--万吨萃取法制取磷酸二氢钾生产技术-莫志强

1、云南云天化股份有限公司云南云天化股份有限公司云南云天化股份有限公司云南云天化股份有限公司30Kt/a30Kt/a萃取法制取磷酸二氢钾生产技术萃取法制取磷酸二氢钾生产技术一、概述一、概述 磷酸二氢钾磷酸二氢钾（MKPMKP）是）是现代现代设施农业设施农业广泛使用广泛使用的的高效高效水溶性磷钾复合肥，是水溶性磷钾复合肥，是国家农业部国家农业部实施粮食生产实施粮食生产“补钾补钾工程工程”的的超常量超常量施用高浓度磷钾肥产品，也是国内外提施用高浓度磷钾肥产品，也是国内外提高农作物品质普遍使用的肥料。高农作物品质普遍使用的肥料。国内外国内外MKPMKP生产工艺主要为磷酸、氢氧化钾中和法，为生产工艺主要为

2、磷酸、氢氧化钾中和法，为适应适应现代现代农业的发展要求，云天化股份有限公司通过近农业的发展要求，云天化股份有限公司通过近十年的技术开发，以先进的微反应技术为基础，开发了十年的技术开发，以先进的微反应技术为基础，开发了30Kt/a30Kt/a萃取法制取磷酸二氢钾生产技术。萃取法制取磷酸二氢钾生产技术。 二、二、MKP生产技术生产技术及及发展趋势发展趋势国内国内MKPMKP生产生产技术主要为技术主要为中和法、离子交换法、复分中和法、离子交换法、复分解法解法和直接法和直接法等。等。其中其中中和法生产中和法生产工艺工艺占占MKPMKP产产能能的的90%90%以上以上，主要主要原料原料为工业为工业磷酸磷

3、酸/ /净化磷酸净化磷酸和氢氧化钾和氢氧化钾。由。由于工业于工业磷酸磷酸、氢氧化钾氢氧化钾原料原料成本高，成本高，净化磷酸相比工业净化磷酸相比工业磷酸成本磷酸成本低，但受低，但受氢氧化钾氢氧化钾原料来源的限制，其原料来源的限制，其磷酸二磷酸二氢钾氢钾生产成本并不具备普遍市场竞争优势生产成本并不具备普遍市场竞争优势。其它其它磷酸二氢钾磷酸二氢钾生产工艺主要存在问题是产品质量不生产工艺主要存在问题是产品质量不稳定，难以满足市场用户要求。其生产工艺比较如下：稳定，难以满足市场用户要求。其生产工艺比较如下：主要生产工艺主要原料优势劣势备注中和法H3PO4、KOH或K2CO3工艺简单，生产规模大、产品质

4、量好需要配套KOH和净化磷酸生产体系，工业磷酸原料成本高中国产能为40万吨离子交换法KCl、H3PO4、离子交换树脂采用KCl和工业磷酸为原料，产品质量好，生产成本中等生产规模小，浓缩负荷较大，树脂再生工艺复杂，副产氯化物需要有市场国外MKP主要生产工艺复分解法KCl、酸式磷酸盐生产工艺简单，投资少，生产成本低产品质量差，磷钾收率低，副产物为氯化铵钾，需要配套建设氯基复混肥生产中国生产产能为10万吨大部分已停产直接法磷矿、硫酸和硫酸钾直接采用硫酸氢钾分解磷矿生产MKP，生产成本低产品质量差，规模小，生产工艺不稳定国内1家企业生产萃取法湿法磷酸、KCl、有机溶剂采用湿法稀磷酸，工艺简单，产品纯度

5、较高、生产成本低。有机溶剂价格高，浓缩装置投资大，副产农用氯化铵、磷钾肥目前只有以色列有规模化的生产技术2、制约制约国内国内MKP生产技术发展的瓶颈生产技术发展的瓶颈2.1 MKP产品质量要求产品质量要求 MKP作为作为水溶性基础肥料，主要在滴灌与喷施设施水溶性基础肥料，主要在滴灌与喷施设施使用，除主含量指标要求外，还需要控制有害杂质含使用，除主含量指标要求外，还需要控制有害杂质含量，标准化设施农业使用的量，标准化设施农业使用的MKP，基本要，基本要达到工业级达到工业级MKP技术指标技术指标。（利用复分解法与直接法生产技术生产，获得的（利用复分解法与直接法生产技术生产，获得的MKP产品杂质含量

6、高。）产品杂质含量高。） 产品质量达到工业级磷酸二氢钾质量标准产品质量达到工业级磷酸二氢钾质量标准HG/T4511-2013HG/T4511-2013。外观：工业用为白色结晶外观：工业用为白色结晶项 目指 标优等品一等品合格品磷酸二氢钾（KH2PO4）（以干基计）w/% 99.0098.097.0氧化钾（K2O）（以干基计）w/% 34.033.533.0水分，w/% 0.51.02.0氯化物(以Cl计） w/%0.050.1-铁(Fe) w/% 0.0030.008-砷(As) w/% 0.0050.015-重金属（以Pb计）w/% 0.0050.008-水不溶物w/% 0.10.20.5p

