專利名稱：一種制取無氯高鉀復合肥料方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明提供一種制取復合肥料，特別是無氯高鉀復合肥料的化工生產(chǎn)方法。
目前種植各種經(jīng)濟作物，特別是種植煙草類作物所必需的專用肥料，常采用無氯的高鉀復合肥料。這種復合肥料普遍以硫酸鉀為基礎肥料，再加入磷酸一銨、磷酸二銨、重質(zhì)過磷酸鈣、普通過磷酸鈣、尿素等含磷、氮元素肥料進行混配而成。這種混配方法要預先制備硫酸鉀等肥料，分別制備這些肥料所用設備多，建設投資大，增加了產(chǎn)品制造成本，這種混配肥料中的鉀肥主要以硫酸鉀的形式存在，土壤中長期單施用硫酸鉀，高濃度的鉀離子能將土壤膠體所吸附的氫離子、鈣離子代換出來，如加在中性土壤中，會引起土壤中有效鈣以CaSO4的形式固定而受到損失，如加在酸性土壤中，則會增加土壤的酸性，因此，土壤中不能長期單一施用硫酸鉀肥料。另外單獨制取硫酸鉀的方法，目前多采用熱法和復分解法，但這兩種方法工藝要求比較苛刻，有的存在著氯化氫回收利用和鹽酸腐蝕、污染環(huán)境等問題。盡管本發(fā)明者曾研制出一種制取硫酸鉀的方法，能解決上述存在的問題，但迄今為止還沒有使用直接轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)方法，來制取無氯高鉀復合肥料。
本發(fā)明的目的是提供一種直接轉(zhuǎn)化生產(chǎn)無氯高鉀復合肥料的方法，它工藝簡單，反應條件溫和，生產(chǎn)閉路循環(huán)，原料綜合利用，建設投資少，可降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的利用混配-締置法，將工業(yè)硫酸或廢硫酸和熱法磷酸或濕法磷酸，與氯化鉀混配，使其溶于水或溶于含有硫酸鉀、磷酸二氫鉀的溶液中，壓濾后的濾液與烷基叔胺進行締置反應，然后經(jīng)冷卻結(jié)晶，分離得到硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽，將硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽與尿素、水混溶，經(jīng)造粒、干燥制得無氯高鉀復合肥料，最后用再生劑含有氨的水或氯化銨溶液中的氨與締置反應中生成的烷基叔胺鹽酸鹽進行解締再生反應，分離后得到副產(chǎn)氯化銨，解締再生的烷基叔胺循環(huán)再用。
由于本發(fā)明選擇的締合劑烷基叔胺，是一種含有氮的碳氫化合物，通式為R3N，它有三個烴基，每個烴基都是具有游離官能團形式的烷基，烷基的碳原子數(shù)在五個或五個以上，它締合能力強，解締再生容易，安全低毒，便于生產(chǎn)。采用該方法可使硫酸、磷酸、氯化鉀直接轉(zhuǎn)化成硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽，然后再與尿素混溶，造粒干燥制取無氯高鉀復合肥料。其中N、P2O5、K2O的比例協(xié)調(diào)，還可以根據(jù)使用要求合理調(diào)配，生產(chǎn)出的復合肥料不僅適用于種植煙草，而且也可用于葡萄、馬鈴薯、甜菜等忌氯喜鉀作物。施用方便，節(jié)省了分別施用氮、磷、鉀肥料的人力，有利于改良土壤，可避免長期單一施用硫酸鉀造成的有效Ca損失和土壤酸化問題，能達到既增產(chǎn)又養(yǎng)地的顯著效果。這種制取復合肥料的方法工藝簡單，反應條件溫和，很容易操作，因生產(chǎn)閉路循環(huán)，可以利用“三廢”，且無“三廢”產(chǎn)生，原料可以得到綜合利用，所以能減少建設投資，節(jié)能安全，降低生產(chǎn)成本，它可適合各種規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，有利于推廣應用。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。


圖1是本發(fā)明一種混配-締置法工藝流程圖。
