Способ получения соляной кислоты и бисульфата калия

 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к технологии получения соляной кислоты и бисульфата калия из хлорида калия и серной кислоты, и способствует упрощению процесса, повышению его производительности и снижению энергозатрат. Соляную кислоту и бисульфат калия получают путем смешения хлористого калия с серной кислотой в присутствии воды с последующей отгонкой хлористого водорода из реакционной смеси, кристаллизацией из образовавшейся суспензии бисульфата калия и фильтрацией последнего. Согласно изобретению, на смешение подают одновременно хлористый калий и воду в массовом соотношении 1,30-1,67, а также концентрированную серную кислоту в количестве 125-145% от стехиометрии с последующей непрерывной подачей в полученную суспензию воды с температурой 90-140°С в количестве @ 0,5-1 от первоначально введенного в течение 45-60 мин, а кристаллизацию ведут при 18-25° С. Для стабилизации объема суспензии одновременно с серной кислотой в реакционную смесь вводят мазут в количестве 0,7-3,2 дм<SP POS="POST">3</SP> на 1 м<SB POS="POST">3</SB> суспензии, при этом серную кислоту подают в течение 10-20 мин. Производительность процесса по предлагаемому способу в пять раз выше, а энергоемкость в десять раз ниже, чем по известному способу. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4297401/31-26 (22) 11.06.87 (46) 07.12.89. Бюл. Ф 45 (71) Казанский химико-технологический институт им. С,M.Kèðoâà (7?) В,А.Хуснутдинов, Ю.В.Букша, Т.Г.Ахметов, Ф.И.Надеева, С.В,Букша

В.В.Шестаков, В.А.Грабовенко и Р,С,Сайфуллин (53) 661.419. 1(088.8) (56) Патент США В 4045543, кл. С 01 В 7/08, 1977. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЯНОЙ КИСЛОTbl И БИСУЛЬФАТА КАЛИЯ (57) Изобретение относится к химической технологии, а именно к технологии получения соляной кислоты и бисульфата калия из хлорида калия и серной кислоты, и способствует упрощению процесса, повышению его производительности и снижению энергозатрат, Соляную кислоту и бисульфат калия получают путем смешения хлористого калия с серной кислотой в присутствии воды с последующей отгонкой хлорисИзобретение относится к химической технологии, а именно к технологии получения соляной кислоты и бисульфата калия из хлорида калия и серной кислоты„

Цель изобретения — упрощение процесса, повышение его производительности и снижение энергоемкости.

Пример, В термостатированный при 115 С реактор емкостью 1500 мп с мешалкой загружают 800 г техничес„„SU„„1527143 А 1 (gp 4 С 01 В 7/03 С 01 D 5/02 того водорода иэ реакционной смеси, кристалпизацией из образовавшейся суспензии бисульфата калия и фильтрацией последнего. Согласно изобретению на смешение подают одновременно хлористый калий и воду в массовом соотношении 1,30-1,67, а также концентрированную серную кислоту в количестве 125-145Х от стехиометрии с последующей непрерывной подачей в полученную суспензию воды с температурой 90-140 С в количестве 0,5- ст первоначально введенного в течение

45-60 мин, а кристаллизацию ведут при 18-25 С. Для стабилизации обьема суспензии одновременно с серной кислотой в реакционную смесь вводят мазут в количестве 0,7-3,2 дм на

1 м суспенэии, при этом серную кислоту подают в течение 10-20 мин. Производительность процесса по предлагаемому способу в 5 раэ выше, а энергоемкость в 10 раэ ниже, чем по. известному способу. 2 э.п. ф-лы, 3 табл. кого хлорида калия, 910 г маточного раствора, 2 мл мазута и одновременно в течение 15 мин вводят 747 мл концентрированной серной кислоты и в течение 50 мин подают 300 мл воды с температурой 95 С ° По истечении Ъ

50 мин с начала приливания кислоты иэ реактора выделяется в газовую фазу

353 г хлорида водорода и 335 г воды, Суспенэию переводят в крис таллизатор, L о охлаждают до 20 С, отфильтровывают

1527143

45 ча воронке Бюхнера, получают маточный раствор и 1212 r твердой соли в пересчете на сухую массу. Маточный раствор и твердую соль анализируют на содержание ионов водорода титрованием

0,1 М раствором едкого натрия, сульфат-ионов — трилонометрически, ионов калия — тетрафенилборатным методом, хлорид-ионов — аргентометрическу, 10

Содержание хлорида водорода в газе составляет 54,0, солевой осадок содержит 87,3 бисульфата калия, 0,53 хлорида калия и 12 . влаги. Степень конверсии равна 90,1/.

Аналогично осуществляют опыты при других массовых отношениях хлорида калия и воды в суспенэиях и количестве серной кислоты. Технологические условия и результаты опытов приведены в табл.1, где концентрация хлорида водорода в газе и количество солевого ос адка харак тери эует производи тельность процесса. В табл.2 приведены результаты определения степени кон- 25 версии и объема суспензии в зависимости от количества введенного в суспензию мазута и продолжительности поцачи серной кислоты.

Как видно из табл.1, получение соляной кислоты и бисульфата калия только в предлагаемых соотношениях позволяет при времени конверсии

50-60 мин получить газ, содержащий хлориды водорода 51,3-58,3Х при степени конверсии 90,0-93,5 ., количество выделившегося осадка 1190-1240 r

Выход эа пределы количества серной кислоты (110 и 157,от стехиометрии, опыты 6 и 5) уменьшает степень кон- 40 версии до 52,5 г и 72,1/ и количество осадка до 931 и 904 r.

