1、總第91期1998年第1期安徽化工#國內(nèi)外硝酸鉀生產(chǎn)工藝綜述湯勝文（安徽省化工研究院,合肥 230041）摘要本文概述了國內(nèi)外硝酸鉀生產(chǎn)工藝，并對各種工藝技術進行了比較，分析岀較佳生產(chǎn)工藝總第91期1998年第1期安徽化工18收稿日期:1997- 09- 23C- 1994-20D7 China Academic Jcunial Electronic Publishing Hem眩 Al lights reserved. http.7wwvxjikiji關鍵詞 硝酸鉀硝酸鉀在工業(yè)上主要用于玻璃加工、陶瓷、煙火、軍工、食品和藥物等部門；在農(nóng)業(yè) 上,硝酸鉀是高效無氯鉀氮復合肥料，廣泛應用于煙草、茶

2、葉、水果、花卉和蔬菜等經(jīng)濟作 物。世界硝酸鉀70%用于農(nóng)業(yè),以色列和美 國產(chǎn)量最大，約占世界總量的四分之三，智利 居第三位。1995年世界硝酸鉀總能力約90萬噸 年,其中直接法的產(chǎn)量約占75%,我國硝酸鉀現(xiàn)有生產(chǎn)能力約 6萬噸年，在建能力 亦為6萬噸年,其中約80%硝酸鉀用于工 業(yè)部門。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，硝酸鉀需求量越來越 大,其生產(chǎn)技術也有較快的發(fā)展?，F(xiàn)將國內(nèi)外 硝酸鉀生產(chǎn)工藝綜述如下。1國內(nèi)硝酸鉀生產(chǎn)工藝綜述國內(nèi)硝酸鉀的生產(chǎn)主要以氯化鉀 、硝酸 鈉和硝酸銨為原料，其生產(chǎn)工藝有以下幾種。 1. 1復分解法1. 1. 1以氯化鉀和硝酸鈉為原料將氯化鉀和硝酸鈉按一定配比在反應釜 中進行復分解反應，

3、再將溶液進行濃縮，趁熱 分離付產(chǎn)品氯化鈉，母液加適量的水進行冷 卻結(jié)晶，分離出硝酸鉀粗品。分離硝酸鉀后的 母液循環(huán)使用。粗制硝酸鉀經(jīng)重結(jié)晶可生產(chǎn) 出工業(yè)級硝酸鉀。該工藝為傳統(tǒng)方法，由于硝酸鈉貨緊價 揚，付產(chǎn)品氯化鈉處置困難，因此，此工藝在國內(nèi)基本被淘汰。1 1. 2以氯化鉀和硝酸銨為原料將氯化鉀和硝酸銨按一定比例在反應器 中加水進行復分解反應。料液經(jīng)冷卻結(jié)晶析 出硝酸鉀粗品。分離硝酸鉀后的母液進行濃 縮,再經(jīng)冷卻結(jié)晶，分離出付產(chǎn)品氯化銨。母 液返回配料工序循環(huán)使用。粗制硝酸鉀經(jīng)重 結(jié)晶可生產(chǎn)出工業(yè)一級品硝酸鉀 。該工藝因硝酸銨原料價廉易得，投資少， 成本較低，付產(chǎn)品可用作復混肥的原料 。因 此

4、，在國內(nèi)最具競爭力，目前國內(nèi)60%的硝 酸鉀采用此法生產(chǎn)。1 2離子交換法1 2 1以氯化鉀和硝酸銨為原料將氯化鉀溶液和硝酸銨溶液交替通過強 酸性陽離子交換樹脂，分別獲得硝酸鉀溶液 和氯化銨溶液。然后通過蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、分 離和干燥得硝酸鉀產(chǎn)品與氯化銨付產(chǎn)品。該工藝投資少，生產(chǎn)過程控制簡單，生產(chǎn) 成本較低,不足之處是能耗較高，適合能源價 格較低的地區(qū)采用。國內(nèi)此工藝的產(chǎn)量約占 35%。1 2 2以氯化鉀和硝酸鈣為原料生產(chǎn)方法基本等同于氯化鉀和硝酸銨離 子交換法。所得付產(chǎn)品為氯化鈣。該法僅在生產(chǎn)硝酸磷肥的部分企業(yè)使 用,因原料限制和付產(chǎn)品價值較低 ，此工藝很 少采用。1 3吸收法系用碳酸鉀或苛性

