[发明专利]一种制取无氯高钾复合肥料方法

说明书

本发明提供一种制取复合肥料，特别是无氯高钾复合肥料的化工生产方法。

目前种植各种经济作物，特别是种植烟草类作物所必需的专用肥料，常采用无氯的高钾复合肥料。这种复合肥料普遍以硫酸钾为基础肥料，再加入磷酸一铵、磷酸二铵、重质过磷酸钙、普通过磷酸钙、尿素等含磷、氮元素肥料进行混配而成。这种混配方法要预先制备硫酸钾等肥料，分别制备这些肥料所用设备多，建设投资大，增加了产品制造成本，这种混配肥料中的钾肥主要以硫酸钾的形式存在，土壤中长期单施用硫酸钾，高浓度的钾离子能将土壤胶体所吸附的氢离子、钙离子代换出来，如加在中性土壤中，会引起土壤中有效钙以CaSO4的形式固定而受到损失，如加在酸性土壤中，则会增加土壤的酸性，因此，土壤中不能长期单一施用硫酸钾肥料。另外单独制取硫酸钾的方法，目前多采用热法和复分解法，但这两种方法工艺要求比较苛刻，有的存在着氯化氢回收利用和盐酸腐蚀、污染环境等问题。尽管本发明者曾研制出一种制取硫酸钾的方法，能解决上述存在的问题，但迄今为止还没有使用直接转化的生产方法，来制取无氯高钾复合肥料。

本发明的目的是提供一种直接转化生产无氯高钾复合肥料的方法，它工艺简单，反应条件温和，生产闭路循环，原料综合利用，建设投资少，可降低生产成本。

本发明的目的是这样实现的：利用缔合-置换法，用具有三个烃基，每个烃基都是游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在五 个或五个以上的烷基叔胺作缔合剂，与混溶的工业硫酸或经过工业利用后混入外来杂质、水分的废硫酸和热法磷酸或湿法磷酸进行缔合，烷基叔胺与硫酸以1∶0.05-0.475摩尔比，烷基叔胺与磷酸盐以1∶0.1-0.9摩尔比，在10-140℃下反应生成烷基叔胺硫酸磷酸盐，再将置换剂氯化钾溶于水或溶于分出硫酸钾、磷酸二氢钾的母液中，经压滤后的滤液按照烷基叔胺硫酸磷酸盐中的硫酸与氯化钾以1∶1.6-2.8的摩尔比，在10-160℃温度下进行置换反应，然后将水相生成液冷却结晶，分离得到硫酸钾、磷酸二氢钾混盐，将硫酸钾、磷酸二氢钾混盐与尿素、水以1∶0.1-1.0∶0.02-0.16的重量比，在10-85℃温度下混溶，40-90℃温度下造粒干燥制得无氯高钾复合肥料，最后用氨水或含有氨的氯化铵溶液与置换反应中生成的烷基叔胺盐酸盐以烷基叔胺盐酸盐中的氯化氢与溶解于水或氯化铵溶液中的氨以1∶0.9-1.6摩尔比，在10-140℃温度下进行解缔再生反应，分离后得到副产氯化铵，解缔再生的烷基叔胺循环使用。

由于本发明选择的缔合剂烷基叔胺，是一种含有氮的碳氢化合物，通式为R3N，它有三个烃基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在五个或五个以上，它缔合能力强，解缔再生容易，安全低毒，便于生产。采用该方法可使硫酸、磷酸、氯化钾直接转化成硫酸钾磷酸二氢钾混盐，然后再与尿素混溶，造粒干燥制取无氯高钾复合肥料。其中N、P2O5、K2O的比例协调，还可以根据使用要求合理调配，生产出的复合肥料不仅适用于 种植烟草，而且也可用于葡萄、马铃薯、甜菜等忌氯喜钾作物。施用方便，节省了分别施用氮、磷、钾肥料的人力，有利于改良土壤，可避免长期单一施用硫酸钾造成的有效Ca损失和土壤酸化问题，能达到既增产又养地的显著效果。这种制取复合肥料的方法工艺简单，反应条件温和，很容易操作，因生产闭路循环，可以利用“三废”，且无“三废”产生，原料可以得到综合利用，所以能减少建设投资，节能安全，降低生产成本，它可适合各种规模的工业生产，有利于推广应用。

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明一种缔合-置换法工艺流程图。

根据图1详细说明本发明的缔合-置换法工艺流程。其具体操作如下：

1、缔合反应

选用烷基叔胺作缔合剂，其通式为R3N。它有三个烃基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在五个或五个以上。将磷酸与工业硫酸或经过工业利用后混入外来杂质、水分的废硫酸混溶后加入反应罐中，按照烷基叔胺与硫酸为1∶0.05-0.475摩尔比，烷基叔胺与磷酸为1∶0.1-0.9摩尔比的用量，加入烷基叔胺，在10-140℃温度下，搅拌反应0.05-6小时，其反应过程如下：