根據(jù)
圖1詳細說明本發(fā)明的混配-締置法工藝流程。其具體操作如下1、混配選用烷基叔胺作締合劑，其通式為R3N。它有三個烴基，每個烴基都是具有游離官能團形式的烷基，烷基的碳原子數(shù)在五個或五個以上。將工業(yè)硫酸或廢硫酸和熱法磷酸或濕法磷酸，與氯化鉀混配，使其溶于水或溶于含有硫酸鉀、磷酸二氫鉀的溶液中。其中硫酸與氯化鉀為1∶1.6-2.8摩爾比，磷酸與氯化鉀為1∶0.8-1.4摩爾比，在5-140℃溫度下，攪拌0.1-8小時，使其溶解過濾除去雜質(zhì)，雜質(zhì)為混合鉀肥。
2、締置反應將壓濾后的濾液加入反應罐中，與烷基叔胺進行締置反應，其用量為烷基叔胺與濾液中的硫酸、磷酸為1∶0.05-0.475∶0.1-0.9摩爾比，在10-160℃溫度下，攪拌反應0.05-8小時。其反應過程是
然后兩相分離，分出的下層是水相，為硫酸鉀磷酸二氫鉀混合溶液，將其冷卻至15℃，結(jié)晶分離得硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽。母液套用于混配。分出的上層是有機相，為烷基叔胺鹽酸鹽，留在反應罐以待解締再生。
3、混溶、造粒干燥將締置后經(jīng)冷卻結(jié)晶析出的硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽與尿素、水以1∶0.1-1.0∶0.02-0.16的重量比，在10-85℃溫度下，混溶0.01-5小時，混溶均勻后，置于圓盤造粒機內(nèi)，溶裹造粒，造粒干燥的溫度40-90℃，造粒干燥時間0.1-10小時。按照使用要求進行篩分，即得無氯高鉀復肥。其有效成份含量N∶P2O5∶K2O為1∶0.5-2.0∶1.0-3.5，氯離子含量在0.5%以下。
4、解締再生選用含有氨的水或氯化銨溶液作解締再生劑，將締置所得的有機相，即烷基叔胺鹽酸鹽加入解締再生劑進行再生。各自的用量是烷基叔胺鹽酸鹽中氯化氫與溶解于水或氯化銨溶液中的氨為1∶0.9-1.6摩爾比，在10-140℃溫度下，攪拌反應0.05-6小時，其反應過程是
然后靜置兩相分離，分出的下層是水相為氯化銨溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮到濃度為36-65%，在攪拌下冷卻至10-20℃，使氯化銨結(jié)晶分離，得到副產(chǎn)品氯化銨。母液沖氨后再作為解締再生劑使用。分出的上層有機相，即為再生的烷基叔胺，可以循環(huán)再用作締合劑。
上述各反應條件中的溫度和時間范圍較大，主要考慮到試驗室與工業(yè)化生產(chǎn)中，反應的速度快慢相差很大，原料的用量及生產(chǎn)能力不一，所以反應溫度和反應時間也相差較大。以下結(jié)合實施例再詳細敘述本發(fā)明的工藝流程。
實施例一用93%的工業(yè)硫酸34.4公斤(折100%硫酸32公斤)，30%濕法磷酸82.5公斤(折100%磷酸24.7公斤)，95%氯化鉀65.9公斤(折100%氯化鉀62.6公斤)，99%氨16.4公斤(折100%氨16.2公斤)，99.3%尿素35公斤(折100%尿素34.7公斤)。以烷基叔胺為締合劑并循環(huán)使用，經(jīng)混配、締置、混溶、造粒干燥、解締等工序，生產(chǎn)無氯高鉀復肥120公斤，氯化銨51.1公斤。硫酸利用率98%，磷酸利用率98%，氯化鉀利用率97%，氨的利用率95%。本實施例的主要反應條件是(1)、混配摩爾數(shù)比 H2SO4∶KCl＝1∶1.5-2.7H3PO4∶KCl＝1∶0.9-1.3反應溫度 25-120℃攪拌時間 0.2-4小時(2)、締置摩爾數(shù)比 R3N∶H2SO4∶H3PO4＝1∶0.1-0.4∶0.8-0.2反應溫度 30-140℃攪拌反應時間 0.05-4小時(3)、混溶重量比 硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽∶尿素∶水＝1∶0.25-0.65∶0.05-0.13混溶溫度 25-80℃混溶時間 0.1-2小時
