專利名稱：一種生產甲酸鉀的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產甲酸鉀的方法，特別涉及一種用海水、苦鹵或其它含鉀鹵水為原料生產甲酸鉀的方法。
背景技術：
甲酸鉀是一種重要的化工原料，目前主要用于配制油田鉆井液、完井液，鉻制革法中的偽裝酸(蒙囿劑)，制造碳黑表面改性劑、溶雪劑、礦山開采等等，印染行業中用作還原劑，現在還大量用于生產飼料用二甲酸鉀。目前生產甲酸鉀的方法主要有以下幾種(1)復分解法該工藝反應溫和，生產設備簡單，無污染，但由于反應結束后產物是混合狀態，要想得到較高純度的甲酸鉀，還需要相對復雜的提純工藝，因而導致成本高，質量偏低。( 氫氧化鉀與一氧化碳高壓合成法 (CN00112814. 0和CN03120711. 1)該方法能夠利用一部分含有CO的廢氣，減少環境污染， 但氫氧化鉀原料成本較高，且為了產生反應所需的溫度和壓力條件需要消耗大量的能源， 屬于高能耗的方法。( 酸堿中和法該方法中包含氫氧化鉀與甲酸中和法、碳酸鉀與甲酸中和法及碳酸氫鉀與甲酸中和法，這三種方法具有工藝簡單，易操作的優點，但上述方法均要用到具有揮發性、腐蝕性的甲酸作為原料，造成其生產成本高、污染嚴重、設備造價高且工人易受毒害。(4)中國專利CN200610012740公開了一種以陽離子交換樹脂為反應載體生產甲酸鉀的方法，該方法沒有有害物質產生，沒有環境污染，產品結晶程度高，質量優良， 但所用原料為15% -30%的KCl溶液，原料價格較高，導致產品的成本增加。(5)歐洲專利 EP0769000B1和中國專利CN200780050021. 1公開了一種用一定比例的甲醛、氫氧化鉀和異丁醛在水中于一定溫度條件下生產甲酸鉀的方法，該方法所得產品純度高，但由于使用了有機溶劑甲醛和異丁醛，容易造成環境污染。
發明內容
本發明的目的在于提供一種原料來源廣泛、成本低廉、環保、適合工業化生產的生產甲酸鉀的方法。本發明的技術方案如下一種生產甲酸鉀的方法，以海水、苦鹵或其它含鉀鹵水為原料，用天然斜發沸石作為無機離子吸附劑實現鉀富集，用水將吸附飽和后的吸附劑中的原料頂出進而以甲酸鈉溶液洗脫吸附劑，制得富鉀液，再將富鉀液經兩次蒸發濃縮、離心分離制得工業用液體甲酸鉀成品，或將該液體甲酸鉀再蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離得到固體甲酸鉀產品。該天然斜發沸石經洗脫再生后循環使用。所述苦鹵及含鉀鹵水為海水、鹽湖水經蒸發濃縮析出食鹽(氯化鈉)后所得的母液，主要含有氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、硫酸鈣、硫酸鎂和溴等。所述原料與吸附劑的質量比為70-140 1，吸附流速為10-60米/小時，吸附溫度為 5-30 0C ο
所述甲酸鈉洗脫劑由水與甲酸鈉配制而成，甲酸鈉含量控制在10% -60%。所述用于頂出原料和配制洗脫劑的水為自來水、泉水、井水及其它各種可供人類飲用的淡水。所述洗脫劑中所用水還可以是工藝流程各處回收的含有甲酸鉀與甲酸鈉的“廢水”；所述甲酸鈉可以是固體甲酸鈉或所述濃縮時回收的濕甲酸鈉。所述洗脫劑與吸附劑的質量比為0.3-0. 8 1，洗脫流速為3-20米/小時，洗脫溫度為 45-100°C。所述富鉀液的第一次蒸發為常壓真空蒸發濃縮，蒸發至出現大量結晶為止，之后放出冷卻至溫度為5-30°C，得漿料(1)。對所述漿料(1)進行離心分離得析鈉母液(1)和濕甲酸鈉，其中濕甲酸鈉含水量為-5%，該濕甲酸鈉可回收用于甲酸鈉洗脫劑的配制。對所述析鈉母液(1)進行第二次真空蒸發濃縮，蒸發濃縮至甲酸鉀的含量達到 75%，之后放出冷卻至溫度為5-30°C，得漿料(2)。對所述漿料( 進行離心分離得析鈉母液( 和濕甲酸鈉，該濕甲酸鈉可回收用于甲酸鈉洗脫劑的配制，所述析鈉母液( 放出包裝即為液體甲酸鉀成品。所述析鈉母液( 也可以進行第三次真空蒸發濃縮，蒸發濃縮至甲酸鉀的含量超過80%，之后放出冷卻至溫度為5-30°C，得漿料(3)。