5、鉀溶液吸收硝酸生產(chǎn) 尾氣,獲得硝酸鉀溶液，再經(jīng)后處理工序制得 硝酸鉀產(chǎn)品。本工藝因原料昂貴，生產(chǎn)成本較高，僅在 有NO 2尾氣需要處理時才使用。目前該法基本不用。1. 4萃取法將氯化鉀與硝酸溶液進行混合反應，同時加入有機胺締置反應生成的鹽酸,萃余相經(jīng)后處理得硝酸鉀產(chǎn)品，萃取相用氨水反萃 取制得付產(chǎn)品氯化銨。有機溶劑循環(huán)使用。該工藝生產(chǎn)成本低，易于大型化，較有前 途。目前，國內(nèi)處于開發(fā)階段，未實現(xiàn)工業(yè)化 生產(chǎn)。2國外硝酸鉀生產(chǎn)工藝綜述國外生產(chǎn)硝酸鉀主要以硝酸和氯化鉀為 原料，其生產(chǎn)工藝有以下幾種：2. 1 美國西南鉀堿技術（Southwest PotashP rocess）氯化鉀和硝酸在咼溫下生

6、成硝酸鉀和氯 化亞硝酰及氯氣，硝酸鉀硝酸溶液在酸 蒸餾塔里濃縮到硝酸濃度達81% ,塔底沉積物送到一組真空結(jié)晶器，使硝酸鉀結(jié)晶析出， 并用離心機分離出來。產(chǎn)品純度達99%。而 反應所生成的氯化亞硝酰及氯氣，在150 C下用硝酸（大于80%）氧化成氯氣和二氧化 氮,經(jīng)分餾分離，液氯作為成品，二氧化氮用 空氣氧化成65%硝酸返回處理氯化鉀。該法反應條件苛刻，腐蝕嚴重，投資較 大,操作環(huán)境惡劣。僅在美國建了二套 50kt a裝置，國際市場上漸已失去競爭力 。2 2以色列低溫萃取技術（即M I流程）利用異戊醇除法氯化鉀和硝酸反應生成 的鹽酸,再從溶液中結(jié)晶析出硝酸鉀，反應在 低溫下進行（5- 10C

7、）,可以防止氯化硝酰的 生成。該法可制得含氮 13% , K2O45%的硝 酸鉀，并付產(chǎn)濃度為22%的鹽酸。設備大部 分用硬質(zhì)聚氯乙烯制作，低溫傳熱設備用鈦 材,高溫傳熱設備用石墨制作。該法生產(chǎn)工藝成熟可靠，大型化生產(chǎn)經(jīng) 驗豐富，消耗指標較低，投資也較少，較具競 爭力。不足之處是此工藝中使用異戊醇，增加:T 19卻20D7 China Academk Jcumal Llec 了工廠的安全要求；付產(chǎn)的鹽酸濃度為 22% ,不能作為商品出售,須配套稀鹽酸的后 加工裝置。目前以色列系采用付產(chǎn)鹽酸處理 磷礦生產(chǎn)濕法磷酸來進行配套建設。以色列 共有三套 100kt a裝置，其中Haifa Chemi2

8、cals工廠是目前世界上最大的農(nóng)用硝酸鉀生 產(chǎn)廠。2 3 美國A ST公司和 Jacobs公司聯(lián)合開 發(fā)的離子交換技術（ISEP法）把氯化鉀和硝酸加入到 ISEP回轉(zhuǎn)式離 子交換接觸器內(nèi)，在壓力為0. 3M Pa和常溫 的條件下可連續(xù)制得濃度為2430%的硝酸鉀溶液和濃度為1112%的鹽酸溶液。硝 酸鉀溶液經(jīng)后處理制得硝酸鉀成品 ；稀鹽酸 濃縮后成為31%的商品鹽酸。該法把離子交換過程連續(xù)化，具有大型 化生產(chǎn)成熟經(jīng)驗，投資較少，物耗指標也較 低。缺點是能耗較高。目前僅有一套5000t a裝置在哥倫比亞正常運轉(zhuǎn)。2 4智利SQM公司轉(zhuǎn)化法技術 因智利是世界上最大的天然硝石生產(chǎn) 國，硝石中含大量硝