(4)、造粒干燥造粒方式圓盤干燥熱源熱空氣造粒干燥溫度60-85℃造粒干燥時間0.5-4小時(5)、解締再生摩爾數(shù)比 HCl∶NH3＝1∶0.9-1.4反應溫度 40-100℃反應攪拌時間 0.1-4小時無氯高鉀復合肥料質(zhì)量指標項目 質(zhì)量指標1、總有效成份 58%其中氮(N) 13%磷(P2O5) 13%鉀(K2O) 32%2、氯離子 0.3%3、水分 2%以下
權(quán)利要求
1.一種制取無氯高鉀復合肥料方法，其特征是用烷基叔胺作締合劑，將工業(yè)硫酸或廢硫酸和熱法磷酸或濕法磷酸與氯化鉀混配，使其溶于水或溶于含有硫酸鉀、磷酸二氫鉀的溶液中，壓濾后的濾液與烷基叔胺進行締置反應，然后經(jīng)冷卻結(jié)晶，分離得到硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽，將硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽與尿素、水混溶，經(jīng)造粒、干燥制得無氯高鉀復合肥料，最后用再生劑含有氨的水或氯化銨溶液中的氨與締置反應中生成的烷基叔胺鹽酸鹽進行解締再生反應，分離后得到副產(chǎn)氯化銨，解締再生的烷基叔胺循環(huán)再用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是締合劑烷基叔胺有三個烴基，每個烴基都是具有游離官能團形式的烷基，烷基的碳原子數(shù)在五個或五個以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的混配過程中硫酸、磷酸與氯化鉀混配的用量是硫酸與氯化鉀為1∶1.6-2.8摩爾比，磷酸與氯化鉀為1∶0.8-1.4摩爾比，在5-140℃溫度下，攪拌0.1-8小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的締置反應中，烷基叔胺與濾液的用量是烷基叔胺與濾液中的硫酸、磷酸為1∶0.05-0.475∶0.1-0.9摩爾比，在10-160℃溫度下，攪拌反應0.05-8小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是締置反應分離出的水相，冷卻至15℃結(jié)晶分離得到硫酸鉀磷酸二氫鉀混鹽，將其與尿素、水以1∶0.1-1.0∶0.02-0.16的重量比，在10-85℃溫度下，混溶0.01-5小時，混溶均勻后，在40-90℃溫度下，造粒干燥0.1-10小時，制得無氯高鉀復肥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的解締再生反應中烷基叔胺鹽酸鹽與解締再生劑含有氨的水或氯化銨溶液的用量是烷基叔胺鹽酸鹽中氯化氫與溶解于水或氯化銨溶液中的氨為1∶0.9-1.6摩爾比，在10-140℃溫度下，攪拌反應0.05-6小時，解締分離出的水相，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻至10-20℃結(jié)晶析出副產(chǎn)氯化銨，再生后的烷基叔胺循環(huán)再用。
全文摘要
一種制取無氯高鉀復合肥料的方法，它是以硫酸或廢硫酸、磷酸、氯化鉀、氨、尿素為原料，在締合劑烷基叔胺的作用下，直接制取無氯高鉀復肥，并副產(chǎn)氯化銨。該無氯高鉀復肥，是煙草專用復肥，也可用于葡萄、馬鈴薯、甜菜等忌氯喜鉀作物。這種方法工藝簡單，反應條件溫和，原料綜合利用，建設投資少，生產(chǎn)成本低，有效成分高，適合各種規(guī)模和工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C05B7/00GK1056484SQ9110614
公開日1991年11月27日 申請日期1988年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月18日
發(fā)明者王志仁 申請人:沈陽復合肥料技術(shù)開發(fā)公司