《盐化工工艺学》
课程论文
论文题目：硝酸钾
学生姓名：刘波
学号： 201208014219 专业：化学工程与工艺班级：2012级盐气化工任课教师：黄美英
完成时间：2014年12月
目录
1生产简史 (1)
2硝酸钾的物化性质及用途 (1)
2.1物理化学性质 (1)
2.2硝酸钾的应用 (1)
2.3质量规格 (2)
3硝酸钾的生产方法 (2)
3.1合成法 (2)
3.2硝酸铵转化法（复分解法） (3)
3.3吸收法 (3)
3.4离子交换法 (3)
3.5转化法 (3)
4新工艺 (4)
4．1新工艺原理与流程[4] (4)
4.2主要设备选型及特点 (5)
4.2.1配料槽 (5)
4.2.2空气冷却结晶塔 (5)
4.2.3离心机 (6)
4.2.4溶解槽 (6)
4.2.5卧式冷却结晶器 (6)
4.2.6硝酸钾洗涤机 (6)
4.2.7干燥机组 (6)
4.2.8蒸发设备 (6)
4.3新工艺装置特点 (7)
4.4生产中应注意问题 (7)
结束语 (8)
致谢 (9)
参考文献 (10)
硝酸钾
【摘要】介绍了硝酸钾产品的生产简史及其主要物化性质、用途、国家标准、生产方法、典型生产方法的基本原理、工艺条件、工艺流程图以及相关的设备等。本文重点介绍一种硝酸钠转化法制取硝酸钾新工艺。该工艺根据传统硝酸钠生产硝酸钾经验,通过进一步试验与研究,对传统工艺与设备进行改造创新,实现连续工业化生产。
1生产简史
世界硝酸钾70%用于农业,以色列和美国产量最大，约占世界总量的四分之三，智利居第三位。1995年世界硝酸钾总能力约90万吨年，其中直接法的产量约占75%，中国硝酸钾现有生产能力约6万吨年，在建能力亦为6万吨年，其中约80%硝酸钾用于工业部门。
2硝酸钾的物化性质及用途
2.1物理化学性质
硝酸钾（钾硝石）是无水的白色粉末，在空气中不潮解。有时因带有杂质而显浅灰色。密度为2.11g/cm3334℃熔融，高于338℃，分解为亚硝酸钾和放出氧气。硝酸钾有两种晶体，即低温时，生成斜方形结晶；高温时生成菱形结晶。硝酸钾的溶解度随着硝酸浓度升高而降低，当达到最低值后，又升高；硝酸钾在水中的溶解度随着温度的升高而增大。纯品中含46.58%氧化钾和13.85%氮。硝酸钾易溶于水，而且溶解度随温度升高而急剧增加，在20℃时每100克水中可溶解31.2克，在100℃时可溶解247克。
硝酸钾是强氧化剂，与有机物接触能燃烧爆炸，运输、储存时注意安全。2.2硝酸钾的应用
硝酸钾是一种重要的无机化工原料，主要用于制造黑火药、火柴、玻璃制品、光化学玻璃、陶瓷制品、药品、食品等。
硝酸钾在农业上是一种优良的低氯二元钾肥,其主要优点有：①总营养成分
高达59%,其中约含13.5%
~13.9%硝基氮及44.6%
~
46%的K2O；②当作为烟草、茶
叶肥时,硫酸钾中的SO42-会使烟草、茶叶中含硫量偏高,降低品位,而硝酸钾则不存在这个问题；③硝酸钾在水中溶解度高,不易挥发,是液体肥料的最佳配料；④
硝酸钾可被植物完全吸收,不会给生态环境带入化学物质残留；⑤硝酸钾不易潮湿结块,贮运方便；⑥是生产复合混配肥及特种肥料的重要原料。[1]
2.3质量规格
国家标准GB1918—2011
项目
指标
试验方法优等品一等品合格品
w（KNO3）/% ≥99.7≥99.4≥99.0四苯硼钾重量法
w（水分）/% ≤0.10≤0.20≤0.30重量法
w（碳酸盐）/%
（以K2CO3计）
≤0.01≤0.01—酸碱滴定法
w（硫酸盐）/%
（以SO4计）
≤0.005≤0.01—比浊法
w（氯离子）/%
（以Cl计）
≤0.01≤0.02≤0.10汞量法，比浊法
w（水不溶物）/% ≤0.01≤0.02≤0.05重量法吸湿率/% ≤0.25≤0.30—重量法
w（Fe）/% ≤0.003——分光光度法
注：铵盐含量根据用户要求按本标准规定的方法进行测定。
3硝酸钾的生产方法
目前,生产硝酸钾的方法较多,其主要生产方法有以下几种：
3.1合成法
本方法用硝酸和氯化钾作用生成硝酸钾、氯气和亚硝酸酰胺，而亚硝酸酰氯用硝酸氧化制得氯气。
此方法的缺点是：①生成的氯气如果能被其他化工产品消耗掉最好，如不能则有浪费，此法不能用；②此法对设备的腐蚀严重。
其反应方程式为：
3KCl+4HNO3=3KNO3+Cl2↑+NOCl↑+2H2O
3.2硝酸铵转化法（复分解法）
将硝酸铵和氯化钾复分解制备硝酸钾,副产品为氯化铵。由于硝酸铵比硝酸钠便宜,副产品氯化铵可作为农用肥料或其它用途。该法生产的产品质量较上一法差,但成本较低,经济效益好。目前,我国约有60%的硝酸钾企业采用此法。3.3吸收法
此法系用钾的碱溶液吸收硝酸尾气而得。
此法的缺点：主要是KOH的价格较贵，所以很少采用。
3.4离子交换法
利用离子交换树脂或沸石,以氯化钾和硝酸盐为原料,根据阳离子交换树脂对钾铵离子吸附性很近的特点,利用阳离子交换树脂的作用,使氯化钾和硝酸盐溶液中的钾铵离子在离子交换树脂上进行相互转换,而得到硝酸钾溶液。目前国内有35%的工业硝酸钾生产企业采用此方法生产,若作为农用级产品的生产方法,则基本没有经济效益。[2]
3.5转化法
系用硝酸钠和氯化钾复分解而得，此法工艺简单，产品质量高，工业上采用较广。传统硝酸钠法生产硝酸钾工艺是先提取氯化钠，再提取硝酸钾，即硝酸钠与氯化钾及返回循环母液混合，蒸发浓缩至有大量氯化钠晶体析出，然后趁热保温过滤洗涤得副产品氯化钠，再将分离氯化钠的母液经冷却结晶分离得硝酸钾，分离硝酸钾的母液返回循环使用。
这种工艺存在不足：①在提取氯化钠蒸发结晶操作时，易产生爆沸现象，不利于采用真空高效蒸发器及多效蒸发；②高温热溶液中析出氯化钠晶体质量较差，晶粒很细小，过滤困难，吸附母液多，含硝酸钾多，需用水洗涤，故只能采用间歇式过滤器，不适合用离心机分离；③冷却结晶析出硝酸钾时，氯化钠始终处于饱和状态，在析出硝酸钾同时，伴有少量氯化钠晶体析出，致使析出硝酸钾晶体质量差，晶粒偏小。
4新工艺
4．1新工艺原理与流程[4]
为了克服上述传统工艺不足，我们根据相图原理[3]，采用了先提硝酸钾，后提氯化钠工艺流程。图1为Na+、K+//Cl-、NO3-—H2O体系在25℃、100℃下的相图，如图1所示。
图1Na+、K+//Cl-、NO3- /H2O体系25℃、100℃相图
相图中四个顶点A、B、C、D是KNO3、NaNO3、NaCl和KCl的状态点。从相图可知,等摩尔氯化钾与硝酸钠组成M点,再与P点溶液组成V点, V点为配料点, V点溶液经冷却则析出硝酸钾后到H点，H点溶液在100℃经蒸发浓缩析出氯化钠后到P点, P点再加入等摩尔氯化钾与硝酸钠到V点,从图中还可看出,以后的循环过程为V→H→P→V,即在此三点之间变化构成一个封闭的循环。
根据相图和试验,确定有关工艺参数与新的硝酸钠转化法生产硝酸钾工艺流程,流程框图见图2。
图2硝酸钠转化法制取硝酸钾工艺流程框图
工艺过程是：①将硝酸钠与氯化钾及盐母液与精钾母液按一定比例混合配成一定温度与浓度的溶液，然后将溶液冷却结晶、离心分离得粗硝酸钾；②粗硝酸钾加热水溶解，经除杂、冷却结晶、洗涤、离心分离、干燥得工业硝酸钾产品，分离精钾后的母液返回循环使用；③分离粗钾后的母液蒸发浓缩，然后离心分离得副产品氯化钠，分离氯化钠后的母液(包括洗涤水)返回循环使用。
4.2主要设备选型及特点
4.2.1配料槽
