[发明专利]一种磷酸三钾的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其是一种磷酸三钾的生产方法。

背景技术

磷酸三钾，别名：磷酸钾，正磷酸钾，三水磷酸钾，无水磷酸钾；无色斜方晶系结晶或白色结晶粉末；磷酸三钾在工业上主要用于锅炉水处理，制造液体肥皂、优质纸张、精制汽油、合成橡胶，在食品工业中也可用做缓冲剂、乳化剂、螯合剂、调味剂、酵母食料、抗氧化增效剂、肉类粘结剂等，在农业上广泛用于高效液体复合肥料的生产。目前，对于磷酸三钾的制备方法主要有热法磷酸法，热法磷酸法又分为中和法和碳酸钾法，中和法是采用热法磷酸与氢氧化钾反应制取磷酸三钾，该法虽然获得产品品质较高，但其生产能耗较大，成本较高；另外一种方法使碳酸钾法，该法是采用热法磷酸先与碳酸钾反应，生成磷酸氢二钾，磷酸氢二钾溶液继续用氢氧化钾中和生成磷酸三钾，离心分离，干燥得产品，该法碳酸钾消耗量大，工艺条件要求严格，产品质量难以保证，并且能耗较大，成本较高。

如专利号为：200510048775.7的《一种三聚磷酸钾的制备方法》采用过磷酸与无水碳酸钾高温固相反应一步合成磷酸三钾，再经过中和、干燥、粉碎、焙烧、粉碎等工艺获得产品，可见该工艺流程较长，工艺复杂，能耗高，原料成本大，污染大，不利于环保和不具有较优的经济效益。

又如专利号为：200910193400.8的《一种电子级高纯焦磷酸钾的制备方法》将氢氧化钾溶液和磷酸溶液混合，加热至85-100℃，在搅拌条件下反应，调节pH值至8-12，得到料浆浓度为47-50的料浆；氢氧化钾溶液中的氢氧化钾和磷酸溶液中的磷酸的物质量比为1:1；将料浆高温浓缩后脱色，在进行分离纯化，将分离纯化产物继续浓缩结晶，干燥，得到磷酸氢二钾；将磷酸氢二钾在300-600℃高温条件下，进行反应，获得磷酸钾产品，虽然该法回收率较高，无污染物产生，但是该法整个生产工艺中多次进行高温处理，其能耗较大，并且工艺流程复杂，产品生产周期长。

再如专利号为201310566409.5的《高粘度聚偏磷酸钾的制备方法》以磷酸二氢钾为原料，加热脱水聚合生成，并且控制原料中的含钾原料与含磷原料的钾与磷的摩尔比，控制温度为550-600℃的高温环境，获得最终的高粘度的磷酸钾产品；该法采用了工艺流程复杂，工艺中采用高温处理，使得整个生产工艺中的能耗较大，原料配比条件苛刻，使得原料成本较大，导致磷酸钾产品生产的成本较大。

由此可见，在现有技术中，普遍存在着磷酸三钾生产过程中的能耗较大，原料成本较高，生产成本较大的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种磷酸三钾的生产方法，该法具有能耗低、工艺短并且简单、成本低廉的特点。

具体是通过以下技术方案实现的：

一种磷酸三钾的生产方法，是直接采用磷酸脲与氢氧化钾按照摩尔比为1:(2.95-3.05)，在反应温度为40-80℃下，以30r/min的搅拌速度匀速搅拌反应30-60min，获得磷酸三钾产品。

具体包括以下步骤：

(1)磷酸脲溶液的制备：将磷酸脲置于溶解槽中，按照磷酸脲与水的质量比为1:1的比例加入水，并按照30-40r/min的搅拌速度进行搅拌溶解，并升温至温度为38℃后，继续搅拌溶解均匀后，获得磷酸脲溶液，待用；

(2)加入氢氧化钾合成：将步骤1)获得的磷酸脲溶液转入合成槽中，并按照磷酸脲的摩尔比与氢氧化钾的摩尔比为1:(2.95-3.05)，加入氢氧化钾，并控制反应过程中的温度维持在40-80℃下，以30r/min的搅拌速度匀速搅拌反应30-90min后，获得磷酸三钾产品料浆；

(3)冷却结晶离心分离：将磷酸三钾产品料浆转入结晶器中进行降温结晶处理，降低温度至≤35℃后，待完全析出晶体后，转入离心分离机中进行离心分离，获得滤液和滤饼，滤液为碳酰胺的水溶液，送去磷酸脲合成线；滤饼为磷酸三钾晶体产品，在90℃下干燥，获得磷酸三钾产品。

所述的磷酸脲与氢氧化钾反应制取磷酸三钾中，为磷酸脲溶液和氢氧化钾固体反应。

所述的磷酸脲与氢氧化钾反应制取磷酸三钾中，为磷酸脲溶液和氢氧化钾溶液反应。

所述的磷酸脲与氢氧化钾反应制取磷酸三钾中，为磷酸脲固体和氢氧化钾溶液反应。

所述的磷酸脲的摩尔比与氢氧化钾的摩尔比为1:(2.95-3)；

所述的反应温度为50-70℃；

所述的搅拌反应时间为50-70min。

所述的磷酸脲的摩尔比与氢氧化钾的摩尔比为1:(3-3.05)；

所述的反应温度为60℃；