Конверсия при массовом соотношении хлорида калия и воды в исходной смеси до 0,64 снижает степень конверсии до 68,3Х, содержание хлорида водорода в газе до 30,7Х и повышает содержание хлорида калия в сухом продукте — бисульфате калия, При конверсии при массовом соотношении хлорида калия и воды 1,97 уменьшается

50 степень конверсии и количество выделившегося осадка.

Температура кристаллизации вьппе

25ОС приводит к уменьшению количества осадка бисульфата калия на

4 . Опыты беэ введения воды (опыт 7) и с большим количеством воды (опыт 8) приводят к понижению степени конверсии (73,9 и 68,3%)и повышению содержания хлорида калия в бисульфате калия „

Как видно из табл,2,без введения в реактор мазута объем суспензии увеличивается в 1,2-2 раза. Выход эа пределы предлагаемых соотношений введения мазута и продолжительности подачи кислоты или увеличивает объем суспензии o(, снижая производительность реактора, или понижает степень конверсии g снижая производительность процесса, В табл,3 приведены данные по повышению производительности и по снижению энергоемкости процесса„

Табл.3 показывает, что производительность 1 м реактора по предлаз гаемому способу в среднем в 5 раэ выше, чем по известному, а энергоемкость процесса ниже более, чем в 10 раз.

Производительность 1 м реактора по KHSO рассчитана, исходя иэ объема реактора, продолжительности процесса и количества сухого осадка, по НС1 исходя из количества сухого осадка по стехиометрии с учетом содержания в нем КС1. Энергоемкость рассчитана, исходя иэ содержания НС1 в газе, т.е. количества испаряющейся воды.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1, Способ получения соляной кислоты и бисульфата калия, включающий смешение хлористого калия с серной кислотой в присутствии воды, отгонку хлористого водорода иэ реакционной смеси, кристаллизацию из образовавшейся суспензии бисульфата калия и фильтрацию последнего, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса, повышения его производительности и снижения энергоемкости, на смешение подают одновременно хлористый калий и воду в массовом соотношении 1,30-1,67, а также концентрированную серную кислоту в количестве 125-145Х от стехиометрии с последующей непрерывной подачей в полученную, суспензию воды с 90-140 С в количест— ве 0 5-1 от первоначально введенного в течение 45-60 мин, а кристаллизацию ведут при 18-25 С.

2, Способ по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью стабилизации объема суспензии, одновременно

5 1527143 с серной кислотой и реакционную смесь вводят мазут в количестве 0,7-3,2 дм

3 на I м суспензии.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что серную кислоту подают в течение 10-20 мин.

Таблица I

Показатели

Значения показателей для опыта

Состав исходной смеси

Хлорил калия, г

Массовое соотно800 700

452

7&О 800 750 977

800 670 к>ение хлорид: калия:вода

Маточник, г

Исходное количество волы, в том числе в

0,45

155Î

),62 1,67 1,97 1,88 1,67 0,64

910 910 0 0 0 О

1,67

1,30

0 составе маточ1000

480 1090

480 570

480 480 3&О 520 ника

Количество сер48

О

1000" »

175 175 157

1,3 1,3 1,3

ЗОО 300 260

1 10 I 75

1,3 I,З

260 О

l,3

17.5

l,3

430

1,3

260

О

240

I5

15 15

60 60

l5

25 25

52>5 73>9

$&,2

68,3

18

91 ° И

93,5

40 2$

90,0 70, 1

90, 1

45,4 46,9

64,5 45,4

30,8

6,7

51,3

58,9

54,0

53,8

0 0

0 0

I 160 904

247,8

1190

93I l2&8

1240

1217.

»Жидкая фаза в продукте реакции отсутствует, ломается меаалка.

Добавлена после высыхания реакционной смеси для ее растворения, таблица 2

Количество добавления мазута, дм3/м

Продолжительность подачи кислоты мин

3,2 (о(1

i 93,5 110

9?,? 105

90,7 100

86,8 100

78,2 100

205 93,5 130 93, 3 105

190 92,6 115 92. О 105

175 89 7 105 90 7 1О>О !

50 87,0 100 87,5 100

120 78э3 100 78т4 100

93,1

92,3

90,4

87,2

78,1

П р и м е ч а н и е, Приведены степень конверсии через 60 мин, а объем суспенэии. — максимально достигаемый, пой кислоты от стех»рметрии> Х

Мазут> дм/и

Водо, добавленная, r

Продолкительность подачи кислоты, мин о Время конверсии, мин

Температура кристаллизации ° С

Степень конверсии> Х

Содеркание хлорида водорода,в газе, Х

Содеркапне хлорида калия в бисульфате калия, Х

Содеркание сульфата калия в бисульфате калия, Х

Количество сухого осадка, r

1>99 0,40 Г,77 0,53 0,47 9,9 1,47 8,85 5,43

1527143

Та бли па 3

Энергоемкость, ккал/кг

Отношение

HCl: I1 0 (массоное) Производительность

1 м реактора, кг/ч

Количество И ВО q от стехиометрии, %

Опыт по КН80 по НС1 по КЬБ04 по НС1 вестный

44,3

2620 9758

165

Составитель Т.Докшина

Редактор Н.Яцола Техред g.Пидык Корректор И.Муска

Заказ 7469/28 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" r.Óêãoðîä ул. Гагарина 101

1

3

5

7

Из1,30

1,30

1,30

1,30

1,67

1,63

1,67

l,67

1,45

1,45

1,25

1,25

l,?5

1,25

1,45

1,45

Количес тво Н<0 от первона чально введенной доли

0,5

1,0

0,5

1,0

1,0

0 5

0,5

1,0

826

801

782

751

793

818

912

778

221

201

213

219

218

157

1/3

198

254

239

178

147

163

587

644

736

949

657

558

582