配料槽1台，容积为15m3，平底圆筒体结构DN2600mm，高为3000mm，采用通蒸汽直接换热，采用3层搅拌器，转速50r/min，电机功率15kW，材质选用304、Q235。为防腐蚀，接触物料的304不锈钢采用钛纳米防腐涂层，实践证明，涂层具有较好防腐蚀性能。
4.2.2空气冷却结晶塔
空气冷却结晶塔1台套，用于粗硝酸钾冷却与结晶，选用空气作为冷却介质冷却粗硝酸钾溶液，空气冷却结晶塔由塔体、冷却风机、循环泵组成。塔体DN3000mm，高为8000mm，材质选用304与Q235，塔体内接触物料的304不锈钢采用钛纳米防腐涂层；选用轴流风机，风量45000m3/h，风压285Pa，风机叶轮材质为铝合ZL104，其余为碳钢Q235B，电机功率515kW；循环泵选WJ
型无堵塞耐腐浆泵，流量90m3/h，扬程30m，通过颗粒直径50mm，材质选用316L、Q235。
4.2.3离心机
离心机3台，分别用于粗硝酸钾、精硝酸钾、氯化钠的离心分离，选用SD1250型吊袋式离心机，转鼓直径1250mm，最高转速960r/min，装料限度380kg，电机功率1815kW，材质选用316L、Q235。
4.2.4溶解槽
溶解槽1台，平底圆筒体DN2500mm，高为3000mm；全容积为1515m3；直接通入蒸汽加热，搅拌转速34r/min，搅拌电机功率11kW，材质为321、Q235。
4.2.5卧式冷却结晶器
卧式冷却结晶器2台套，用于精硝酸钾冷却与结晶，选用卧式螺带搅拌冷却结晶器，为敞口半圆底的卧式长槽，槽身外装夹套通水冷却，槽内装有螺带搅拌桨叶二组，搅拌轴采用空心轴，槽身两端端板装有搅拌轴轴承，并装有密封装置,防止溶液渗漏。设备半圆内径1600mm，槽宽DN1600mm，上部槽身高1600mm，槽长5000mm；搅拌转速23r/min，搅拌电机功率11kW，设备全容积1718m3，设备材质接触物料选304，其它选Q235B。设备特点是冷却面积大，搅拌效果好，传热系数高，另由于冷却换热面处于介稳区，无晶核自发形成，结晶只在加入的晶种上进行，无法在壁面成长，故可避免冷却面结疤。
4.2.6硝酸钾洗涤机
硝酸钾洗涤机1台，用于洗涤粗硝酸钾中氯化物杂质，选用平板式洗涤机，设备过滤面积为210m2，设备内部有特殊结构的搅拌装置，通过搅拌装置的正、反转达到洗涤物料、卸除滤饼，搅拌电机功率15kW，搅拌转速11r/min，材质321、Q235。
4.2.7干燥机组
选用GL9×60型振动流化床干燥机1台套，该机组包括干燥机1台、热送风机1台、冷送风机1台、散热器5片、分离器1台、布袋除尘器1台、引风机1台，设备材质：接触物料选304，其它选Q235。
4.2.8蒸发设备
采用二效逆流蒸发，蒸发设备由Ⅰ效蒸发器1台、Ⅱ效蒸发器1台、冷凝器1台、水喷射泵1台组成。Ⅰ效蒸发器与Ⅱ效蒸发器均选用相同的外循环蒸发器,换热面积为20m2,设丝网除沫器。设备材质选石墨换热管与304、Q235，为防腐蚀,接触物料的304不锈钢采用钛纳米防腐涂层。
4.3新工艺装置特点
传统的硝酸钠生产硝酸钾工艺是先提取氯化钠再提取硝酸钾,新工艺装置为先提取硝酸钾再提取氯化钠,它有以下优点:
(1)新工艺硝酸钾冷却结晶析出过程中,氯化钠未达到饱和,冷却过程中始终没有氯化钠析出,故所得硝酸钾产品结晶质量好,结晶粒度大。
(2)传统工艺中,氯化钠结晶十分细小,氯化钠过滤分离时,不仅过滤困难,且需用热水洗涤才能洗去氯化钠中所含硝酸钾,新工艺副产品氯化钠是在硝酸钾未饱和条件下结晶析出,氯化钠含硝酸钾很少,结晶粒度大,过滤分离容易,便于采用离心机分离,效率高。
(3)传统工艺中精钾母液只能单独处理,不能直接返回循环,新工艺中精钾母液可以直接返回循环,从而简化工艺与设备。
(4)新工艺采用空气冷却结晶塔,用空气作为冷却介质冷却粗硝酸钾,不需使用冷却水,不存在结垢,生产能力大,节水,节能,且可实现连续化操作。
(5)整个装置循环生产,生产过程中产生的钾母液、盐母液、精钾母液、洗涤水全部返回循环使用,使投入的原料硝酸钠与氯化钾完全复分解转化为产品硝酸钾与氯化钠,生产过程中蒸发水份经冷凝后循环利用,由于整个工艺基本上封闭循环生产,无环境污染。
4.4生产中应注意问题
(1)在氯化钠蒸发操作中,加入某种表面活性剂,可以降低氯化钠表面自由能,减少对硝酸钾与水的吸附,增大氯化钠结晶颗粒,从而减轻在蒸发器内换热管中结垢,同时便于氯化钠过滤与离心分离。
(2)以硝酸钠与氯化钾复分解法生产硝酸钾过程中,还应注意母液中杂质的累积与处理,对母液应定期处理去除杂质,才能确保产品质量合格及生产正常运转。母液中主要杂质是亚硝酸钠、硫酸钠和氯化镁。解决的办法是加入硝酸铵除去亚硝酸钠,加入氯化钡除去硫酸钠,加入碳酸钾除去氯化镁。
结束语
随着硝酸钾应用领域的不断扩大,农用钾肥在我国的大规模推广应用。我国应开发适合我国国情的新工艺。我国目前采用的生产工艺均不同程度的存在着缺陷。或受原料的限制,或使生产成本较高,或是不能实现大规模生产。力争本文新工艺早日实现规模化经营,增强国际竞争力,摆脱农业钾肥长期依赖进口的局面。
致谢
通过本次论文的编写，我从中学习到了生产硝酸钾的新工艺的工艺原理，在传统工艺的基础上进行创新，提高了产品质量。我深刻的认识到知识要学以自用，在传统的基础上进行创新，加强动手动脑能力。特别感谢黄美英老师对我们的悉心栽培，通过她对本科考试改革，加以创新，让我们得到锻炼，增强了我们对知识的求知欲。我相信通过她以及学院老师们对学生学习上的创新，我们学院同学们的个人能力会越来越出众。
参考文献
[1] 杨晓刚,牧剑波,王剑.硝酸钾的生产方法及市场前景[J].河南化工,1999,(3):13-141
[2] 张宏涛.邹辉.毛秀菊等.萃取法制取硝酸钾并联产氮钾复合肥的工艺研究[J].沈阳化工,1996,(2):1-41
[3] 苏裕光.吕秉玲.王向荣.无机化工生产相图分析(一) [M].北京:化学工业出版社, 1992
[4]张罡硝酸钠转化法制取硝酸钾新工艺《化工设计》2009年05期
总氮（TN）测定方法 （过硫酸钾氧化—紫外分光光度法） 一、实验原理 在120℃~124℃的碱性基质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后，用紫外分光光度法分别于波长220nm与275nm出测定其吸光度，按下式计算硝酸盐氮的吸光度，A=A220-2A275，从而算出总氮含量，其摩尔吸光度系数为1.47×103。 二、方法适用范围 方法检测下限为0.05mg/L，测定上限为4mg/L。 三、试剂 1.碱性过硫酸钾溶液：40g K2S2O8+15NaOH→溶于无氨水中→稀释至1000ml 定容即可。溶液放在聚乙烯瓶内，可贮存一周。 2.1+9盐酸 3.硝酸钾标准溶液： （1）硝酸钾标贮备液：0.7218g以烘干4小时（105~110℃）硝酸钾溶于无氨水中，定容至1000ml，加入2ml三氯甲烷作为保护剂，可至少可稳定6个月。此溶液含硝酸盐氮100ug/ml。 （2）硝酸钾标准使用液： 将贮备液稀释10倍即可。此溶液含硝酸盐氮10ug/ml。 四、实验步骤 （一）标准曲线的绘制 1．分别吸取
