[发明专利]一种制取硫酸钾的方法

说明书

本发明属于用氯化钾和硫酸反应制取硫酸钾的化工生产方法，特别涉及以有机溶剂中和萃取制取硫酸钾的工艺。

目前用氯化钾和硫酸反应制取硫酸钾方法很多，如已公开的CN1034906A名称为“一种制取硫酸钾的方法”，该工艺方法的缺点是缔置剂损失大，中间反应无法控制，产品质量不稳定，工业化有困难。又如CN1059132名称为“一种制取硫酸钾的改进方法”，该工艺方法是氯化钾与浓硫酸在120℃下反应，反应温度高且脱氯化氢的时间长，高温出料工业化有困难，缔置过程粘度大，产品的含酸量不易达到2BG210006-89标准。

再有CN1089575A名称为″萃取法制取硫酸钾工艺″，该方法以脂肪胺为萃取剂，以惰性溶剂苯、硝基苯为稀释剂，反应过程中比例不易控制，产品质量不稳定，硫酸钾含量仅为93.5％～93.9％，且苯与硝基苯毒性较大。综上所述，目前国内研究开发的制取硫酸钾新工艺，存在成本高，质量不稳定，工业化中还有很多问题无法解决。

本发明的目的是提供一种耗能低，产品质量稳定，纯度高，萃取剂损失小且无毒无公害，付产品易回收，生产过程中各步易控制，反应温度低，便于工业化制取硫酸钾新方法。

本发明的目的是通过如下措施来实现的。

一种制取硫酸钾的方法，该方法是将工业硫酸与氯化钾在水相中制取的酸式硫酸钾与一种复合中和萃取剂反应，经分层、冷却、过滤、干燥制取得固相硫酸钾，然后将氨气或氨水通入分出硫酸钾后的有机溶剂中，回收再生复合中和萃取剂和付产品硫酸铵，其特征在于上述复合中和萃取剂的组成为：aR′₃N,bMR″,cMR′，其中：

R′:-C_5-10H_11-21；

R″:-C_5-20H_11-41；

R₃′N,MR″,MR′的克分子比为a∶b∶c=1～3∶0.1～2∶0.1～1与酸式硫酸钾在10～100℃条件下反应，反应时间为2～60分钟。复合中和萃取剂中R₃′N与酸式硫酸钾的克分子比最好采用1.1～3∶1，复合中和萃取剂过量。反应过程中要不断搅拌，取样分析酸值小5毫克氢氧化钾/克时，即为反应终点。

为了使酸式硫酸钾与复合中和萃取剂反应完全，一般采用过量的复合中和萃取剂。

硫酸与氯化钾在水相中制取酸式硫酸钾其反应方程式如下：

酸式硫酸钾在水中呈如下平衡状态：

复合中和萃取剂中氮原子上有剩余电子对，加上烷基供电基团的诱导效应，从而增强氮原子上的电子密度，故有较强的碱性，中和水中的硫酸，从而制得硫酸钾，其反应方程式如下：

反应液经分层后，分出下层硫酸钾和水，经冷却、过滤、干燥即得固相硫酸钾。

分出的上层有机溶液用氨置换，得到硫酸铵，回收复合中和萃取剂，其反应方程式如下：

为有利于回收复合中和萃取剂，采用的复和中和萃取剂中含有两种以上溶解性很强的有机溶剂，复合中和萃取剂在与酸式硫酸钾反应中，中和水中的硫酸，同时由于复合中和萃取剂含有溶解性很强的有机溶剂，就避免萃取剂附着在硫酸钾的表面上，故复合中和萃取剂损失小，回收率达到99.6％。

回收复合中和萃取剂时，在有机溶液中加入25％的氨水进行置换，但在工业化生产时，要通入氨气，省略浓缩的步骤，经搅拌、分层、过滤、干燥即得硫酸铵。上层是再生的复合中和萃取剂回收即可，可循环使用。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、反应温度低10-100℃；2、能耗低；3、回收氯化氢纯度高，可作分析及食品级等应用；4、复合中和萃取剂损失小，回收率高达99.6％；5、付产品为硫酸铵，便于工业化回收；6、本发明基本无三废；7、本发明工艺简单，成本低，反应时间短，适宜大规模工业化生产。

硫酸钾产品质量分析参见下表。