55∶1—1.05。
全文摘要
本發(fā)明是以氯化鉀和硫酸為原料生產(chǎn)硫酸鉀和鹽酸的新方法，其特征是用轉(zhuǎn)化劑與上述原料反應(yīng)，生成相應(yīng)的中間產(chǎn)物并放出氯化氫，由氯化氫制成鹽酸，并經(jīng)中間產(chǎn)物的反應(yīng)得到硫酸鉀與原來所用的轉(zhuǎn)化劑，轉(zhuǎn)化劑可以循環(huán)使用，按上述方式制造硫酸鉀、反應(yīng)速度很快，所需反應(yīng)溫度大為降低，耗能少，只需普通的反應(yīng)設(shè)備就能進行反應(yīng)，因而投資少，制造成本低。
文檔編號C01D5/00GK1124717SQ9411846
公開日1996年6月19日 申請日期1994年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月12日
發(fā)明者張智新 申請人:張智新