国内外硝酸钾生产工艺综述

1、收稿日期:1997-09-23国内外硝酸钾生产工艺综述汤胜文(安徽省化工研究院, 摘要, 关键词硝酸钾、陶瓷、烟火、; 在农业上, , 广泛应用于烟草、茶叶、水果、花卉和蔬菜等经济作物。世界硝酸钾70%用于农业, 以色列和美国产量最大, 约占世界总量的四分之三, 智利居第三位。1995年世界硝酸钾总能力约90万吨 年, 其中直接法的产量约占75%, 我国硝酸钾现有生产能力约6万吨 年, 在建能力亦为6万吨 年, 其中约80%硝酸钾用于工业部门。随着经济的发展, 硝酸钾需求量越来越大, 其生产技术也有较快的发展。现将国内外硝酸钾生产工艺综述如下。1国内硝酸钾生产工艺综述国内硝酸钾的生产主要以氯化

2、钾、硝酸钠和硝酸铵为原料, 其生产工艺有以下几种。1. 1复分解法1. 1. 1以氯化钾和硝酸钠为原料将氯化钾和硝酸钠按一定配比在反应釜中进行复分解反应, 再将溶液进行浓缩, 趁热分离付产品氯化钠, 母液加适量的水进行冷却结晶, 分离出硝酸钾粗品。分离硝酸钾后的母液循环使用。粗制硝酸钾经重结晶可生产出工业级硝酸钾。该工艺为传统方法, 由于硝酸钠货紧价扬, 付产品氯化钠处置困难, 因此, 此工艺在国内基本被淘汰。1. 1. 2以氯化钾和硝酸铵为原料将氯化钾和硝酸铵按一定比例在反应器中加水进行复分解反应。料液经冷却结晶析出硝酸钾粗品。分离硝酸钾后的母液进行浓缩, 再经冷却结晶, 分离出付产品氯化铵

3、。母 液返回配料工序循环使用。粗制硝酸钾经重结晶可生产出工业一级品硝酸钾。该工艺因硝酸铵原料价廉易得, 投资少, 成本较低, 付产品可用作复混肥的原料。因此, 在国内最具竞争力, 目前国内60%的硝酸钾采用此法生产。1. 2离子交换法1. 2. 1以氯化钾和硝酸铵为原料将氯化钾溶液和硝酸铵溶液交替通过强酸性阳离子交换树脂, 分别获得硝酸钾溶液和氯化铵溶液。然后通过蒸发、冷却结晶、分离和干燥得硝酸钾产品与氯化铵付产品。该工艺投资少, 生产过程控制简单, 生产成本较低, 不足之处是能耗较高, 适合能源价格较低的地区采用。国内此工艺的产量约占35%。1. 2. 2以氯化钾和硝酸钙为原料生产方法基本等

4、同于氯化钾和硝酸铵离子交换法。所得付产品为氯化钙。该法仅在生产硝酸磷肥的部分企业使用, 因原料限制和付产品价值较低, 此工艺很少采用。1. 3吸收法系用碳酸钾或苛性钾溶液吸收硝酸生产尾气, 获得硝酸钾溶液, 再经后处理工序制得61总第91期1998年第1期安徽化工硝酸钾产品。本工艺因原料昂贵, 生产成本较高, 仅在有NO 2尾气需要处理时才使用。目前该法基本不用。1. 4萃取法将氯化钾与硝酸溶液进行混合反应, 同时加入有机胺缔置反应生成的盐酸, 萃余相经后处理得硝酸钾产品, , , 较有前途。目前, , 未实现工业化生产。2国外硝酸钾生产工艺综述国外生产硝酸钾主要以硝酸和氯化钾为原料, 其生产

5、工艺有以下几种:2. 1美国西南钾碱技术(Sou thw est Po tash P rocess 氯化钾和硝酸在高温下生成硝酸钾和氯化亚硝酰及氯气, 硝酸钾硝酸溶液在酸蒸馏塔里浓缩到硝酸浓度达81%, 塔底沉积物送到一组真空结晶器, 使硝酸钾结晶析出, 并用离心机分离出来。产品纯度达99%。而反应所生成的氯化亚硝酰及氯气, 在150下用硝酸(大于80% 氧化成氯气和二氧化氮, 经分馏分离, 液氯作为成品, 二氧化氮用空气氧化成65%硝酸返回处理氯化钾。该法反应条件苛刻, 腐蚀严重, 投资较大, 操作环境恶劣。仅在美国建了二套50k t a 装置, 国际市场上渐已失去竞争力。2. 2以色列低温

