Kaliumdivetyfosfaatin tuotantoprosessi

May 17, 2024

Jätä viesti

Kaliumdivetyfosfaatille on monia tuotantomenetelmiä, jotka voidaan karkeasti tiivistää neutralointimenetelmäksi, uuttomenetelmäksi, ioninvaihtomenetelmäksi, kaksoishajotusmenetelmäksi, suoramenetelmäksi, kiteytysmenetelmäksi ja elektrolyysimenetelmäksi. Kiinassa tuotantoprosesseissa käytetään yleisesti neutralointimenetelmää, jota seuraa orgaaninen uuttomenetelmä, kaksoishajotusmenetelmä ja ioninvaihtomenetelmä.


Neutraalisuusmenetelmä:
Neutralointimenetelmänä on valmistaa 30-prosenttinen kalium- tai kaliumkarbonaattiliuos ja lähettää se neutralointilaitteeseen. Se neutraloidaan 50-prosenttisella fosforihappoliuoksella sekoittaen. Lämpötilaa säädetään 80-100 asteeseen ja pH on 4-5. Neutraloitu tuote suodatetaan, konsentroidaan, jäähdytetään, kiteytetään, sentrifugoidaan ja kuivataan lopullisen tuotteen saamiseksi. Kiteytysemäliuos palautetaan väkevöintiosastoon uudelleenkäyttöä varten. Prosessivirta, jossa kaliumdivetyfosfaattia tuotetaan neutralointimenetelmällä, on esitetty kuvassa 1 (poistettu), ja sen kemiallinen reaktioyhtälö on:
H3PO4 +KOH=KH2PO4 + H2O
2H3PO4 +K2CO3=2KH2PO4 + H2O + CO2↑
Neutralointimenetelmän ominaisuuksia ovat lyhyt prosessivirtaus, kypsä teknologia, vähän laitteita, korkea tuotteen laatu, alhainen energiankulutus ja vähäiset investoinnit. Tämä menetelmä käyttää raaka-aineina lämpöfosforihappoa ja kaliumhydroksidia, joiden tuotantokustannukset ovat korkeat ja joita on vaikea soveltaa maataloudessa. Sitä käytetään pääasiassa elintarvike-, lääke- ja teollisuuslaatuisen kaliumdivetyfosfaatin valmistukseen. Tulevaisuudessa tämän menetelmän tuotto laskee merkittävästi, mutta tällä hetkellä ei ole muita menetelmiä, jotka voisivat horjuttaa sen määräävää asemaa elintarviketeollisuudessa. Tällä hetkellä kaliumdivetyfosfaatin tuotantokapasiteetti neutralointimenetelmällä Kiinassa on yli 90 % kokonaistuotantokapasiteetista.


Poistomenetelmä:
Uuttomenetelmät jaetaan orgaaniseen uuttoon ja epäorgaaniseen uuttoon. Tällä hetkellä teollistunut menetelmä on orgaaninen uutto.
Orgaaninen uutto on menetelmä, jossa käytetään selektiivisesti orgaanisia liuottimia kaliumdivetyfosfaatin uuttamiseen ja erottamiseen perustuen orgaanisten liuottimien erilaisiin liukoisuusominaisuuksiin eri yhdisteille. Sitä valmistetaan saattamalla kaliumkloridi ja fosforihappo reagoimaan sopivassa orgaanisessa liuottimessa (S), ja muodostunut suolahappo lähes uutetaan orgaaniseen liuottimeen. Faasien erotuksen ja erotuksen jälkeen kaliumdivetyfosfaatti kiteytyy vesifaasista ja kaliumdivetyfosfaattituote saadaan pesemällä ja kuivaamalla. Erottamisen jälkeen emäneste kierrätetään käyttöä varten; Kloorivetyhappo uutetaan orgaanisesta faasista strippausaineella, joka kierrätetään prosessin aikana.


Ioninvaihtomenetelmä:
Kaliumkloridiliuosta käytetään K+:n adsorboimiseen liuoksesta styreenipohjaisen kationinvaihtohartsin kautta. Sitten ammoniumdivetyfosfaattiliuos korvataan hartsin läpi kaliumdivetyfosfaattiliuoksen saamiseksi. Syöttöluos konsentroidaan, jäähdytetään, kiteytetään, sentrifugoidaan ja kuivataan, jolloin saadaan lopputuote kaliumdivetyfosfaatti. Kiteytysemäliuos palautetaan väkevöintiosastoon uudelleenkäyttöä varten.