Способ получения нитрата калия

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА КАЛИЯ(57) Способ получения нитрата калия, включающий взаимодействие раствора галургического хлористого калия с раствором карбамида и нитратом аммония с подачей последнего одновременно в виде раствора и в твердом виде, при температуре от -3 С до 3 С,отделение нитрата калия от маточного раствора,добавление в маточный раствор серной кислоты и карбамида до молярного соотношения 3-СО(Н 2)2,равного 11,05-1,25, с образованием суспензии,выдержку суспензии до образования кристаллов нитрата мочевины,повторное отделение нитрата калия,введение в суспензию серной кислоты до соотношения 3-4-2, равного 11,1-1,3,отделение кристаллов нитрата мочевины и их нейтрализацию аммиачной водой с направлением образовавшегося раствора нитрата аммония и карбамида в голову процесса. Изобретение относится к области производства минеральных удобрений, в частности нитрата калия, который находит применение в сельском хозяйстве в качестве высокоэффективного азотно-калиевого удобрения. Известен способ получения нитрата калия и хлорида аммония путем обменного разложения хлорида калия и раствора нитрата аммония 1. Известен также двухстадийный циклический способ получения нитрата калия и хлорида аммония, согласно которому целевой продукт получают путем взаимодействия хлорида калия и раствора нитрата аммония на первой стадии процесса и раствора хлорида калия и нитрата аммония в твердом виде - на второй стадии 2. Задачей изобретения является разработка энерго- и материалосберегающей технологии производства нитрата калия, характеризующейся сокращением расхода исходных компонентов при сохранении высокой степени извлечения калия. Поставленная задача достигается использованием в качестве азотсодержащего реагента карбамида и нитрата аммония, проведением процесса при режимах, не требующих нагревания, и исключением стадии выпаривания реакционного раствора. Согласно заявляемому способу нитрат калия получают следующим образом растворенный галургический хлористый калий подвергают взаимодействию с карбамидом и нитратом аммония с подачей последнего одновременно в виде раствора и в твердом виде, при температуре от -3 С до 3 С,4392 1 отделяют нитрат калия от маточного раствора,добавляют в маточный раствор серную кислоту и карбамид до молярного соотношения Н 3-СО(Н 2)2,равного 1,05-1,25, с образованием суспензии выдерживают суспензию до образования кристаллов нитрата мочевины,повторно отделяют нитрат калия,вводят в суспензию серною кислоту до соотношения 3-4-2, равного 11,1-1,3,отделяют кристаллы нитрата мочевины и нейтрализуют их аммиачной водой с направлением образовавшегося раствора нитрата аммония и карбамида в голову процесса. В случае необходимости, в частной форме выполнения и использования способа оставшийся после отделения кристаллов нитрата мочевины раствор обрабатывают аммиаком и раствором галургического хлорида калия, образовавшийся осадок сульфата калия подвергают сушке, оставшийся раствор используют в качестве жидкого комплексного удобрения. Для лучшего понимания сущности заявляемого способа приводится пример конкретного выполнения, не ограничивающий объем изобретения. Пример 1. 2145,6 кг/ч галургического хлористого калия подают на растворение в два реактора-солерастворителя. В первый солерастворитель подают 1735,6 кг/ч хлористого калия и 5070 л/ч воды при температуре 20-25 С до получения раствора, близкого к насыщенному. Во второй солерастворитель подают 420 кг/ч хлористого калия и 7000 л/ч оборотного маточного раствора при температуре от -3 С до 3 С. Из первого солерастворителя 25,5 мас.раствор хлорида калия в количестве 4195,6 кг/ч подают во второй солерастворитель. Далее реакционную смесь в количестве 14450 кг/ч направляют в реактор кристаллизатор. Из второго солерастворителя рассол с температурой 810 С поступает в реактор-кристаллизатор нитрата калия. Одновременно в реактор-кристаллизатор нитрата калия подают в твердом виде нитрат аммония в количестве 1010 кг/ч и 590 кг/ч нитрата аммония в виде водного раствора. Одновременно с раствором нитрата аммония в реактор-кристаллизатор поступает водный раствор карбамида (19,8 мас. ) в количестве 493 кг/ч. Для укрупнения кристаллов нитрата калия предусмотрена непрерывная рециркуляция пульпы через гидроциклон. Температура в реакторе-кристаллизаторе нитрата калия поддерживается от -3 С до 3 С за счет испарения жидкого аммиака в змеевике и растворения аммиачной селитры. Газообразный аммиак, образующийся в змеевике, используется для нейтрализации кислых растворов, образующихся в технологическом процессе. Кристаллы нитрата калия в количестве 1212 кг/ч, полученные конверсией, отделяют от маточного раствора центрифугированием и направляют на сушку. В маточный раствор при перемешивании вводят серную кислоту в количестве 886,4 кг/ч (моногидрат) и карбамид в количестве 60 кг/ч. Молярное соотношение между нитрат-ионом, оставшимся в маточнике после проведения конверсии, и карбамидом составляет 3 СО(Н 2)2, равное 11,05-1,25. Суспензия выдерживается до образования слюдообразных кристаллов нитрата мочевины. После отделения осадка нитрата калия в реакционный раствор вводят минеральную кислоту(серную) в соотношении 3-4-2, равном 11,1-1,3 и смесь нейтрализуют до рН 6-9. Кристаллы нитрата мочевины в количестве 1011,4 кг/ч отделяют от кислого раствора и направляют на нейтрализацию аммиачной водой с образованием раствора нитрата аммония и карбамида, сливающихся в реакторкристаллизатор, т.е. в голову процесса. Количество нитрата аммония, возвращенное в голову процесса, равно 590 кг/ч, карбамида - 493 кг/ч. Расход аммиака на нейтрализацию составляет 139,8 кг/ч. Кислый маточный раствор после отделения нитрата мочевины поступает в нейтрализатор-кристаллизатор сульфата калия, туда же подается газообразный аммиак для нейтрализации избытка кислоты до рН 6-8 и 655,6 кг/ч раствора хлористого калия из первого солерастворителя. Расход газообразного аммиака, подаваемого в нейтрализатор-кристаллизатор сульфата калия, составляет 163,2 кг/ч. 835,2 кг/ч сульфата калия после отделения на фильтре подвергают сушке, а маточный раствор, содержащий катионы К 1, 41, анионы С-, 4-2, 3- и раствор (2)2 используют как жидкое комплексное удобрение. Рециркуляция нитрат-иона с использованием нитрата мочевины позволяет довести общую степень использования нитрат иона до 95,2 . Получаемая калиевая селитра содержит 990,5 мас.нитрата калия. Источники информации 1.3595609 А, 1971. 21393791 1, 1988. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.