Способ получения нитрата калия - SU1528732A1

Описание

Изобретение относится к производству нитрата калия, используемого в качестве минерального удобрения.

Цель изобретения - повьппение степени использования исходного сьфья и создание замкнутого технологического процесса при получении нитрата калия.

Способ осуществляют следующим образом .

В 47-50%-ной азотной кислоте при 50-60°С растворяют сульфат калия, причем азотную кислоту берут в избытке 10-25% по сравнению со стехиометрией

+ 2HNO - 2KNO, + И1804, что соответствует молярному соотношению K SO :HNOj 1:(2,2-2,5). Полученный раствор охлаждают до О - (-10)°С, после чего отделяют выкристаллизо- ,вавшийся нитрат калия. Из полученного маточного раствора при постепенном нагревании от 100 до 130°С отгоняют азотную кислоту, которую возвращают в цикл. Далее раствор, содержащий серную кислоту с растворенным в ней сульфатом калия, подвергают термической обработке при 550-650 С. При этом отгоняют серньш ангидрид (SOj), который известным способом - путем поглоп;ения водой, перерабатывают на товарную серную кислоту или олеум, а оставшийся после отгонки серного ангидрида твердый сульфат калия возвращают в цикл.

сл to

00

оо 1C

31528732

Пример. 174 г сульфата калия при растворяют в 315 г 50%-ной азотной кислоты. Соотношение :HN05 1 :2,5. Полученный раствор охлаждают до -10°С и кристаллизуют 174 г нитрата калия, что соответствует выходу за один проход 87%, Маточный раствор постепенно нагревают от 100 до 130°С и отгоняют 47 г азотной кислоты (в пересчете на моногидрат ) , которую возвращают в цикл. Затем оставшийся продукт нагре10

вают до 550 С и постепенно повышают |температуру до 650°С. Серный ангидри поглощают водой и получают 87 г серной кислоты в пересчете на моногидрат . 23 г не прореагировавшего сульфата калия возвращают в цикл, где из него получают KNO. Выход нитрата калия - степень использования исходного сырья - в циклическом процессе составляет .

Наибольший выход нитрата калия за один цикл имеет место при избытке азотной кислоты 10-25%, т.е. при соотношении :HNO,1:(2,2-2,5).

При избытке HNOg менее 10%, т.е. при молярном соотношении :ННОз больше 1:2,2, снижается вькод нитрат калия за один проход за счет уменьшения высаливающего действия свободной азотной кислоты, и, как следствие, . снижается производительность процесса .

При отношении меньшем, чем 1:2,5 (избыток ШОз более 25%), выход нитрата калия на один проход снижается за счет разбавления раствора избытко азотной кислоты.

Температурные пределы 1 стадии разложения маточного раствора и отгонки азотной кислоты определяются максимальной температурой кипения раствора при атмосферном давлении. При снижении температуры на 1 стадии ниже 100°С скорость процесса отгонки азотной кислоты резко снижается из-за отсутствия кипения раствора. Повьш1ать температуру 1 стадии вьше 130°С нецелесообразно, так как вся азотная кислота отгоняется при 100- 130°С.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

Непрерывный подъем температуры на 1 стадии необходим для того, чтобы обеспечить кипение раствора, концентрация и соответственно температура кипения которого постоянно растут по мере отгонки азотной кислоты и воды.

Температурные пределы 2 стадии разложения образовавшейся серной кислоты до серного ангидрида определяются температурными условиями интенсивного разложения серной кислоты и отгонки воды и серного ангидрида. Сульфат калия при этих условиях стабилен . При более низкой температуре (.550 С) процесс отгонки SOj резко замедляется. При температуре вьш1е 650 С скорость отгонки 80 растет незначительно, поэтому поднимать температуру нецелесообразно. Непрерывный подъем температуры на 2 стадии необходим для того, чтобы обеспечить постоянное разложение серной кислоты на 80 и , так как по мере отгонки 80 и Н,0 концентрация раствора сульфата калия в серной кислоте возрастает, соответственно возрастает и температура его кипения.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет повысить выход нитрата калия, а также дает возможность создать безотходную технологию и получить в качестве побочного продукта товарную серную кислоту или олеум.

Формула изобретения

Способ получения нитрата калия, включающий взаимодействие азотной кислоты с сульфатом калия, выделение нитрата калия при охлаждении, переработку полученного маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени использования исходного сырья и создания замкнутого технологического процесса, маточный раствор подвергают термообработке сначала при 100- с выделением азотной кислоты, затем при 550-650°С с образованием сульфата калия, при зтом азотную кислоту и сульфат калия возвращают в голову процесса.

Реферат

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ПРОИЗВОДСТВУ НИТРАТА КАЛИЯ, КОТОРЫЙ МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО КАК МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСХОДНОГО СЫРЬЯ И СОЗДАНИЕ ЗАМКНУТОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА КАЛИЯ ВКЛЮЧАЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ С СУЛЬФАТОМ КАЛИЯ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ОХЛАЖДЕНИЕМ РАСТВОРА И ДВУХСТАДИЙНОЙ ОБРАБОТКОЙ МАТОЧНОГО РАСТВОРА, ПОЛУЧЕННОГО ПРИ ОТДЕЛЕНИИ КРИСТАЛЛОВ НИТРАТА КАЛИЯ: НА ПЕРВОЙ СТАДИИ ПРИ ПОСТЕПЕННОМ ПОВЫШЕНИИ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТ 100 ДО 130°С И НА ВТОРОЙ СТАДИИ ОТ 550 ДО 650°С. ВЫДЕЛИВШУЮСЯ ПРИ ЭТОМ АЗОТНУЮ КИСЛОТУ И СУЛЬФАТ КАЛИЯ ВОЗВРАЩАЮТ В ЦИКЛ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА КАЛИЯ, А ИЗ ТРЕХОКИСИ СЕРЫ ПОЛУЧАЮТ ЧИСТУЮ СЕРНУЮ КИСЛОТУ. ВЫХОД НИТРАТА КАЛИЯ НА ОДИН ПРОХОД СОСТАВЛЯЕТ 83 - 87%, А В ЦИКЛИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ @ 100% (ЗА ИСКЛЮЧЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ).

Формула