BE549041A

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Publication number: BE549041A
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Description

Il est connu de préparer le sulfate de potassium par double décomposition entre le sulfate d'ammonium et le chlorure de potassium. Toutefois, en solution aqueuse, cette réaction est lente, incomplète et donne lieu à la formation de cristaux mixtes de sulfate d'ammonium et de sulfate de potassium qu'il faut séparer dans une opération ultérieure.

Différente moyens ont été proposés pour éviter cette co-précipitation et obtenir le sulfate de totassium seul.

C'est ainsi que l'on a cherché à empêcher la formation de cristaux mixtes en faisant varier la température et/ou la concentration au cours de la réaction : outre l'inconvénient d'utiliser des modes opératoires assez compliqués, ces procédés ne permettent pas d'éviter totalement la présence de sulfate d'ammoniun: dans le sulfate de potassium précipité.

On a également proposé d'opérer en plusieurs stades succe:, fs au cours desquels on enrichit progressivement le mélange prédite en sulfate de potassium : le grand nombre d'opéra- tions exigé par ce procédé rend son application industrielle peu économique.

On a maintenant trouvé que l'on précipite du sulfate de potassium seul, sans formation de cristaux mixtes, en faisant réagir cn solution aqueuse du chlorure de potassium sur un sulfate d'amine aliphatique. On utilise un sulfate d'amine aliphatique préparé par un moyen quelconque et, notamment;, un sulfate d'amine obtenu comne sous-produit dans tout procédé.

La réaction s'effectue avec un rendement optimum par rapport à la fois au sulfate et au potassium mis en oeuvre, qua on utilise des proportions stoechiométriques de sulfate d'amine et de chlorure de potassium. Toutefois, on peut, si on le désire, améliorer le rendement par rapport à l'un des réactifs, en faisant réagir un excès de l'autre : il est bien évident que dans ce cas on doit consentir une perte plus impcitante du produit mis en excès.

Ces caractéristiques permettent d'adapter facilement le procédé aux conditions économiques. Si, par exemple, il est avanta- geux de limiter autant que possible les pertes en potassium dans les eaux-mères, on océrra en présence d'un excès de sulfate d'amine; inver- sement, on peut améliorer le rendement sulfate en utilisant un excès de chlorure de potassium.

Etant donné la grande solubilité des sels d'amine (sulfate et chlorure), il est possible de travailler en solution aqueuse concentrée : on peut transformer avec un rendement supérieur à 98 %, 100 parties de chlorure de potassium au moyen de la quantité stoechiométrique de sulfate d'amine mis en solution dans 50 parties d'eau seulement. La possibilité d'opérer en solution concentrée permet de travailler industriellement dans des appareils de volume faible dont le rendement horaire est excellent.

Toutefois, le procédé présente l'avantage important d'être également utilisable dans des solutions beaucoup plus diluées, ce qui rend son application extrêmement souple. Les rendements obtenus en milieu dilué varient avec la nature de l'amine utilisée sous forme de sulfate. Avec les amines donnant les résultats les moins favorables, on obtient des rendements toujours supérieurs à 80 % quand on utilise pour transformer 100 parties de chlorure de potassium, des solutions contenant jusqu'à 350 parties d'eau.

Par contre, d'autres amines comme pr exemple la triéthylamine, donnent des rendements encore supérieurs à 90 % quand on emploie une solution contenant 350 parties d'eau pour transformer 100 parties de chlorure de potassium (voir courbes de la fig.l)
A titre d'exemple, on a représenté sur la fig. 1 ' les variations du rendement en sulfate de potassium en fonction de la quantité d'eau employée pour transformer 100 parties de chlorure de potassium (0, 100, 200... parties d'eau pour 100 parties de KC1) en utilisant du sulfate de triéthylamine (courbe A) et du sulfate d'iso- nropylamine (courbe B). Les essais qui ont permis de tracer ces courbes sont effectués à température ordinaire(20 ) avec des quantités de sulfate d'aminé correspondant à la stoechiométrie par rapport au chlo- rure de potassium.

En étudiant l'influence de la température, on a trouvé que le rendement en sulfate de potassium augmente légèrement quand

on diminue la température. La fig. 2 représente à titre d'exemple les variations du rendement en sulfate de potassium en fonction de la température exprimée cn degrés Celtius dans les conditions opératoires suivantes : 100 parties de chlorure de potassium, 145 parties de sulfate d'isopropylamine et 150 parties d'eau- On constate d'après cette courbe qu'il est possible de travailler avec des rendements de 98 à 90 % quand on fait varier la température de 0 à 55 C. A tempéra- ture ordinaire (20 ), c'est-à-dire dans les conditions les plus écono- miques au point de vue industriel, le rendement atteint 96 %.