0、0. 5、1. 00、2. 00、3. 00、5. 00、7. 00、8.00ml的硝酸钾标准使用溶液于25ml比色管中，用无氨水稀释至 10ml标线。 2．加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防蹦出。 3．比色管置于压力蒸汽消毒器中，加热0.5h，放气使压力指针回零。然后升温至120~124℃开始计时。 4．自然冷却，开阀放气，移去外盖。取出比色管并冷却至室温。 5．加入1+9盐酸1ml，用无氨水稀释至25ml标线。 6．在紫外分光光度计上，以新鲜无氨水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。用校正的吸光度绘制标准曲线。 （二）样品的测定步骤 取适量经预处理的水样（使氮含量为20~80ug）。按标准曲线绘制步骤⑵~ （6）操作。然后按校正吸光度，在校准曲线上查出相应的总氮量，再用下列计算总氮含量。 总氮（mg/L）=m/v 式中：
工业硝酸钾 标准号：GB/T1918-1998 替代标准号： 发布单位：中华人民共和国化学工业部起草单位： 发布日期：实施日期： 点击数：682 更新日期：2008年11月20日 前言 本标准非等效采用美国军用规格MIL-P-156B-1956(1990)《军用规格硝酸钾》，是对GB ／T 1918—1986《工业硝酸钾》的修订。 本标准与美国军用规格MIL-P-156B-1956(1990)相比有以下差异： 1 对产品进行了分级，保留了重要的技术指标，取消了硬碴粒、游离酸或游离碱等一些非定量检验项目和国内产品中含量极少的氯酸盐+过氯酸盐、钙+镁、铝等指标项目； 2 增加了产品中硫酸盐含量、吸湿率指标及相应的分析方法； 3 美国军用规格MIL—P—156B一1956(1990)中的主含量是以含氮量给出的，为使标准更明确反映产品质量，本标准中主含量是以硝酸钾表示； 4 分析方法中美国军用规格MIL-P-156B-1956(1990)的主含量采用定氮法，本标准采用四苯硼钾沉淀法； 5 美国军用规格MIL-P-156B—1956(1990)的氯化物、铁含量较高，所采用的分析方法为重量法，而本标准这两项指标含量较低，不宜采用重量法，氯化物采用电位滴定法与容量滴定法并列，铁采用邻菲哕啉分光光度法； 6 美国军用规格MIL-P-156B—1956(1990)的铵盐含量采用石蕊试纸检测，本标准采用甲醛法。 本标准与原国家标准相比有以下差异： 1 根据国内实际生产情况将标准的要求分三个等级，增设了优等品指标，各项指标均有所提高； 2 氯化物、硫酸盐含量改为以C1ˉ和SO2-4计，氯化物含量的测定增加了容量滴定法； 3 增设铁含量，扩大标准的适用范围，同时为了适应用户的要求，增加了铵盐的分析方法；
污泥总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 1．适用范围 本方法规定了碱性过硫酸钾在120～124℃消解后，用紫外分光光度法测定城市污泥中的总氮。 本方法适用于城市污水处理厂污泥及城市其他污泥中总氮的测定。 本方法可测定污泥中的亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐及大部分有机含氮化合物中氮的总和。 本方法污泥消解液的最低检出限为0.04mg/L。 2．方法原理 过硫酸钾是强氧化剂，在60℃以上水溶液中可进行如下分解产生原子态氧： K2S2O8 + H2O2KHSO4 + [O] 分解出的原子态氧在120～140℃高压水蒸气条件下可将大部分有机氮化合物及氨氮、亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐。以CO(NH2)2代表可溶有机氮合物，各形态氧化示意式如下： CO(NH2)2 + 2NaOH + 8[O]2NaNO3 + 3H2O + CO2 (NH4)2SO4 + 4NaOH + 8[O]2NaNO3 + Na2SO4 + 6H2O 2NaNO2 + [O]NaNO3 硝酸根离子在紫外线波长220nm有特征性的最大吸收，而在275nm波长则基本没有吸收值。因此，可分别于220和275nm处测出吸收光度。A220及A275按下式求出校正吸光度A： A＝A220－2A275——————————（1） 按A的值查校准曲线并计算总氮（以NO3－N）含量。 3．试剂和仪器 3.1试剂 3.1.1无氮化合物的纯水 3.1.2氢氧化钠溶液20.0g/L：称取2.0g氢氧化钠（NaOH，A.R），溶于纯水中，稀释至100mL。 3.1.3碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾（K2S2O8，A.R），另称取15g氢氧
《盐化工工艺学》 课程论文 论文题目：硝酸钾 学生姓名：刘波 学号： 201208014219 专业：化学工程与工艺班级：2012级盐气化工任课教师：黄美英 完成时间：2014年12月
目录 1生产简史 (1) 2硝酸钾的物化性质及用途 (1) 2.1物理化学性质 (1) 2.2硝酸钾的应用 (1) 2.3质量规格 (2) 3硝酸钾的生产方法 (2) 3.1合成法 (2) 3.2硝酸铵转化法（复分解法） (3) 3.3吸收法 (3) 3.4离子交换法 (3) 3.5转化法 (3) 4新工艺 (4) 4．1新工艺原理与流程[4] (4) 4.2主要设备选型及特点 (5) 4.2.1配料槽 (5) 4.2.2空气冷却结晶塔 (5) 4.2.3离心机 (6) 4.2.4溶解槽 (6) 4.2.5卧式冷却结晶器 (6) 4.2.6硝酸钾洗涤机 (6) 4.2.7干燥机组 (6)
4.2.8蒸发设备 (6) 4.3新工艺装置特点 (7) 4.4生产中应注意问题 (7) 结束语 (8) 致谢 (9) 参考文献 (10)
硝酸钾 【摘要】介绍了硝酸钾产品的生产简史及其主要物化性质、用途、国家标准、生产方法、典型生产方法的基本原理、工艺条件、工艺流程图以及相关的设备等。本文重点介绍一种硝酸钠转化法制取硝酸钾新工艺。该工艺根据传统硝酸钠生产硝酸钾经验,通过进一步试验与研究,对传统工艺与设备进行改造创新,实现连续工业化生产。 1生产简史 世界硝酸钾70%用于农业,以色列和美国产量最大，约占世界总量的四分之三，智利居第三位。1995年世界硝酸钾总能力约90万吨年，其中直接法的产量约占75%，中国硝酸钾现有生产能力约6万吨年，在建能力亦为6万吨年，其中约80%硝酸钾用于工业部门。 2硝酸钾的物化性质及用途 2.1物理化学性质 硝酸钾（钾硝石）是无水的白色粉末，在空气中不潮解。有时因带有杂质而显浅灰色。密度为2.11g/cm3334℃熔融，高于338℃，分解为亚硝酸钾和放出氧气。硝酸钾有两种晶体，即低温时，生成斜方形结晶；高温时生成菱形结晶。硝酸钾的溶解度随着硝酸浓度升高而降低，当达到最低值后，又升高；硝酸钾在水中的溶解度随着温度的升高而增大。纯品中含46.58%氧化钾和13.85%氮。硝酸钾易溶于水，而且溶解度随温度升高而急剧增加，在20℃时每100克水中可溶解31.2克，在100℃时可溶解247克。 硝酸钾是强氧化剂，与有机物接触能燃烧爆炸，运输、储存时注意安全。2.2硝酸钾的应用 硝酸钾是一种重要的无机化工原料，主要用于制造黑火药、火柴、玻璃制品、光化学玻璃、陶瓷制品、药品、食品等。 硝酸钾在农业上是一种优良的低氯二元钾肥,其主要优点有：①总营养成分 高达59%,其中约含13.5% ~13.9%硝基氮及44.6% ~ 46%的K2O；②当作为烟草、茶 叶肥时,硫酸钾中的SO42-会使烟草、茶叶中含硫量偏高,降低品位,而硝酸钾则不存在这个问题；③硝酸钾在水中溶解度高,不易挥发,是液体肥料的最佳配料；④
