氢氧化钾生产技术与市场

氢氧化钾生产技术与市场

一.产品概述

氢氧化钾又名苛性钾，分子量56.11，白色斜方结晶，工业品分固、液体两种，固态为白色或浅灰色片、块棒状桶状等。比重2.044（20℃）熔点360.4℃,沸点1320-1324℃；属强碱，腐蚀性强，易溶于水，且放出大量溶解热。吸水性极强。吸收CO2逐渐变为K2CO3，是基础化工原料之一。氢氧化钾生产一般采用两种流程,一种是隔膜法,另一种是离子膜法。由于隔膜法石棉膜抗渗性差，其产出的氢氧化钾含盐量高、杂质多。离子膜法产出的产品较隔膜法产品杂质相对少、品质高，但成本价稍高，售价略高。固体和液体离子膜法氢氧化钾产品质量标准见表1、表2。

表1 固体离子膜法氢氧化钾质量标准

项目

指标，质量分数%

优等品一等品

氢氧化钾（KOH）含量≥95.0 90.0 碳酸钾（K2CO3）含量≤0.5 0.5 氯化物（以CL）计量≤0.005 0.005 铁（Fe）含量≤0.0005 0.0005 硫酸盐（以SO4计）含量≤0.005 0.005 硝酸盐及亚硝酸盐（以N计）含量0.0005 0.0005 钠（Na）含量0.8 0.8 磷酸盐（以PO4计）含量0.005 0.005 硅酸盐（以SiO3计）含量0.01 0.01 铝（Al）含量0.002 0.002 钙（Ca）含量0.005 0.005 镍（Ni）含量0.0005 0.0005 重金属（Pb)含量0.002 0.002

表2 液体离子膜法氢氧化钾质量标准

项目

指标

优等品一等品

氢氧化钾(KOH)的质量分数%≥48.0 48.0

碳酸钾(K

2CO

3

)的质量分数%≤0.1 0.15

氯化物(以Cl计)的质量分数%≤0.0025 0.0035

铁(Fe)的质量分数%≤0.00025 0.00035

钠(Na)的质量分数%≤0.4 0.5

钙(Ca)的质量分数%≤0.0002 0.0003

铝(Al)的质量分数%≤0.0006 0.001

氯酸钾(KClO

3

)的质量分数%≤0.002 0.003

重金属(Pb)的质量分数%≤0.001 0.001 氢氧化钾广泛应用于氟化钾、碳酸钾等钾盐的生产，在医药工业中，用于生产钾硼氢、安体舒通、沙肝醇、黄体酮、丙酸睾丸素等。在轻工业中用于生产钾肥皂、碱性电池、化妆品。在染料工业中，用于生产还原染料，如还原蓝RSN等。在电化工业中，用于电镀、雕刻等。在纺织工业中，用作印染、漂白和丝光，并大量用作制造人造纤维，是聚酯纤维的主要原料，此外，还在合成橡胶，食品添加剂、发酵、纸张分量剂、冶金加热剂，皮革脱脂等方面应用。就食品添加剂来讲，传统的添加剂含苯，对人体有害，而用氢氧化钾制作的添加剂，对人体不但无害还有益，因为钾是人体必需的元素；氢氧化钾用于生产化妆品，还可以保护皮肤；氢氧化钾与我们的生活、健康息息相关。氢氧化钾是现代工业社会中用途极为广泛的精细化工和基础化工原料，具有很高的科技含量和广阔的应用前景。

生产氢氧化钾主要原料是氯化钾和电力，我国总体上看是钾资源贫乏国家，近几年我囯钾盐工业快速发展。国内氯化钾主产地是青海盐湖集团第二套100万吨氯化钾生产装置已经投产，年产量达200万

吨。缺口部分从俄罗斯、加拿大、以色列、约旦、西班牙、德国等国进口，进口量近几年有所下降，2013年预计500万吨左右，其中从俄罗斯进口量达到一半。

二.工艺简述

氢氧化钾生产有两种工艺流程，一是隔膜法，二是离子膜法，目前国内新建或改造的装置都采用离子膜法，其工艺流程和离子膜法制氢氧化钠基本一样，核心工序为盐水一次精制，关键设备为电解槽及离子膜。主要工序如下:

1.盐水一次精制

一次盐水工序的任务是将氯化钾、回收盐水、离子膜电槽经过脱氯处理的淡盐水，进行处理生产成符合要求的过滤盐水。由于这些盐水中含有隔膜所不能允许的杂质（有机物、菌藻类、SO42-、Ca2+、Mg2+、NH3、重金属、SS等），特别是SO42-、Ca2+、Mg2+在电解槽里会阻塞隔膜或离子膜，导致电解槽盐水液面上升，使电流效率下降、槽电压升高、电解槽寿命缩短，甚至会造成停车。在盐水中分别加入精制剂氯化钡(或采用膜过滤，但许多中小型装置还是采用钡法)、氢氧化钾、次氯酸钾、碳酸钾、絮凝剂、亚硫酸钾等，以分别除去盐水中的SO42-、Mg2+ 杂质后，再经凯膜过滤器除去SS、CaCO3等杂质以达到工艺要求。

2盐水二次精制

离子膜电解对盐水的质量要求高，从一次盐水工序来的过滤精盐水还需经过离子交换，进一步降低Ca、Mg离子。

离子交换树脂塔有两塔流程和三塔流程之分。采用三塔流程，正常情况下两塔串联运行，一塔再生。

3电解

经过二次精制，即盐水进入螯合树脂塔除去其中的钙、镁，泵入高位槽后流入离子膜电解槽的阳极室。通入直流电后，在阳极室产生氯气和流出淡盐水经分离器分离，氯气输送到氯气总管，淡盐水一般含氯化钾200-220g/l，经脱氯气去饱和槽。在电解槽的阴极室产生氢气和30-32%液碱同样也经过分离器，氢气输送到氢气总管。30-32%的液碱可以作为商品出售，也可以送到蒸发装置蒸浓到48%的液碱。

4.蒸浓与氯气、氢气、废气处理

三.关键设备

离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司、以及北化机电槽等。其中，旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。

上述各家电槽技术各有特点，没有绝对优势。随着北化机电解槽制造水平的不断提高并已接近国际先进水平，并且又拥有自主知识产权，国产设备比进口设备售价应低一些，使用国产氯化钾也没有问题。

四.市场情况

目前，全球钾碱的产量近250万吨/年左右，美国生产能力55万