由磷石膏和氯化钾制取硫酸钾溶剂法工艺研究

论文摘要

对磷石膏和氯化钾制取硫酸钾溶剂法工艺进行了研究。考察氨溶液体系影响反应过程氧化钾收率的主要因素,优化后的工艺条件为氨水初始浓度35%、反应温度5℃、反应时间60min、液固比6.5:1和物料配料比1.05:1,氧化钾收率90%左右,产品质量尚未达到有关标准。 基于某些有机溶剂能改善反应体系状态促进反应进行,考察了甲醇等有机溶剂对反应过程氧化钾收率的影响,其中甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮均能有效地提高氧化钾收率。 分别考察氨—甲醇、氨—乙醇、氨—异丙醇和氨—丙酮溶液体系在不同条件下的氧化钾收率,实验结果表明,氨—异丙醇溶液体系有利于改善工艺条件、提高氧化钾收率。其优化后的适宜工艺条件为氨初始浓度30%、异丙醇浓度7%、反应温度20℃、反应时间60min、液固比5.5:1和物料配料比1.05:1,氧化钾收率达到95%以上,产品硫酸钾质量达到农用一级品,副产品氯化钙达到工业合格品。该工艺过程简单,操作条件温和,溶剂经回收后循环使用。 对氨和氨—异丙醇溶剂在反应过程中的作用进行了理论探讨,旨在研究完善溶剂法工艺理论。

论文目录

• 第一章 绪言
• 1.1 磷石膏综合利用概述
• 1.1.1 磷石膏简介
• 1.1.2 磷石膏综合利用
• 1.1.3 磷石膏综合利用原则
• 1.2 硫酸钾生产方法概述
• 1.2.1 硫酸钾简介
• 1.2.2 硫酸钾生产方法概述
• 1.3 溶剂法工艺概述
• 1.3.1 溶剂简介
• 1.3.2 磷石膏制备硫酸钾溶剂法工艺
• 1.4 液固相反应概述
• 1.5 研究目的和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究的内容
• 第二章 实验设计与分析方法
• 2.1 实验基本原理
• 2.2 实验方案
• 2.2.1 实验设计方案
• 2.2.2 工艺流程
• 2.3 实验材料及设备
• 2.3.1 实验材料
• 2.3.2 实验仪器及装置
• 2.4 实验方法及步骤
• 2.4.1 实验方法
• 2.4.2 实验步骤
• 2.5 分析方法及步骤
• 第三章 氨溶液体系制取硫酸钾工艺条件研究
• 3.1 单因素实验研究
• 3.2 正交实验研究
• 3.2.1 单因素的水平值
• 3.2.2 反应工艺条件正交实验研究
• 3.2.3 最优水平实验
• 第四章 有机溶剂选择研究
• 4.1 溶剂选择依据
• 4.1.1 溶剂选择的基本原则
• 4.1.2 溶剂及其物理性质
• 4.2 溶剂对氧化钾收率的影响
• 4.3 溶剂对氯离子含量测定
• 4.4 有机溶剂的初选
• 第五章 溶剂法工艺条件研究
• 5.1 混合溶剂的研究
• 5.2 正交实验
• 5.2.1 因素的水平值选取
• 5.2.2 工艺条件正交实验研究
• 5.2.3 最优水平实验
• 5.2.4 加料方式优化研究
• 5.3 溶剂回收
• 5.3.1 溶剂回收原理
• 5.3.2 溶剂的回收
• 5.4 产品质量
• 5.5 技术经济估算
• 第六章 溶剂法工艺理论探讨
• 6.1 溶剂对物料溶解度的影响
• 6.1.1 氨的影响作用
• 6.1.2 溶剂的影响作用比较
• 6.2 理论探讨
• 6.2.1 不同溶液体系下的溶度积常数对比
• 6.2.2 氨-异丙醇体系下KCl的理论转化率
• 6.3 溶剂法小结
• 6.4 溶剂法工艺理论展望
• 第七章 结束语
• 参考文献