硫酸钾生产工艺的比较和选择随着我国农业经济的发展，忌氯作物如烟草、柑桔、西瓜和茶叶等种值量逐年上升，无氯钾肥显得越来越重要，需求量随之不断提高硫酸钾一直被认为是生产无氯钾肥的最好原料，尤为突出的是硫酸钾不仅含钾，同时也是一种硫肥，这对缺硫地区更为重要。据对我国南方10省市土壤分析，缺硫耕地面积在600万公顷左右，约占耕地总面积的25%；与此同时，我国又是世界忌氯作物最大种植国之一，全国西瓜种植面积近1333万公顷，需硫酸钾20万t／a。 然而我国又是贫钾国，还未发现可直接生产硫酸钾的矿源。历年来我国所需的硫酸钾几乎全部从国外进口，每年进口量在5O～80万t左右，预计本世纪末国内年需求量达100万t。因此，加速发展我国硫酸钾生产技术已势在必行。 1．国内外生产消费状况 目前，世界硫酸钾总生产能力为420万t／a，消费量为300万t／a，占世界K2O总消费量的6%。硫酸钾生产方法有两种：一种是从矿石或卤盐中提取，另一种由KCl转化。其中13%取自盐湖和卤水．50%来自矿石，37%由KC l转化。世界硫酸钾总生产能力的一半集中在西欧，其它还有美国、南朝鲜、台湾、前苏联和日本等，全球硫酸钾贸易量已超出200万t／a。我国是硫酸钾消费大国，年需求量在60～80万t，是世界上消费量上升最快的国家。l 992年9月化工部召开了“硫酸钾技术交流会，目的在于探讨我国建设硫酸钾装置的可行性。此后，云南磷肥厂引进日
本技术建立了我国首套硫酸钾生产装置，随后我国又自行开发了由KCI 转化为硫酸钾的技术。现国内已有硫酸钾装置约20套，总生产能力在10～12万t，离实际需求量相差甚远。国内硫酸钾市场仍以进口为主。国内市场，氯化钾到岸价120美元／t，市场价900～1000元／t，硫酸钾到岸价240美元／t，市场价2000～2200元／t，硫酸钾价格是氯化钾的两倍。由于国家烟草局等部门对硫酸钾仍实行部分补贴，有的地区硫酸钾价格在1700～1900元／t。但随着市场经济的改革及白行调整，预测硫酸钾价格维持在2200元／t，并呈继续上升趋势。 2．生产工艺方法的比较及选择 世界上由氯化钾转化为硫酸钾生产工艺见表1，这些工艺除石膏法外国内都有装置。 2.1 从原料来源比较 曼海姆法和硫铵法原料最普遍，硫酸市场货源充足，且很多厂家本身就有硫酸装置。硫铵法可以采用农用级或工业级硫铵，货源较充足，也可以采用钢铁厂、有机化工厂或制药厂等副产硫铵因此拟建厂家选择硫铵法，原料来源是十分广宽的。若利用有机化工厂或制药厂副产硫铵母液作原料，不仅大大降低产品成本，而且消除了环境污染，变废为宝，
硝酸钾生产工艺 配料、分离工段 根据相图，使氯化钾、半成品在高温下溶解而NaCl 等很少溶解。从而达到富集KNO 3的目的。 能医药工业主要用于生产青霉素钾盐、利福平和利尿、发汗、清凉的药剂。食品工
业用于配肉，并在午餐肉中起防腐剂作用。机械工业用于热处理(金属淬火)作淬火之盐浴。玻璃工业用于玻璃器皿生产，起耐温硬化玻料的作用，还用作。农业上用作农作物和花卉的复合肥料。 分析试剂，用于锰、钠的微量分析。 复分解法 硝酸钠与氯化钾经复分解反应得硝酸钾和氯化钠。利用它们的不同溶解度可将其分离。此法工业上应用较多。先把硝酸钠溶于热水中，在搅拌下按硝酸钠：＝100:85的配料比逐渐加入氯化钾，经蒸发浓缩,当温度为119°C时，氯化钠结晶析出。将分离氯化钠后的母液缓慢冷却，硝酸钾即结晶析出。经过滤、洗涤和干燥即得产品。 危害性 爆炸物危险特性：与有机物、硫磷等混合可爆 储运特性：库房通风; 轻装轻卸; 与有机物、还原剂、木炭、硫磷易燃物分开存放 可燃性危险特性：高热放出氧气; 遇有机物、还原剂、木炭、硫、磷等易燃物可燃; 燃烧产生有毒氮氧化物烟雾 防护措施 工程控制：生产过程密闭，加强通风。提供安全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，建议佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。 眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。 身体防护：穿聚乙烯防毒服。 手防护：戴氯丁橡胶手套。 其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 硝酸钾 - 存储运输 储存注意事项 两层塑料袋或一层塑料袋外麻袋、、；塑料袋外复合塑料编织袋（聚丙烯三合一袋、聚乙烯三合一袋、聚丙烯二合一袋、聚乙烯二合一袋）；螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或塑料袋外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱。
过硫酸钾对于总氮测定的影响 （重庆市铜梁排水有限责任公司余智江）摘要:在总氮的检测过程中,碱性过硫酸钾的配置方法对TN的测定准确性有重要的作用。配制碱性过硫酸钾时的水浴温度、过硫酸钾的纯度对于测定总氮的结果都有比较大的影响，现以各种条件下的实验数据加以讨论，提出碱性过硫酸钾的最优配制方式，以进一步提高总氮测定的准确度。 关键词：总氮碱性过硫酸钾最优配制 总氮的测定方法通常采用碱性过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐后，再以紫外法进行测定（GB11894-1989）。此方法消解时只有一种氧化剂――碱性过硫酸钾，而国标中并未对其配制过程有明确的规定，而不同的配制过程对总氮测定的结果又有比较大的影响，下面对各种配制方法测定的总氮结果进行讨论。 一、实验 1.1实验原理： 在120C o～124 碱性介质条件下，用过硫酸钾做氧化剂，可以将水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机物氮化合物氧化为硝酸盐，而后，用在外分光光度法分别于波长220nm与275nm处测定其吸光度，按A=A220-A275计算硝酸盐氮的吸光度，从而计算总氮的含量。其摩尔吸光度系数为1.47*103L 1.2仪器： 1.2.1 25ml比色管 1.2.2 10单标线吸管 1.2.3 2单标线吸管 1.2.4 100容量瓶
1.2.51000ml容量瓶中 1.2.6 DR5000分光光度计 1.2.7 BS224S电子天平 1.3 试剂 1.3.1实验室用水，均为新制备的无氨水。 1.3.2 20%氢氧化钠溶液：称取20g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至100ml。 1.3.3 碱性过硫酸钾溶液：称取40g过硫酸钾，15g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至1000ml。溶液存放在聚乙烯瓶中，可储存一周。 1.3.4 （1+9）盐酸 1.3.5 重庆市环保局购买的TN标准样品10ml用无氨水稀释至250ml。 1.3.5硝酸钾标准溶液： 标准储备液：用BS224S电子天平准确称取0.7218g经115~110Co烘干4h的优级纯硝酸钾溶于氨水中，移至1000ml容量瓶中，定容。此溶液每毫升含100微克硝酸盐氮。加入2ml三氯甲烷为保护剂，至少可稳定6个月。 硝酸钾标准使用液：将标准储备液用10ml单标移液管移入100ml容量瓶，用无氨水定容至标线。此溶液浓度为10ug/ml。 二、实验过程与分析 2.1水浴温度对碱性过硫酸钾测定结果的影响 将碱性过硫酸钾的水浴温度控制在：20℃、40℃、60℃、80℃、100℃进行配制，对样品1、样品2、样品3进行测试，数据如下：