9、酸鈉。智利生產(chǎn)硝酸鉀主 要以硝石為原料和氯化鉀進行復分解反應，轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)。類同于我國以氯化鉀和硝酸鈉 為原料復分解生產(chǎn)硝酸鉀工藝。目前，此法單套生產(chǎn)硝酸鉀能力為100kt a2 5以氯化鉀和硝酸鈣制硝酸鉀（Lonza流程）首先把反應溶液冷卻到 -1（-20 C , 析出硝酸鉀，母液濃縮后再冷卻到約 20 C , 復鹽KNO 3? CaCl2? 2H2O沉淀析出，分離 的復鹽送回反應器，母液冷卻到-10C ,Ca2 CI2? 6H 2O結(jié)晶析出。該法得率較低，僅為76%。無經(jīng)濟價值。2 6用硫酸鉀和硝酸鈣制硝酸鉀（Victor流程）固體硫酸鉀（含85%K2SO4）在約65C 下與硝酸鈣溶液及循環(huán)

10、母液反應，控制鈣離 （下轉(zhuǎn)第15頁）c Publishing lloue. A rights reserved.總第91期1998年第1期安徽化工15表52000年和2005年銷售額予測前十位藥品年份藥品名稱適應癥生產(chǎn)公司銷售額（億美元）2000奧美拉唑消化道潰瘍A stra36 0氟西丁抑郁癥Elillily28 0絡活喜高血壓Pfizer20 0西伐他丁高血脂M erck18 0鹽酸雷尼替丁消化道潰瘍GW17 6絡伐他丁高血脂M erck17 5依那普利高血壓M erck15 0美巴洛丁 M evalotin)高血脂三共/、15 0Zo loft抑郁癥Pfizer14 0山地明免疫抑制劑S

11、andoz132005Zo loft抑郁癥Pfizer22 5西伐他丁咼血脂M erck20Seroxat抑郁癥SB18Cozaar高血壓M erck15Prilo see潰瘍癥A stra M erck14山地明免疫抑制劑Sandoz14N eupogen低白血細胞Am gen12絡活喜高血壓Pfizer12M ix tard N ovo lin糖尿病N ova N o ro lisk12奧美拉唑消化道潰瘍A stra11總第91期1998年第1期安徽化工#2 3重組和兼并加大新藥開發(fā)的投入力度新藥開發(fā)難度越來越高，一個有臨床價 值的一類新藥約需篩選4000- 5000個化合物，歷時12-

12、16年，研制費用45億美元。 是80年代初的四倍。開發(fā)各階段費用比例大 致為：合成1（15%、臨床前研究1（15%、臨床研究及注冊70%。重組后各公司普遍將 研發(fā)費提高到銷售額的1（15% （見表2）,強化新藥開發(fā)力度。3在大重組格局中我國制藥業(yè)應如何 選擇自己的發(fā)展道路（待續(xù)）總第91期1998年第1期安徽化工#總第91期1998年第1期安徽化工#（上接第17頁）子過量2% ,分離并洗凈沉淀的石膏。母液冷 卻到20 C,硝酸鉀結(jié)晶析出，可得干基純度 為99%的產(chǎn)品。硝酸鉀母液經(jīng)除去鎂和鈉的 氯化物和硫酸鹽等雜質(zhì)后返回循環(huán)使用。該法生產(chǎn)成本較高，副產(chǎn)品石膏處理困 難。3結(jié)語綜上所述，從經(jīng)濟和技術兩方面進行評 價，國內(nèi)目前生產(chǎn)硝酸鉀工藝中，宜采用氯化 鉀和硝酸銨為原料復分解循環(huán)法為較佳。該 工藝投資少，工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品 質(zhì)量好，無“三廢”，是