1、收稿日期:1997-09-23國內外硝酸鉀生產工藝綜述湯勝文(安徽省化工研究院, 摘要, 關鍵詞硝酸鉀、陶瓷、煙火、; 在農業上, , 廣泛應用于煙草、茶葉、水果、花卉和蔬菜等經濟作物。世界硝酸鉀70%用于農業, 以色列和美國產量最大, 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, 其中直接法的產量約占75%, 我國硝酸鉀現有生產能力約6萬噸 年, 在建能力亦為6萬噸 年, 其中約80%硝酸鉀用于工業部門。隨著經濟的發展, 硝酸鉀需求量越來越大, 其生產技術也有較快的發展。現將國內外硝酸鉀生產工藝綜述如下。1國內硝酸鉀生產工藝綜述國內硝酸鉀的生產主要以氯化

2、鉀、硝酸鈉和硝酸銨為原料, 其生產工藝有以下幾種。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, 再將溶液進行濃縮, 趁熱分離付產品氯化鈉, 母液加適量的水進行冷卻結晶, 分離出硝酸鉀粗品。分離硝酸鉀后的母液循環使用。粗制硝酸鉀經重結晶可生產出工業級硝酸鉀。該工藝為傳統方法, 由于硝酸鈉貨緊價揚, 付產品氯化鈉處置困難, 因此, 此工藝在國內基本被淘汰。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。料液經冷卻結晶析出硝酸鉀粗品。分離硝酸鉀后的母液進行濃縮, 再經冷卻結晶, 分離出付產品氯化銨

3、。母 液返回配料工序循環使用。粗制硝酸鉀經重結晶可生產出工業一級品硝酸鉀。該工藝因硝酸銨原料價廉易得, 投資少, 成本較低, 付產品可用作復混肥的原料。因此, 在國內最具競爭力, 目前國內60%的硝酸鉀采用此法生產。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、冷卻結晶、分離和干燥得硝酸鉀產品與氯化銨付產品。該工藝投資少, 生產過程控制簡單, 生產成本較低, 不足之處是能耗較高, 適合能源價格較低的地區采用。國內此工藝的產量約占35%。1. 2. 2以氯化鉀和硝酸鈣為原料生產方法基本等

4、同于氯化鉀和硝酸銨離子交換法。所得付產品為氯化鈣。該法僅在生產硝酸磷肥的部分企業使用, 因原料限制和付產品價值較低, 此工藝很少采用。1. 3吸收法系用碳酸鉀或苛性鉀溶液吸收硝酸生產尾氣, 獲得硝酸鉀溶液, 再經后處理工序制得61總第91期1998年第1期安徽化工硝酸鉀產品。本工藝因原料昂貴, 生產成本較高, 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, 萃余相經后處理得硝酸鉀產品, , , 較有前途。目前, , 未實現工業化生產。2國外硝酸鉀生產工藝綜述國外生產硝酸鉀主要以硝酸和氯化鉀為原料, 其生產

5、工藝有以下幾種:2. 1美國西南鉀堿技術(Sou thw est Po tash P rocess 氯化鉀和硝酸在高溫下生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晶器, 使硝酸鉀結晶析出, 并用離心機分離出來。產品純度達99%。而反應所生成的氯化亞硝酰及氯氣, 在150下用硝酸(大于80% 氧化成氯氣和二氧化氮, 經分餾分離, 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, 操作環境惡劣。僅在美國建了二套50k t a 裝置, 國際市場上漸已失去競爭力。2. 2以色列低溫

6、萃取技術(即I M I 流程利用異戊醇除法氯化鉀和硝酸反應生成的鹽酸, 再從溶液中結晶析出硝酸鉀, 反應在低溫下進行(5-10 , 可以防止氯化硝酰的生成。該法可制得含氮13%, K 2O 45%的硝酸鉀, 并付產濃度為22%的鹽酸。設備大部分用硬質聚氯乙烯制作, 低溫傳熱設備用鈦材, 高溫傳熱設備用石墨制作。該法生產工藝成熟可靠, 大型化生產經驗豐富, 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, 增加了工廠的安全要求; 付產的鹽酸濃度為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鹽酸處理磷礦生產濕法磷酸來進行配套建設。以色列共有三

7、套100k t a 裝置H aifa Chem i 22. 公司和Jacob s 公司聯合開(ISEP 法把氯化鉀和硝酸加入到ISEP 回轉式離子交換接觸器內, 在壓力為0. 3M Pa 和常溫的條件下可連續制得濃度為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化, 具有大型化生產成熟經驗, 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。2. 4智利SQM 公司轉化法技術因智利是世界上最大的天然硝石生產國, 硝石中含大量硝酸鈉。智利生產硝酸鉀主要

8、以硝石為原料和氯化鉀進行復分解反應, 轉化法生產。類同于我國以氯化鉀和硝酸鈉為原料復分解生產硝酸鉀工藝。目前, 此法單套生產硝酸鉀能力為100k t a2. 5以氯化鉀和硝酸鈣制硝酸鉀(L onza 流程首先把反應溶液冷卻到-10-20, 析出硝酸鉀, 母液濃縮后再冷卻到約20, 復鹽KNO 3CaC l 22H 2O 沉淀析出, 分離的復鹽送回反應器, 母液冷卻到-10, Ca 2C l 26H 2O 結晶析出。該法得率較低, 僅為76%。無經濟價值。2. 6用硫酸鉀和硝酸鈣制硝酸鉀(V icto r 流程固體硫酸鉀(含85%K 2SO 4 在約65下與硝酸鈣溶液及循環母液反應, 控制鈣離(

9、下轉第15頁71總第91期1998年第1期安徽化工表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公司銷售額( 2000奧美拉唑消化道潰瘍A stra 36. 0氟西丁抑郁癥E lillily 0絡活喜高血壓0西伐他丁高血脂M 鹽酸雷尼替丁17. 6絡伐他丁M erck 17. 5M erck15. 0tin 高血脂三共15. 0Zo loft抑郁癥Pfizer 14. 0山地明免疫抑制劑Sandoz 132005Zo loft抑郁癥Pfizer 22. 5西伐他丁高血脂M erck 20Seroxat 抑郁癥SB 18Cozaar 高血壓M erck 15P rilo s

10、ee潰瘍癥A stra M erck14山地明免疫抑制劑Sandoz 14N eupogen低白血細胞Am gen 12絡活喜高血壓Pfizer 12M ix tard N ovo lin糖尿病N ova N o ro lisk12奧美拉唑消化道潰瘍A stra112. 3重組和兼并加大新藥開發的投入力度新藥開發難度越來越高, 一個有臨床價值的一類新藥約需篩選4000-5000個化合物, 歷時1216年, 研制費用45億美元。是80年代初的四倍。開發各階段費用比例大致為:合成1015%、臨床前研究1015%、臨床研究及注冊70%。重組后各公司普遍將研發費提高到銷售額的1015%(見表2 , 強化新藥開發力度。3在大重組格局中我國制藥業應如何選擇自己的發展道路(待續(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, 硝酸鉀結晶析出, 可得干基純度為99%的產品。硝酸鉀母液經除去鎂和鈉的氯化物和硫酸鹽等雜質后返回循環使用。該法生產成本較高, 副產品石膏處理困難。3結語綜上所述, 從經濟和技術兩方面進行評