提纯过程：在1升广口瓶加入约800mL水，50摄氏度水浴锅加热，然后逐渐加入过硫酸钾，直至不能溶解为止，这个过程挺漫长. 然后把完全溶解的饱和溶液放在室温中自然冷却（选用广口瓶有盖，重结晶过程避免引入其他污染），再放进四度冰箱重结晶，建议同时用另一个广口瓶冰一瓶去离子水，重结晶一夜后，倒掉上清液然后用冰好的去离子水清洗几遍，我觉得这样效果更好（重结晶的晶体会结成一块沉在瓶底，但其实结构很松散，用钢勺什么的弄两下就离散开了，然后再清洗）。我一般都重结晶两次。 洗净后倒掉上清液，然后放入50摄氏度烘箱烘干即可（用广口瓶烘干比较慢，可以转移到烧杯）。 上次结晶了约170克回收了约60克，还比较满意，比买国外的便宜多了！ 2、其他药品 去年有大人说氢氧化钠以及盐酸都有影响，但是我都是用的一般分析纯药品，没有造成特别大的影响，应该没问题。 3、消解过程 我选择消解温度为124摄氏度左右，有大人说要避免跟生物实验室公用灭菌锅，会混入污染，不过遗憾的是我们实验室就是生物实验室-_-|| 但是我这半年做的基本没啥问题，消解的时候比色管盖严，用布和绳子把盖子扎严实，基本问题不大。 4、测试 测试的时候要加入1ml 1:9盐酸，我觉得盐酸跟过硫酸钾的反应可能需要一段时间，所以我都是加入盐酸后过几个小时再测试，结果很稳定。 5、结果 现在测试的空白220与275相减后基本都在0.01-0.02（220在0.04 275在0.01左右），对于我的实验精度已经足够了，标准曲线r=0.9997，不算特别好，但是跟去年空白吸光度4相比，我已经非常非常满足了呵呵 6、其他 实验过程中加碱性过硫酸钾的时候一定要避免加在瓶口处，另外消解前混匀样品千万不要倒转比色管，否则消解后会导致比色管打不开，惨痛教训！建议使用50ml比色管，容易混匀！ 另外，测试过程中发现比色管的质量影响实验结果！我在三年前买的比色管非常好用，但是不够，所以又买了一些新的，就发现新的测试数据偏大，而且没用几次，新比色管的盖子就出现了裂纹，有些在开盖子的时候直接就裂掉了，郁闷！唉，产品质量下降太多了！都是一个牌子的-_-|| 3、消解的控制 消解时，GB11894—89中要求达到规定温度压力后即开始计时，而我们的经验是，达到规定温度压力后应当先放气使压力表指针回零，再次达到规定温度压力后再计时。或者直接打开放气阀加热一段时间，待蒸气灭菌器内的冷空气被彻底赶尽、放出热蒸气后再关闭放气阀消解，并且将消解温度控制在123℃，同时将消解时间延长至1小时，使得过硫酸钾消解完全，这样测定结果最为理想。
曼海姆法硫酸钾反应炉爆炸事故分析 2001年12月1日18时57分，某公司硫酸钾车间1#反应炉(曼海姆法硫酸钾反应炉)用临时火嘴烘炉，在停临时火嘴换正式燃烧器升温点火时，发生爆炸事故，造成1#反应炉毁坏，幸未造成人员伤亡。 一、事故原因分析 1．工艺操作方面 (1)按反应炉岗位操作工序的规定：“烘炉时必须严格按烘炉升温曲线进行，并注意保证炉内温度均匀上升，升温速率和总的烘烤时间要同时被控制”。根据事故发生前后当班记录和有关人员反映，用临时烧嘴烘炉2天时间，炉温最高升到35oC，故改用正式燃烧器点火烘炉。由于热备期间，炉内呈现负压状态，操作工熄灭临时火嘴抽出炉外时，炉内吸入空气。另外，操作时烟气引风机和空气鼓风机的开停等情况，当班记录没有准确记载，而且点火操作时，没有同当班调度和有关领导取得联系批准，故导致点火时发生异常情况爆炸。 (2)操作工在正式燃烧器点火操作前的3分钟内，连续让硫酸钾化验室做2次测爆分析，存在先测爆点火熄灭，再测爆点火爆炸的可能。 (3)也存在炉内置换不彻底留有死角，导致点火爆炸的可能。 2．设备管理方面 (1)1#反应炉11月29日维修完工，按规程应直接用正式燃烧器点火烘炉，并应严格按照安全技术规程操作。然而该车间却是先用临时火嘴烘炉，未达到升温目的，才改用正式燃烧器，并在点火烘炉过程中发生爆炸事故。 (2)干气蝶阀不严，炉内存在可燃气置换不彻底。其中干气含氢气20％～25％，甲烷12％～18％，乙烷、乙烯25％～30％，丙烷、丙烯1％～2％，碳四烃0.1％～0.8％，可燃气组分含量高达75％以上。故阀门渗漏也可能导致爆炸事故。 3．测爆分析方面 硫酸钾化验室在点火烘炉过程中，进行测爆分析2次，测爆结果是混合气体浓度均为0.1％，而出具的化验报告上混合气体浓度都是0，并且事故发生后确认测爆仪器灵敏好用。故化验员提供了不准确数据，是事故发生的又一因素。 二、事故教训
浅谈曼海姆法硫酸钾生产工艺与质量控制 摘要：文章介绍了曼海姆法生产硫酸钾的基本原理、工艺流程、生产装置及产品的质量控制。 关键词：硫酸钾；曼海姆法；质量 钾肥有氯化钾、硝酸钾、硫酸钾和硫酸钾镁，其中氯化钾占90%以上。但有些作物不能施用氯化钾，其中的氯离子会在土壤中聚集，使土壤的盐指数增高，使作物中毒。硫酸钾是一种优质无氯的钾肥，适合烟草、葡萄、甜菜、茶树、马铃薯、亚麻及各种果树等忌氯作物的种植；它也是优质氮、磷、钾三元复合肥料的主要原料，供应钾元素。至于加工型硫酸钾的生产，目前有曼海姆法、结晶法、缔置法、溶剂法等，占主导地位的是曼海姆法。 1 曼海姆法生产硫酸钾 1.1 曼海姆法生产方法概述和工艺流程 曼海姆法工艺流程图如图1所示： 1.2 曼海姆法生产装置 曼海姆法生产装置包括曼海姆炉、反应炉系统附属设备、盐酸制备及氯化氢回收与循环水系统。 曼海姆法的核心装置是曼海姆炉。产品的纯度、转化率高低、生产能力和操作难易都与曼海姆炉有关。曼海姆炉主要由燃烧室（上部）、反应室（中部）、烟道室（下部）组成，并配有加料及机械搅拌推料装置。 燃烧室：处于反应室顶部，入口为空气进口、喷油口。重油储存中间槽，入炉油在伴有空气的条件下燃烧，燃烧室维持800～900 ℃以供给反应室之热量。燃烧气经烟道进入烟道室，空气由送风机经复热器与烟道气换热后送到燃烧室。 烟道室：处于反应室底部，高温烟道气自燃烧室出来，由烟道及烟道气管道送至继续提供反应室所需热量以保证其正常运作及热量的充分利用。 反应室：处于燃烧室与烟道室之间，下部为反应床，顶部为高温圆穹形黑矽砖。反应床上部配有旋转耙齿，转数约为1～1.5 r/min，作用为物料搅拌、混合、粉碎、成品转移和维持料床高度。主轴顶部依上而下分别装有硫酸及氯化钾分布器。硫酸钾成品出料口分布两侧与推料机相连。反应室另设氯化氢气体出口，经管道与碳精冷却器相连。反应炉顶部上部分别设有氯化钾与硫酸加料计量装置，以维持生产过程中控制合理的投料比，保证产品品质，低消耗及延长反应床耙齿之使用寿命。反应室正常作业时维持微负压。
XXXX有限公司 新项目方法验证能力确认报告 水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法项目名称： HJ636-2012 负责人： 审核人： 日期：