對所述漿料(3)進行離心分離得析鉀母液和濕甲酸鉀，該濕甲酸鉀用熱風或真空干燥得到固體甲酸鉀產品，所述析鉀母液可并入析鈉母液( 進真空蒸發罐制取甲酸鉀。由以上對本發明的描述可知本發明以海水、苦鹵或其它含鉀鹵水為原料，用天然斜發沸石作為無機離子吸附劑實現鉀富集，用水將吸附飽和后的吸附劑中的原料頂出進而以甲酸鈉溶液洗脫吸附劑，制得富鉀液，再將富鉀液經兩次蒸發濃縮、離心分離制得工業用液體甲酸鉀成品，或將液體甲酸鉀再蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離得到固體甲酸鉀產品。 所用天然斜發沸石成本低廉且經洗脫再生后可循環使用，反應過程中所產生的廢水和濕甲酸鈉均可循環使用。與現有技術相比，本方法原料來源廣泛、成本低廉、環保，是一種適合工業化生產甲酸鉀的方法。
具體實施例方式4支離子交換柱(Φ 2 X 6米)，全部裝填天然斜發沸石，裝填高度約5. 5米，柱子外加保溫層。將這4支沸石柱串聯使用。廈門大嶝的海水經測定成分如下Κ+0. 354克/升， Ca2+O. 367克/升，Mg2+L 120克/升，C1—18. 150克/升。將上述海水通入沸石交換柱，海水通入流速為30米/小時，于室溫吸附后海水中的K+降為0. 175克/升，此時沸石已基本吸附飽和，完成吸附單元操作，吸附完成后沸石由鈉型變為鉀型沸石。用自來水洗滌吸附飽和后的天然沸石，洗滌液與吸附后的海水都直接排入大海。配制甲酸鈉水溶液甲酸鈉10噸加水40噸攪拌溶解，過濾去渣，得到20%甲酸鈉水溶液。將甲酸鈉水溶液加熱到100°c，通入保溫的鉀型沸石柱中進行洗脫作業，洗脫溫度控制在80°C以上，洗脫流速為13米/小時。洗脫完成后，沸石由鉀型又變為鈉型，用自來水洗滌沸石，洗滌水用于配制甲酸鈉水溶液；鈉型沸石用于下一循環進行吸附工序操作。將上述洗脫液(即“富鉀液”)在蒸發器中進行真空蒸發濃縮，至出現大量結晶為
4止，于室溫冷卻后離心分離，得到濕甲酸鈉和析鈉母液1，析鈉母液1再次進入蒸發器進行真空蒸發濃縮，使其含甲酸鉀含量達到75%，于室溫冷卻后離心分離，得到濕甲酸鈉和析鈉母液2，析鈉母液2即為成品液體甲酸鉀。一部分析鈉母液2進行第三次真空蒸發濃縮至甲酸鉀的含量達87%，放出冷卻至室溫，離心分離得析鉀母液和濕甲酸鉀，濕甲酸鉀真空干燥得到固體甲酸鉀產品，所得析鉀母液可并入析鈉母液2進真空蒸發罐制取甲酸鉀。本發明在下述條件范圍內均可以獲得與上述實施例相同的效果原料液還可以是全國其它地方的海水、苦鹵或其它含鉀鹵水。原料與吸附劑天然斜發沸石的質量比為70-140 1，吸附流速為10-60米/小時， 吸附溫度為5-30°C。用于頂出原料和配制洗脫劑的水為自來水、泉水、井水及其它各種可供人類飲用的淡水。所述洗脫劑與吸附劑天然斜發沸石的質量比為0.3-0. 8 1，洗脫流速為3-20米 /小時，洗脫溫度為45-100°C。三次真空蒸發濃縮后的冷卻溫度為5-30°C。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的范圍，即依本發明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的范圍內。
權利要求
1.一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于以海水、苦鹵或其它含鉀鹵水為原料，用天然斜發沸石作為無機離子吸附劑實現鉀富集，用水將吸附飽和后的吸附劑中的原料頂出進而以甲酸鈉溶液洗脫吸附劑，制得富鉀液，再將富鉀液經兩次蒸發濃縮、離心分離制得工業用 75%液體甲酸鉀成品，或將液體甲酸鉀再蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離得到固體甲酸鉀產品。該天然斜發沸石經洗脫再生后循環使用。
2.如權利要求1所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述原料與吸附劑的質量比為70-140 1，吸附流速為10-60米/小時，吸附溫度為5-30°C。
