一种联合制取多种复合肥料的方法

专利名称:一种联合制取多种复合肥料的方法
本发明涉及一种联合制取磷酸二氢钾、磷酸氢钾铵以及氮、磷、钾三元混合肥料的化工生产工艺。
本发明是申请发明专利“一种制取磷酸二氢钾的新方法”(申请日860221，公开号CK86101186)的改进。原方法是利用5～20%的磷酸和氯化钾在叔胺作用下，经过缔合、置换、缔置、再生、成品精制和副产品处理六步工艺过程，制得符合食品添加剂标准的磷酸二氢钾，并得副产品氯化铵、硫酸钾等。
本发明的目的是利用简化了的工艺方法，生产多种复合肥料，降低成本。
本发明的目的是这样实现的利用湿法磷酸(或热法磷酸、磷泥烧制的稀磷酸)、农业用氯化钾，在烷基叔胺作用下，经过配制、缔置、盐洗、再生和成品五步过程制取农用磷酸二氢钾。再将回收的磷酸二氢钾与农业用碳酸氢铵固相反应制取磷酸氢钾铵;将回收磷酸二氢钾后的母液通入氨气，氨化制取液体磷酸氢钾;将缔置反应中的沉淀磷酸盐与再生反应生成的氯化铵，制取液体磷酸氢钾过程中分离出的硫酸钾混合制成三元混合肥料。
图1是本发明制取方法的工艺流程图。
下面结合附图对本发明做详细叙述1、磷酸二氢钾的制取。
①配制将30%的湿法磷酸(或热法磷、磷泥烧制的稀磷酸)泵入配制罐中，按H2PO4与HCl以1∶1的克分子比投加农业用氯化钾，在15～60℃温度下搅拌1～4小时，使其溶解，此时磷酸中挟带的绝大部分氟硅酸以钾盐的形式析出。
待沉淀完全后，过滤得粗制氟硅酸钾，滤液为配制液待用。
②缔置缔合剂是烷基叔胺，通式为R3N，其中R是具有游离官能团形式的脂肪烷基，烷基的碳原子数在七个以上。它难溶于水，能够与磷酸发生缔合反应，而氯化钾的氯根又能够将叔胺磷酸二氢盐的磷酸二氢根置换下来，生成磷酸二氢钾。将配制液泵入反应器中，按照配制液中的磷酸、氯化钾与烷基叔胺以1∶1∶1.05～1.20的克分子比投加烷基叔胺，在10～90℃温度下，搅拌5～60分钟进行缔置反应R3N(有机相)+H3PO4(水相)+KCl(水相)＝〔R3NH〕Cl(有机相)+KH2PO4(水相)缔置的副反应，主要与湿法磷酸中的硫酸、没有除尽的氟硅酸发生反应
然后静置使两相分层，下层是水相，其中溶液里是磷酸二氢钾，沉淀是不溶于水的磷酸盐和少量的氟硅酸盐，上层是有机相，即叔胺盐酸盐，有机相留在反应器中以待盐洗。
③盐洗将适量的浓度为5～25%的氯化钾溶液泵入反应器中，在15～90℃温度下，搅拌5～60分钟，进行盐洗。洗掉胺盐中仍挟带的少量磷酸二氢根，以提高回收率。盐洗后静置两相分层，下层是水相，即盐洗液，返回到配制罐中使用，上层是有机相，即洗净了的叔胺盐酸盐，继续留在反应器中以待再生。
④再生再生剂是浓度为10～25%的氨水。按照胺盐中的HCl与NH3以1∶1.00～1.20的克分子比将氨水投加到反应器中，在30～80℃温度下，搅拌10～60分钟，进行再生
静置两相分层后，下层是水相，即氯化铵液，放冷于15℃以下，使其结晶，分离得到氯化铵，作为氮、磷、钾三元肥料的混配原料。母液冲氨后作为再生剂使用，上层是有机相，即再生后的烷基叔胺，循环使用。
⑤成品将缔置混合液加入浓度为20～40%的氢氧化钾溶液，进行中和，控制PH4.2～4.6，加热至60～100℃，保温1小时，沉淀完全后过滤，并用少量水洗涤。滤饼即为沉淀磷酸盐，作为氮、磷、钾三元混合肥料的混配原料。滤液经蒸发浓缩，使磷酸二氢钾含量达到47%以上，放冷，在搅拌下结晶，分离甩干后即为成品磷酸二氢钾。母液供制磷酸氢钾铵。
2、磷酸氢钾铵的制取①固体磷酸氢钾铵的制取将分离磷酸二氢钾后的母液，进行二次蒸发浓缩，含量达到45%以上时放冷，在搅拌下结晶，分离甩干后即为回收的磷酸二氢钾，在60℃温度下干燥，再与化肥级碳酸氢铵以1∶1.0～1.2的克分子比，在40～50℃温度下充分混合，进行固化反应
制得固体磷酸氢钾铵，母液供制液体磷酸氢钾铵。
②液体磷酸氢钾铵的制取将回收磷酸二氢钾后的分离母液，按照KH2PO4∶NH3为1∶1.05～1.20的克分子比，通入氨气，进行氨化反应
然后蒸发浓缩，使其含量达到50%以上，放冷，滤出结晶的硫酸钾，作为配制氮、磷、钾三元混合肥料的原料。滤液即为50%液体磷酸氢钾铵。