总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》（HJ636-2012） 方法验证能力确认报告 1、方法依据及适用范围 本标准规定了测定水中总氮的碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。 本标准适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中总氮的测定。 当样品量为10ml时，本方法的检出限为0.05mg/L，测定范围为020～7.00mg/L。 2、方法原理 在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，过硫酸钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。分解出的原子态氧在120~124℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解。可用紫外分光光度法于波长220nm和275nm处，分别测出吸光度，求出校准吸光度，在标准曲线中查得总氮（NO3-）的含量。 3、主要仪器、设备及试剂 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂，实验用水为新制备的纯水或无氨水。 3.1试剂和材料 3.1.1新制备的去离子水 3.1.2氢氧化钠溶液（200g/L）：称取20.0g氢氧化钠溶于少量水中，稀释至
100mL。 3.1.3碱性过硫酸钾溶液：称取40.0g过硫酸钾溶于600mL水中，（可置于50℃水浴中加热至全部溶解）；另称取15.0g氢氧化钠溶于300mL水中。待氢氧化钠溶液温度冷却至室温后，混合两种溶液定容至1000mL，存放于聚乙烯瓶中，可保存一周。 3.1.4盐酸溶液（1+9） 2.3.5硝酸钾标准贮备液ρ=1000μg/mL，标准证书编号：XXXXXXXX，有效期限：XXXX年XX月XX日。 3.2仪器 3.2.1紫外分光光度计。1台，型号：XXXXX，检定证书编号：XXXXX，检定有效期限，XXXX年XX月XX日。 3.2.2具塞比色管，25mL。 3.2.3高压蒸汽灭菌锅。 3.2.4一般实验室常用仪器和设备。 4、样品采集及测定 4.1样品采集和保存 参照HJ/T91和HJ/T164 的相关规定采集样品。 将采集好的样品贮存在聚乙烯瓶或硬质玻璃瓶中，用浓硫酸（6.6）调节pH 值至1～2，常温下可保存7d。贮存在聚乙烯瓶中，一20℃冷冻，可保存一个月。 4.2样品制备 取适量样品用氢氧化钠溶液或硫酸溶液调节pH值至5~9，待测。
过硫酸钾重结晶 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
1、过硫酸钾提纯 我觉得这个方法测总氮的主要问题就是过硫酸钾含氮去年我测试的时候，吸光度甚至达到了4 -_-|| 现在想想真是太恐怖了 听说国外的过硫酸钾没问题但是实在太贵，另外我也不是完全确定肯定是过硫酸钾的问题，所以我选择重结晶提纯过硫酸钾（英明阿~~呵呵自美下） 提纯过程：在1升广口瓶加入约800mL水，50摄氏度水浴锅加热，然后逐渐加入过硫酸钾，直至不能溶解为止，这个过程挺漫长-_-|| 然后把完全溶解的饱和溶液放在室温中自然冷却（选用广口瓶有盖，重结晶过程避免引入其他污染），再放进四度冰箱重结晶，建议同时用另一个广口瓶冰一瓶去离子水，重结晶一夜后，倒掉上清液然后用冰好的去离子水清洗几遍，我觉得这样效果更好（重结晶的晶体会结成一块沉在瓶底，但其实结构很松散，用钢勺什么的弄两下就离散开了，然后再清洗）。我一般都重结晶两次。 洗净后倒掉上清液，然后放入50摄氏度烘箱烘干即可（用广口瓶烘干比较慢，可以转移到烧杯）。 上次结晶了约170克回收了约60克，还比较满意，比买国外的便宜多了！ 2、其他药品 去年有大人说氢氧化钠以及盐酸都有影响，但是我都是用的一般分析纯药品，没有造成特别大的影响，应该没问题。 3、消解过程 我选择消解温度为124摄氏度左右，有大人说要避免跟生物实验室公用灭菌锅，会混入污染，不过遗憾的是我们实验室就是生物实验室-_-|| 但是我这半年做的基本没啥问题，消解的时候比色管盖严，用布和绳子把盖子扎严实，基本问题不大。 4、测试 测试的时候要加入1ml 1:9盐酸，我觉得盐酸跟过硫酸钾的反应可能需要一段时间，所以我都是加入盐酸后过几个小时再测试，结果很稳定。 5、结果 现在测试的空白220与275相减后基本都在0.01-0.02（220在0.04 275在0.01左右），对于我的实验精度已经足够了，标准曲线r=0.9997，不算特别好，但是跟去年空白吸光度4相比，我已经非常非常满足了呵呵 6、其他 实验过程中加碱性过硫酸钾的时候一定要避免加在瓶口处，另外消解前混匀样品千万不要倒转比色管，否则消解后会导致比色管打不开，惨痛教训！建议使用50ml比色管，容易混匀！ 另外，测试过程中发现比色管的质量影响实验结果！我在三年前买的比色管非常好用，但是不够，所以又买了一些新的，就发现新的测试数据偏大，而且没用几次，新比色管的盖子就出现了裂纹，有些在开盖子的时候直接就裂掉了，郁闷！唉，产品质量下降太多了！
曼海姆法硫酸钾装置工艺设计介绍 摘要：本文介绍韩国某套10000t/a曼海姆法硫酸钾装置的工艺流程，总结工艺及管道设计的体会和认识。 关键词：曼海姆法硫酸钾总结 2009年7月～2010年5月本人参与了国内公司总承包的韩国某套10000t/a 曼海姆法硫酸钾装置的工艺及管道设计。今年10月已经建设完毕并已试车成功，目前装置运行情况良好，各项指标基本达到了设计要求，填补了该企业的生产空白。 一、工艺描述 1.化学反应过程 曼海姆反应炉生产硫酸钾总的来讲是吸热反应，反应分两步进行： KCL+H2SO4=KH SO4+HCL↑ +16.4kJ/mol (1) KCL+KHSO4===K2SO4+HCL↑ -71.6kJ/mol (2) （副反应）H2SO4→SO3+H2O HCL+H2O→HCL·H2O（盐酸） （副反应）SO3+H2O→H2SO4 第一步浓硫酸与氯化钾生成硫酸氢钾和氯化氢, 第二步生成的硫酸氢钾与剩余的氯化钾反应生成硫酸钾和氯化氢。控制浓硫酸稍微过量，以保证氯化钾的完全转化，因此出反应炉的硫酸钾含有7～8％的硫酸氢钾，在随后工序中加入少量的石粉（碳酸钠或碳酸钙）中和其酸性，得到含氧化钾50％的成品硫酸钾。 采用固定床[酸（液）盐（固）]复分解反应法。固态的氯化钾与98%硫酸按一定的投料比连续加入反应室，在高于500℃高温（一般控制在500～530℃）推动耙齿匀速推料（搅拌混合作用）的条件下进行反应。原料连续投入以维持正常床面，成品硫酸钾则不断由反应室出口（对称二处）排入成品推料机，在冷却且伴有搅拌粉碎的作用下经气封输送器进入刮板输送机，为中和硫酸钾成品中的游离酸，在刮板机上设置可调CaCO3细粉加料机，然后再经提升筛选粉碎入成品料仓。反应中产生之氯化氢气体用水吸收制取盐酸装入储罐。尾气经洗涤后符合废气排放标准的前提下排入大气。 2.工艺流程简介 该套曼海姆法硫酸钾装置共分三个工序：硫酸钾反应工序、硫酸钾成品包装工序、盐酸吸收工序。 2.1硫酸钾反应工序 原料库中的氯化钾经斗式提升机、皮带运输机转运至氯化钾料斗，经计量皮带机计量后由密封螺旋输送机加入曼海姆反应炉；浓度为98%的硫酸由外管送至硫酸储槽，由硫酸输送泵送入车间硫酸高位槽,通过位差浓硫酸自流经电磁流量计计量后加入反应炉,氯化钾和浓硫酸的反应物料在不断转动的耙齿系统搅动下进行混合，并由高温烟气间接加热，反应室温度控制在500～530℃。氯化钾和浓硫酸不断反应，同时不断被耙齿推向炉腔周边。反应生成的氯化氢气体被引至盐酸吸收工序，反应生成的硫酸钾经两个对称的出料口进入两侧的冷却推料机，物料在推料机中被冷却和粉碎后，经螺旋输送机送到成品刮板机，由刮板机送往成品斗式提升机再送至成品包装工序。在刮板机上设有碳酸钠（或碳酸钙）加料机，加入少量碳酸钠（或碳酸钙）对产品中的游离酸进行中和；反应室内保持一