La double décomposition donne lieu à la formation de chlorhydrate d'amine et l'on peut reçu aérer l'amine dans l'eau-mère par tout moyen connu pour la réintroduire dans un nouveau cycle de fabrication quelconque.

On utilise de préférence pour la préparation du sulfate de potassium, le sulfate des aminés alihatiques primaires, secondaires ou tertiaires dont le point,d'ébullition est inférieur à 100 , ce qui permet une récupération plus économique de l'amine utiliséé..

On emploie en particulier dans le procédé selon 1'inventa-on, les sulfates des amines primaires, secondaires ou tertiaires; telles que amines méthyliques, éthyliques, propyliques et butyliques.

Quelle que soit l'aminé utilisée, on obtient tou- jours un sulfate de potassium qui, après élimination de l'eau-mère d'im- prépnation, est exempt de sulfate d'amine et de chlorure de potassium.

On donne ci-après, à titre non limitatif, quelques exemples de réalisation du procédé selon l'invention, dans lequels les proportions sont exprimées en poids.

EXEMPLE 1.- Dans une solution contenant 145 parties en poids de sulfate d'isopropylamine et 150 parties d'eau, on ajoute 100 parties de ClK. On agite le mélange à température ordinaire (20 environ) @ dant une heure, puis on sépare le précipité par tout moyen connu.

On obtient ainsi 112 parties de 604K2, ce qui correspond à un rendement de transformation de % %. Dansles eaux-mèrescontenant du chlorhydrate d'isopropylamine, on récupère l'aminé par addition de chaux et distil- lation, pour la réutiliser ultérieurement.

EXEMPLE 2,.- On part d'une solution contenant 285 par- ties d'eau et 202 parties de sulfate de triéthylamine. Après avoir ajouté
100 parties de ClK, on agite modérément pendant une heure à température ordinaire. Après séparation et séchage, on récupère 111 parties de SO4K2 qui correspondent à un rendement de transformation de 95 %.

EXEMPLE 3. - Dans une solution préparée à partir de 300 parties d'eau ct 165 parties de sulfate de diéthylamine, on ajoute 100 parties de C1K, Après une heure d'agitation à température ordinaire, on obtient 106 parties de SO4K2, ce qui correspond à un rendement de transformation de 91 %.

EXEMPLE 4.- On prépare une solution contenant 104 parties d'eau et 127 parties de sulfate de diméthylamine. Après addition de 100 parties de ClK on agite à température ordinaire et l'on obtient 113 partiesde SO4K2, c'est-à-dire un rendement de transformation de 97,4 % par rapport au chlorure de potassium mis en oeuvre.

EXEMPLE 5. - Dans des conditions identiques aux exemples précédents, on fait réagir 100 parties de C1K avec une solution constituée par 188 parties d'eau et 167 parties de sulfate de monobuty- lamino normale. On obtient ainsi 107 parties de SO4K2,ce qui correspond à un rendement de transformation de 92,2 %.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé pour la préparation du sulfate de potassium caractérisé en ce qu'on effectue en solution aqueuse une double décomposition entre un sulfate d'une amine aliphatique primaire, secondaire ou tertiaire et du chlorure de potassium dont le radical hydrocarburé contient de 1 à 4 atomes de carbone.

2. Procédé selon 1, caractérisé en ce que l'amine aliphatique est une amine méthylique.

3. Procédé selon 1, caractérisé en ce que l'amine aliphatique est une maine éthylique.

4. Procédé selon 1, caractérisé en ce que l'amine aliphatique est une amine propylique.

5. Procédé selon 1, caractérisé en ce que l'amine aliphatique est une amine butylique.

6. Procédé selon 1, caractérisé en ce que la double décomposition entre le sulfate d'aminé et le chlorure de potassium est effectuée en utilisant un excès de réactifs par rapport aux propor- tions stoechiométriques, aussi faible que l'on veut.

7. Procédé selon 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise en particulier, pour transformer 100 parties de chlorure de potassium, une solution aqueuse de sulfate d'amine contenant de 50 à 350 parties d'eau.

8. Procédé selon 1 à 7, caractérisé en ce que la double décomposition s'effectue de préférence entre 0 et 50 C.

9. Procédé selon 7, caractérisé en ce qu'on utilise du sulfate d'amine obtenu comme sous-produit d'une fabrication quelconque.