3、氮、磷、钾三元肥料的制取将缔置反应中的沉淀磷酸盐与再生反应中产生的氯化铵、氨化生产液体磷酸氢钾铵过程中分离出的硫酸钾，按照N-P2O5-K2O为17-10-7%的配比，混合干燥，即为氮、磷、钾三元混合肥料。
本发明工艺简单，成本低，能综合利用资源生产出多种复合肥料，适合大规模连续化生产。
下面通过实施例做进一步说明实例用30%湿法磷酸33.24公斤(折100%磷酸10公斤)，农业用氯化钾7.17公斤(折100%氯化钾6.81公斤)，99%液氨0.81公斤(折100%氨0.8公斤)，95%农业用碳酸氢铵1.36公斤(折100%碳酸氢铵1.29公斤)，以烷基叔胺为缔合剂并循环使用，产出农业用磷酸二氢钾7.47公斤，液体磷酸氢钾铵4.57公斤，固体磷酸氢钾铵2.36公斤，氮、磷、钾三元混合肥料6.16公斤。其中磷的得率为92.02%，钾的得率为96.80%，氨的得率为93.78%，碳酸氢铵利用率为90%。本实施例中主要反应的工艺条件是①配制克分子比H3PO4∶KCl＝1∶1溶解温度25～50℃溶解时间2～3小时。
②缔置克分子比∶H3PO4∶KCl∶R3W＝1∶1∶1.05～1.20反应温度50～70℃搅拌时间20～50分钟③盐洗洗涤液5～20%氯化钾溶液洗涤温度50～70℃洗涤时间20～50分钟④再生再生剂10～20%氨的水溶液克分子比HCl∶NH3＝1∶1.0～1.2
搅拌时间20～50分钟⑤固体磷酸氢钾铵的制取固相反应克分子比KH2PO4∶NH4NCO3＝1∶1.05～1.15反应温度40～50℃⑥液体磷酸氢钾铵的制取氨化反应克分子比KH2PO4∶NH3＝1∶1.05～1.10⑦氮、磷、钾三元混合肥料的混配配比K-P2O5-K2O＝17-10-7%磷酸二氢钾的产品指标项目质量指标磷酸二氢钾(KH2PO4)含量 97.16%PH值4.5水分＜4%液体磷酸氢钾铵产品质量指标项目名称质量指标磷酸氢钾铵(KNH4HPO4)含量 50.05%固体磷酸氢钾铵产品质量指标项目名称质量指标磷酸氢钾铵(KNH4HPO4)含量 97.02%
氮、磷、钾三元混合肥料质量指标项目名称质量指标氧化钾(K2O)含量 7%有效磷(P2O5)含量 10%氨态氮(N)含量17%
权利要求
1.一种联合制取多种复合肥料的方法，其特征在于先将氯化钾溶于磷酸中，然后与烷基叔胺进行缔合、置换反应制取磷酸二氢钾，将回收的磷酸二氢钾与碳酸氢铵反应制取磷酸氢钾铵，将缔置反应的沉淀磷酸盐与再生反应产生的氯化铵，制取液体磷酸氢钾铵过程中分离出的硫酸钾混合制成三元混合肥料。
2.根据权利要1所述的联合制取多种复合肥料的方法，其特征在于将氯化钾按1∶1的克分子比，混合于湿法磷酸中，混合温度为15～60℃，搅拌1～4小时。
3.根据权利要求
1或2所述的联合制取多种复合肥料的方法，其特征在于将配有氯化钾的磷酸溶液，与烷基叔胺作用，同时进行缔合、置换反应(氯化钾、磷酸、烷基叔胺的克分子比是1∶1∶1.05～1.20，在10～90℃温度下，搅拌5～60分钟)。
4.根据权利要求
1所述的联合制取多种复合肥料的方法，其特征在于将回收的磷酸二氢钾与碳酸氢铵以1∶1.0～1.2的克分子比，在40～50℃温度下混合，进行固相反应制取磷酸氢钾铵。
5.根据权利要求
1所述的联合制取多种复合肥料的方法，其特征在于将缔置反应中的沉淀磷酸盐、再生反应中产生的氯化铵、氨化分离出的硫酸钾，按照N-P2O5-K2O为17-10-17%的配比混合制取氮、磷、钾三元混合肥料。
专利摘要
一种联合制取多种复合肥料的方法，它是用湿法磷酸(或热法磷酸、磷泥烧制的稀磷酸)、氯化钾、氨、碳酸氢铵为原料，在烷基叔胺作用下，制取磷酸二氢钾、磷酸氢钾铵及氮、磷、钾三元混合肥料，同时得副产品氟硅酸钾的一种资源综合利用的闭路化工生产工艺。其产品符合国家农业用标准，生产工艺简单，成本低，适合大规模连续化生产。
文档编号C05G1/00GK87101529SQ87101529
公开日1988年10月19日 申请日期1987年4月4日
发明者王志仁 申请人:沈阳化工综合利用研究所