1、过硫酸钾提纯 我觉得这个方法测总氮的主要问题就是过硫酸钾含氮去年我测试的时候，吸光度甚至达到了4 -_-|| 现在想想真是太恐怖了 听说国外的过硫酸钾没问题但是实在太贵，另外我也不是完全确定肯定是过硫酸钾的问题，所以我选择重结晶提纯过硫酸钾（英明阿~~呵呵自美下） 提纯过程：在1升广口瓶加入约800mL水，50摄氏度水浴锅加热，然后逐渐加入过硫酸钾，直至不能溶解为止，这个过程挺漫长-_-|| 然后把完全溶解的饱和溶液放在室温中自然冷却（选用广口瓶有盖，重结晶过程避免引入其他污染），再放进四度冰箱重结晶，建议同时用另一个广口瓶冰一瓶去离子水，重结晶一夜后，倒掉上清液然后用冰好的去离子水清洗几遍，我觉得这样效果更好（重结晶的晶体会结成一块沉在瓶底，但其实结构很松散，用钢勺什么的弄两下就离散开了，然后再清洗）。我一般都重结晶两次。 洗净后倒掉上清液，然后放入50摄氏度烘箱烘干即可（用广口瓶烘干比较慢，可以转移到烧杯）。 上次结晶了约170克回收了约60克，还比较满意，比买国外的便宜多了！ 2、其他药品 去年有大人说氢氧化钠以及盐酸都有影响，但是我都是用的一般分析纯药品，没有造成特别大的影响，应该没问题。 3、消解过程 我选择消解温度为124摄氏度左右，有大人说要避免跟生物实验室公用灭菌锅，会混入污染，不过遗憾的是我们实验室就是生物实验室-_-|| 但是我这半年做的基本没啥问题，消解的时候比色管盖严，用布和绳子把盖子扎严实，基本问题不大。 4、测试 测试的时候要加入1ml 1:9盐酸，我觉得盐酸跟过硫酸钾的反应可能需要一段时间，所以我都是加入盐酸后过几个小时再测试，结果很稳定。 5、结果 现在测试的空白220与275相减后基本都在0.01-0.02（220在0.04 275在0.01左右），对于我的实验精度已经足够了，标准曲线r=0.9997，不算特别好，但是跟去年空白吸光度4相比，我已经非常非常满足了呵呵 6、其他 实验过程中加碱性过硫酸钾的时候一定要避免加在瓶口处，另外消解前混匀样品千万不要倒转比色管，否则消解后会导致比色管打不开，惨痛教训！建议使用50ml比色管，容易混匀！ 另外，测试过程中发现比色管的质量影响实验结果！我在三年前买的比色管非常好用，但是不够，所以又买了一些新的，就发现新的测试数据偏大，而且没用几次，新比色管的盖子就出现了裂纹，有些在开盖子的时候直接就裂掉了，郁闷！唉，产品质量下降太多了！都是一个牌子的-_-||
引发剂过硫酸钾溶液浓度的测定1、范围 适用于引发剂过硫酸钾溶液浓度的测定 2、原理 过硫酸钾与过量的硫酸亚铁铵作用，亚铁被氧化成高铁，过量的亚铁用高锰酸钾溶液滴定，经计算求得过硫酸钾含量。其反应式为： 2（NH4）2Fe(SO4)2+K2S2O8→(NH4)2SO4+K2SO4+2NH4·Fe(SO4)2 10(NH4)2Fe(SO4)2+2KmnO4+8H2SO4→10(NH4)2SO4+K2SO4+5Fe2(SO4)3+2MnSO4+8H2O 3、试剂 硫酸亚铁铵溶液：0.1mol/L。 高锰酸钾标准滴定溶液：C（1/5KMnO4）=0.1mol/L。 4、仪器 吸液管：25ml。 量筒：50ml。 酸式滴定管：25ml。 滴瓶：30ml。 三角烧瓶：25ml。
5、分析步骤 用差减法称取（2～4）g（准确至0.0002g）试液，置于三角瓶中，用吸液管加入硫酸亚铁铵溶液25ml，再加蒸馏水，充分摇匀，使反应完全。用高锰酸钾标准滴定溶液滴定至呈浅玫瑰色时为终点。同时做空白试验。 6、结果计算 过硫酸钾溶液浓度X，以质量分数（%）计，按公式（1）计算： 式中: V2——滴定试液消耗高锰酸钾的体积，单位为毫升（ml）， V1——空白消耗高锰酸钾标准滴定溶液的体积，单位为毫升（ml），C——高锰酸钾标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L），G——试样的质量，单位为克（g）， 0.135——与1ml高锰酸钾标准滴定溶液C（1/5KMnO4）=0.1mol/L 相当的，以克表示的过硫酸钾的质量。 计算结果保留至小数点后两位。 7、允许差 两次平行测定结果之差不大于0.1%
从相图出发浅谈硝酸钾生产的工艺问题学号:1014 XX:余平高 摘要 文章根据硝酸钾生产中实际的情况，利用K+ 、NH+ 4//Cl+ 、NO+ 3 - H2O四元水盐体系相图，计 算了硝酸钾生产中各过程的理论值，分析了硝酸钾生产的工艺问题，并提出了具体措施。 关键词: 相图分析;硝酸钾;温度;措施 1 前言 硝酸钾是一种双元高品位化肥，含氮13.5%，钾45%，养分总含量为60%左右，适用于各种粮食作物及蔬菜、棉花、瓜果、烟草等经济作物，可提高作物抗旱、抗寒、抗病性能，近几年来，由于无氯钾肥在农业上施用量不断增加，作为优质无氯钾肥的硝酸钾产品的市场需求也在不断扩大，硝酸钾已成为我国化工行业的热点投资项目。XX化工股份XX投资了一套硝酸钾生产装置，年设计能力为1万口a。其工艺原理是利用氯化钾和硝酸钱为原料复分解循环法生产农用硝酸钾。同时副产农用氯化按，根据相关资料，硝酸钾生产三步循环法节能降耗，控制操作较为简单，故公司采用三步循环法生产，其工艺流程图用方框图如图1所示，其工艺流程主要包括KN03冷却结晶与NH4Cl蒸发结晶两个过程。 说明 : 二次滤液与KCI、NH4N03、H20按一定比例溶解后得到二次母液硝酸钾冷却结晶采用真空冷却结晶器蒸汽抽真空降温的方法进行。析出硝酸钾后的母液为一次母液，进人NH4Cl蒸发结晶系统，NH4CI蒸发结晶采用一效，二效蒸发器循环蒸发到一定浓度后从一效取出，进NH4Cl冷却搅拌装置冷却至60℃。析出NH4Cl后得到二次滤液。 2 问题的提出 我国部分工厂自2 0 5年 9月份投产以来，产量低，每个班仅为It一Zt的产量，远远达不到设计能力，而且产品质量很不稳定。硝酸钾产品K20含量不够，氯根高，氯化钱质量有时连续不合格，氯化铰含凡0多，达到ro%一20%，含氮量低，总氮含量低于2.5%，而且生产一定时间后，氯化钱稠厚器的晶浆细，氯化钱离心机根本分离不出来，造成母液成份很差，没法开下去，不得不停止投料，重新调整母液。初步分析一次母液，二次母液的组成未控制好，特别是钾离子的浓 度未控制好。为此，根据实际情况，对K+ 、NH+ 4//Cl+ 、NO+ 3 - H2O四元水盐体系相图进行了
年产2万吨硫酸钾工艺比较简述 杨众喜2009---金昌 硫酸钾氯离子平衡示意图： 氯化钾（95%），1.7万吨（含氯0.768万吨） 成品硫酸钾（含氯1.5%）2.0万吨 2万吨/年硫酸钾需纯度为95%的氯化钾1.7万吨（其中氯0.768万吨），2.0万吨成品硫酸钾（硫酸钾中氯离子平均含量1.5%）含氯0.03万吨。2.4万吨盐酸含氯0.735万吨。 排污（0.40t /d） 5.2 蒸汽(4.8t/d)