3.如權利要求1所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述用于頂出原料和配制洗脫劑的水為自來水、泉水、井水及其它各種可供人類飲用的淡水。
4.如權利要求1所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述甲酸鈉洗脫劑由水與甲酸鈉配制而成，甲酸鈉含量控制在10% -60%。
5.如權利要求4所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述洗脫劑中所用水還可以是工藝流程各處回收的含有甲酸鉀與甲酸鈉的“廢水”；所述甲酸鈉可以是固體甲酸鈉或所述濃縮時回收的濕甲酸鈉。
6.如權利要求1或4或5所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述洗脫劑與吸附劑的質量比為0.3-0. 8 1，洗脫流速為3-20米/小時，洗脫溫度為45-100°C。
7.如權利要求1所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述富鉀液的第一次蒸發為真空蒸發濃縮，蒸發至出現大量結晶為止，之后放出冷卻至溫度為5-30°C，得漿料 ⑴。
8.如權利要求7所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于對所述漿料(1)進行離心分離得析鈉母液(1)和濕甲酸鈉，該濕甲酸鈉可回收用于甲酸鈉洗脫劑的配制。
9.如權利要求8所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于對所述析鈉母液(1) 進行第二次真空蒸發濃縮，蒸發濃縮至甲酸鉀的含量達到75%，之后放出冷卻至溫度為 5-30°C，得漿料(2)。
10.如權利要求9所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于對所述漿料(2)進行離心分離得析鈉母液( 和濕甲酸鈉，該濕甲酸鈉可回收用于甲酸鈉洗脫劑的配制，所述析鈉母液( 放出包裝即為液體甲酸鉀成品。
11.如權利要求10所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于析鈉母液(2)也可再次進真空濃縮罐，蒸發濃縮至甲酸鉀的含量達到80%以上，之后放出冷卻至溫度為 5-30°C，得漿料(3)。
12.如權利要求11所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于對所述漿料(3)進行離心分離得析鉀母液和濕甲酸鉀。
13.如權利要求12所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述濕甲酸鉀用熱風干燥或真空干燥得到甲酸鉀產品。
14.如權利要求12所述的一種生產甲酸鉀的方法，其特征在于所述析鉀母液并入析鈉母液( 進真空濃縮罐濃縮制取甲酸鉀。
全文摘要
本發明涉及一種生產甲酸鉀的方法。本發明以海水、苦鹵或其它含鉀鹵水為原料，用天然斜發沸石作為無機離子吸附劑實現鉀富集，用水將吸附飽和后的吸附劑中的原料頂出進而以甲酸鈉溶液洗脫吸附劑，制得富鉀液，再將富鉀液經兩次蒸發濃縮、離心分離制得工業用75％液體甲酸鉀成品，或將液體甲酸鉀再蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離得到固體甲酸鉀產品。所用天然斜發沸石經洗脫再生后可循環使用，反應過程中所產生的廢水和濕甲酸鈉均可循環使用。與現有技術相比，本方法原料來源廣泛、成本低廉、環保，是一種適合工業化生產甲酸鉀的方法。
文檔編號C07C53/06GK102276440SQ20111023430
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者林翔云 申請人:林翔云