6、萃取技术(即I M I 流程利用异戊醇除法氯化钾和硝酸反应生成的盐酸, 再从溶液中结晶析出硝酸钾, 反应在低温下进行(5-10 , 可以防止氯化硝酰的生成。该法可制得含氮13%, K 2O 45%的硝酸钾, 并付产浓度为22%的盐酸。设备大部分用硬质聚氯乙烯制作, 低温传热设备用钛材, 高温传热设备用石墨制作。该法生产工艺成熟可靠, 大型化生产经验丰富, 消耗指标较低, 投资也较少, 较具竞争力。不足之处是此工艺中使用异戊醇, 增加了工厂的安全要求; 付产的盐酸浓度为22%, 不能作为商品出售, 须配套稀盐酸的后加工装置。目前以色列系采用付产盐酸处理磷矿生产湿法磷酸来进行配套建设。以色列共有三

7、套100k t a 装置H aifa Chem i 22. 公司和Jacob s 公司联合开(ISEP 法把氯化钾和硝酸加入到ISEP 回转式离子交换接触器内, 在压力为0. 3M Pa 和常温的条件下可连续制得浓度为2430%的硝酸钾溶液和浓度为1112%的盐酸溶液。硝酸钾溶液经后处理制得硝酸钾成品; 稀盐酸浓缩后成为31%的商品盐酸。该法把离子交换过程连续化, 具有大型化生产成熟经验, 投资较少, 物耗指标也较低。缺点是能耗较高。目前仅有一套5000t a 装置在哥伦比亚正常运转。2. 4智利SQM 公司转化法技术因智利是世界上最大的天然硝石生产国, 硝石中含大量硝酸钠。智利生产硝酸钾主要

8、以硝石为原料和氯化钾进行复分解反应, 转化法生产。类同于我国以氯化钾和硝酸钠为原料复分解生产硝酸钾工艺。目前, 此法单套生产硝酸钾能力为100k t a2. 5以氯化钾和硝酸钙制硝酸钾(L onza 流程首先把反应溶液冷却到-10-20, 析出硝酸钾, 母液浓缩后再冷却到约20, 复盐KNO 3CaC l 22H 2O 沉淀析出, 分离的复盐送回反应器, 母液冷却到-10, Ca 2C l 26H 2O 结晶析出。该法得率较低, 仅为76%。无经济价值。2. 6用硫酸钾和硝酸钙制硝酸钾(V icto r 流程固体硫酸钾(含85%K 2SO 4 在约65下与硝酸钙溶液及循环母液反应, 控制钙离(

9、下转第15页71总第91期1998年第1期安徽化工表52000年和2005年销售额予测前十位药品年份药品名称适应症生产公司销售额( 2000奥美拉唑消化道溃疡A stra 36. 0氟西丁抑郁症E lillily 0络活喜高血压0西伐他丁高血脂M 盐酸雷尼替丁17. 6络伐他丁M erck 17. 5M erck15. 0tin 高血脂三共15. 0Zo loft抑郁症Pfizer 14. 0山地明免疫抑制剂Sandoz 132005Zo loft抑郁症Pfizer 22. 5西伐他丁高血脂M erck 20Seroxat 抑郁症SB 18Cozaar 高血压M erck 15P rilo s

10、ee溃疡症A stra M erck14山地明免疫抑制剂Sandoz 14N eupogen低白血细胞Am gen 12络活喜高血压Pfizer 12M ix tard N ovo lin糖尿病N ova N o ro lisk12奥美拉唑消化道溃疡A stra112. 3重组和兼并加大新药开发的投入力度新药开发难度越来越高, 一个有临床价值的一类新药约需筛选4000-5000个化合物, 历时1216年, 研制费用45亿美元。是80年代初的四倍。开发各阶段费用比例大致为:合成1015%、临床前研究1015%、临床研究及注册70%。重组后各公司普遍将研发费提高到销售额的1015%(见表2 , 强化新药开发力度。3在大重组格局中我国制药业应如何选择自己的发展道路(待续(上接第17页子过量2%, 分离并洗净沉淀的石膏。母液冷却到20, 硝酸钾结晶析出, 可得干基纯度为99%的产品。硝酸钾母液经除去镁和钠的氯化物和硫酸盐等杂质后返回循环使用。该法生产成本较高, 副产品石膏处理困难。3结语综上所述, 从经济和技术两方面进行评