单位：吨/天项目水平衡图 排放 我国硫酸钾生产企业情况统计（单位：吨/年,K2O计） 世界上硫酸钾的生产主要有两种原料路线，一是从含硫酸钾的矿或盐卤中直接提取硫酸钾；二是用氯化钾经化学转化法生产硫酸钾。由于天然硫酸盐型钾矿资源缺乏，其发展受到制约。据统计，世界硫酸钾总生产能力的一半以上是用氯化钾转化而生产的。
由于我国没有天然硫酸钾资源，我国硫酸钾主要靠氯化钾与硫酸（或硫酸盐）转化法生产。我国在氯化钾转化生产硫酸钾方面做了大量的工作，并相继研究开发出了芒硝法、混合盐法、硫酸铵法、缔置法及液相沉淀法等多种硫酸钾生产工艺。同时，还引进了近50套世界上公认技术先进、成熟的曼海姆硫酸钾生产装置。下面对我国目前已采用的氯化钾转化法生产硫酸钾工艺的生产、技术状况进行具体分析： 曼海姆工艺：该法在国内已有50多家企业约150万吨/年生产能力，个别厂在近几年内还有进一步的扩产计划。 芒硝法：目前我国工业化芒硝法硫酸钾生产装置仅有运城南风化工集团公司一家，年生产能力为15万吨，最大单套能力为10万吨/年，其中5万吨/年装置1996年底建成投产，目前该装置运行状况良好，属国内芒硝法硫酸钾较为成功的一例。芒硝法硫酸钾的工艺特点是常温、常压操作，设备腐蚀小。但由于钾钠离子较近似，彻底分离困难，原料消耗较高，单位投资大，另外副产品氯化钠附加价值低，如没有芒硝资源等优势，经济上较难过关。 液相沉淀法：该工艺是将生产钛白粉等工艺副产的硫酸亚铁与碳铵、氯化钾反应，联产高纯氧化铁并副产氯化铵。该工艺投资较大，但副产品附加价值高，如没有市场问题，该工艺经济效益较好。 混合盐法：该法是天津海水淡化研究所开发的技术,是利用海水提盐后副产的混合盐作为原料与氯化钾反应生产硫酸钾。该工艺只能在沿海等地区建设，且由于混合盐资源有限，而比较分散,该法的发展也受到一定的限制。 硫酸铵法：即用硫酸铵和氯化钾反应生产硫酸钾副产氯化铵。此法在国内已有生产装置，其中最具代表性的是北京平谷新平化工厂，年生产能力为15000t。该法工艺流程简单，投资较小，但受硫酸铵资源及价格的限制，只有小规模生产。 缔置法：该法是在缔置剂的作用下将氯化钾、硫酸与氨反应，生产硫酸钾并副产氯化铵。有两个厂曾利用该技术进行2万吨/年扩大试验，但由于技术条
过硫酸钾氧化紫外分光光度法 1 原理 总氮total nitrogen（TN），指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量，包括水中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中氮的总和。在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子。分解出的原子态氧在120℃～124℃条件下，使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐，采用紫外分光光度法于波长220nm和275nm 处，分别测定吸光度A220及A275，按以下公式计算校正吸光度A， A＝A220－2A275 总氮（以NO3-N计）含量与校正吸光度成正比。 过硫酸钾分解反应式如下： K2S2O8+H2O→2KHSO4+21O2 KHSO4→K++HSO4- HSO4-→H++SO42- 本方法的有效测定范围为0.20mg/L～7.00mg/L。 2 实验用品 2.1仪器：1000ml容量瓶、100ml容量瓶、10ml比色管若干、最大量 程分别为5ml、1ml、0.2ml的移液枪一支、分光光度计； 2.2 药品：氢氧化钠、过硫酸钾、硝酸钾、浓盐酸（ρ（HCl）=1.19g/ml）、 浓硫酸（ρ（H2SO4）=1.84g/ml）；
2.3 试剂配制： （1）碱性过硫酸钾溶液:称取40.0g 过硫酸钾，溶于600ml水中（可置于50℃水浴中加热至全部溶解）；另称取15.0g 氢氧化 钠溶于300ml水中。待氢氧化钠溶液恢复到室温后，混合两 种溶液定容至1000ml，并存放在聚乙烯瓶内，可保存一周； （2）硝酸钾标准贮备液：称取0.7218g硝酸钾，溶于适量水中，移至1000ml容量瓶中定容，混匀。其中的总氮含量为 100mg/L。加入1ml～2ml三氯甲烷为保护剂，在0℃～10℃ 暗处保存，可稳定6个月； （3）标准硝酸钾工作液：准确移取硝酸钾标准贮备液10.00ml至100ml容量瓶中定容，混匀，临用现配。其中的总氮含量为 10mg/L； （4）5mol/L NaOH溶液:称取20gNaOH，加水定容至100ml； （5）硫酸溶液：取10ml浓硫酸加入350ml水中冷却备用； （6）盐酸溶液：取10ml浓盐酸加入90ml水中冷却备用； 3 实验步骤 3.1标准曲线 取10支试管，按下列表格加入试剂显色，以蒸馏水为参比水样进行调零，并测定吸光值A220、A275
实验方法 总氮（TN）测定方法 （过硫酸钾氧化—紫外分光光度法） 一、实验原理 在120℃~124℃的碱性基质条件下，用过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。而后，用紫外分光光度法分别于波长220nm与275nm出测定其吸光度，按下式计算硝酸盐氮的吸光度，A=A220-2A275，从而算出总氮含量，其摩尔吸光度系数为1.47×103。 二、方法适用范围 方法检测下限为0.05mg/L，测定上限为4mg/L。 三、试剂 1.碱性过硫酸钾溶液：40g K 2S 2 O 8 +15gNaOH →溶于无氨水中→稀释至1000ml定容即 可。溶液放在聚乙烯瓶内，可贮存一周。 2.1+9盐酸 3.硝酸钾标准溶液： （1）硝酸钾标贮备液：0.7218g以烘干4小时（105~110℃）硝酸钾溶于无氨水中，定容至1000ml，加入2ml三氯甲烷作为保护剂，可至少可稳定6个月。此溶液含 硝酸盐氮100ug/ml。 （2）硝酸钾标准使用液：将贮备液稀释10倍即可。此溶液含硝酸盐氮10ug/ml。 四、实验步骤 （一）标准曲线的绘制 1．分别吸取0、0.5、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00ml的硝酸钾标准使用溶液于25ml比色管中，用无氨水稀释至10ml标线。 2．加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防蹦出。 3．比色管置于压力蒸汽消毒器中，加热0.5h，放气使压力指针回零。然后升温至120~124℃开始计时。 4．自然冷却，开阀放气，移去外盖。取出比色管并冷却至室温。 5．加入1+9盐酸1ml，用无氨水稀释至25ml标线。 6．在紫外分光光度计上，以新鲜无氨水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm及275nm波长处测定吸光度。用校正的吸光度绘制标准曲线。 （二）样品的测定步骤 取适量经预处理的水样（使氮含量为20~80ug）。按标准曲线绘制步骤⑵~（6）操作。然后按校正吸光度，在校准曲线上查出相应的总氮量，再用下列计算总氮含量。 总氮（mg/L）=m/v 式中： m为从校准曲线上查得的含氮量（ug）； v为所取水样体积（ml）。