7、H值（30g/L溶液）4.3-4.7外观白色结晶2.2 生产成本生产成本 中和法使用工业热法磷酸中和法使用工业热法磷酸/净化磷酸、氢氧化钾或碳净化磷酸、氢氧化钾或碳酸钾原料，其吨酸钾原料，其吨MKP的原料成本大于的原料成本大于6500元，采用净元，采用净化磷酸其成本略低化磷酸其成本略低400500元，同时配套氢氧化钾和净元，同时配套氢氧化钾和净化磷酸生产体系，并需要解决氯平衡问题。化磷酸生产体系，并需要解决氯平衡问题。 离子交换法以氯化钾和工业磷酸离子交换法以氯化钾和工业磷酸/净化磷酸为原料，净化磷酸为原料，需要在低浓度下完成离子交换，其浓缩负荷大，树脂再需要在低浓度下完成离子交换，其浓缩负荷

8、大，树脂再生流程复杂，吨生流程复杂，吨MKP生产成本一般在生产成本一般在5800元。元。 3 3、MKPMKP生产技术的发展趋势生产技术的发展趋势 a.a.利用湿法磷酸与氯化钾采用萃取法生产利用湿法磷酸与氯化钾采用萃取法生产MKPMKP技术。技术。 b.b.随着国内净化湿法磷酸规模化生产，建立具有竞争随着国内净化湿法磷酸规模化生产，建立具有竞争力净化磷酸、氢氧化钾中和法生产力净化磷酸、氢氧化钾中和法生产MKPMKP的的大型生产装的的大型生产装置。置。 c. c.配套建设规模化的氢氧化钾生产技术体系的技术进配套建设规模化的氢氧化钾生产技术体系的技术进步。步。三、三、30kt/a萃取萃取法法MKP

9、的生产的生产技术技术 2006 2006年云南省化工研究院开发了年云南省化工研究院开发了一种连续式制备一种连续式制备磷酸二氢钾的方法磷酸二氢钾的方法专利技术，专利号：专利技术，专利号：ZL200610010782.2ZL200610010782.2。 2007 2007年云南省化工研究院、红磷分公司共同开发了年云南省化工研究院、红磷分公司共同开发了10001000吨吨/ /年萃取法制取磷酸二氢钾中试技术。年萃取法制取磷酸二氢钾中试技术。20122012年云南省化工研究院开发了磷酸二氢钾微萃取年云南省化工研究院开发了磷酸二氢钾微萃取模式技术。模式技术。1.萃取的主要反应萃取的主要反应原理原理H

10、H3 3POPO4 4KClM（有机相）（有机相）MHCl（有机相）（有机相）KH2PO4反萃的主要反应为（反萃的主要反应为（S为反萃剂）：为反萃剂）：M MHCl（有机相）（有机相）SSHClM（有机（有机相）相）（M为萃取剂）为萃取剂） 2.2. 工艺流程方案工艺流程方案氯化钾微萃取微萃取 图图1 1 二水湿法磷酸与氯化钾萃取法生产磷酸二氢钾工艺示意图二水湿法磷酸与氯化钾萃取法生产磷酸二氢钾工艺示意图磷酸二氢钾产品22%P2O5湿法磷酸副产品：磷钾肥副产品：氯化铵钾料液分离分离 浓缩结晶浓缩结晶干燥干燥微反萃微反萃萃取剂反萃液 浓缩结晶浓缩结晶湿磷钾肥氯化铵溶液有机相3 3、微萃取技术优点

11、、微萃取技术优点（1 1）微萃取工艺萃取时间短、工艺连续稳定、操）微萃取工艺萃取时间短、工艺连续稳定、操作简单。作简单。（2 2）萃取剂使用量较塔式的少，为塔式的）萃取剂使用量较塔式的少，为塔式的65%65%70%70%；（3 3）微萃取设备的体积小，大小仅为塔式的二十）微萃取设备的体积小，大小仅为塔式的二十分之分之 一，减少装置建设用地。一，减少装置建设用地。（4 4）解决了有机溶剂萃取传质工程技术放大的风）解决了有机溶剂萃取传质工程技术放大的风险。险。（5 5）投资低，仅为塔式的十五分之一。）投资低，仅为塔式的十五分之一。（6 6）操作、维护和检修费用低。）操作、维护和检修费用低。 四、四、结束语结束语工业级磷酸二氢钾的生产方法很多，但目前工业级磷酸二氢钾的生产方法很多，但目前传统的中和法传统的中和法生产占到生产占到磷酸二氢钾产量的磷酸二氢钾产量的90%以上以上，原料原料成本高，成本高，综合投综合投资较大，资较大，磷酸二氢钾磷酸二氢钾生产成本生产成本高昂高昂。云南云南云天化股份技术中云天化股份技