一种恒pH制备磷酸二氢钾的方法技术

本发明专利技术提供一种高纯度磷酸二氢钾的制备方法，本发明专利技术的方法采用氢氧化钾(或碳酸钾)与磷酸发生中和反应后再经梯度降温结晶制备磷酸二氢钾，中和反应过程中自动精密、准确在线调整控制pH，采用非离子型高分子大孔吸附树脂对磷酸二氢钾进行精制处理，采用梯度降温结晶工艺，结晶逐步形成，长大，结晶大小均一，可以大大减少包裹在磷酸二氢钾结晶中的无机杂质，在提高产品的得率的同时又能提高产品纯度，结晶收率提高5个百分点，纯度高，满足医药领域的要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种恒pH制备磷酸二氢钾的方法


[0001]本专利技术涉及一种恒pH制备磷酸二氢钾的方法，属于药物合成


技术介绍

[0002]磷酸二氢钾是磷酸盐工业里的重要产品，在农业、化工、食品和医药等行业有着广泛的应用。在医药领域，磷酸二氢钾属于营养用药，做为磷的补充剂。磷在人体内参与糖代谢中的逆磷酸化，形成膜成分中的磷脂质，是组成细胞内RNA、DNA及许多辅酶的重要成分之一，磷还参与能量的贮存转换、输送及体液缓冲机能的调节，具有重要的作用。
[0003]磷酸二氢钾已经应用于工业化生产的方法有中和法、复分解法、直接法、电解法，萃取法和离子交换法等。中和法的工艺路线较成熟，生产原料成本较高，价格高；复分解法常采用的原料为氯化钾和磷酸二氢钠或磷酸二氢铵，产品质量因工艺中原料要加入过量的氯化钾造成产品中氯离子含量过高，对于一些忌氯的场合是不能用的，且工艺流程较复杂，能耗较高；传统的直接法是在加热下用磷酸和氯化钾来制取磷酸二氢钾，相对于其他生产方法，流程短，成本低，但是这种工艺要求磷酸过量，分离困难，生产过程中的副反应不易控制，导致产品质量差，同时因存在大量水分，含水的盐酸对设备造成严重腐蚀；电解法现在仍处于小试阶段，其工艺需进一步探索；萃取法包括无机溶剂萃取法和有机溶剂萃取法，目前常用的是有机溶剂萃取法，该法生产的的产品纯度高，但有机溶剂的价格昂贵，对环境污染大；离子交换法是以离子交换树脂为媒介制备磷酸二氢钾，该法生产的产品纯度高，且环境的污染小，但树脂的价格贵，一次性投入资本高。现有的制备工艺比较粗放，不能保证药用磷酸二氢钾的质量要求。
[0004]相关数据表明，如：罗建洪，李军，王英豪等磷酸二氢钾生产方法的发展趋势[J].磷肥与复肥，2012，27(3):8
‑
9；中和法还是目前最主要的生产方法(约占磷酸二氢钾总产量的90％以上)。但现有的中和法一般采用人工方式进行调节pH，存在以下缺点：第一，控制中和反应时，工人需不断取样调整pH，以确保最佳中和效果，在进行取样检测分析及补碱调整pH时，难以避免受到酸雾对身体的伤害；第二，人工测量存在滞后性及不确定性，难以保证最佳中和反应条件，难以保证最佳收率及质量。此外，中和制得的磷酸二氢钾产品，含有一定的杂质，尚不能满足医药行业需求。
[0005]因此，亟需一种生产环境安全，既能精准控制中和反应的pH，提高产品的得率，又能提高产品纯度，无色素、氯化物、金属杂质离子等杂质，满足医药领域要求的高纯度磷酸二氢钾的制备方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种恒pH制备磷酸二氢钾的方法，本专利技术的方法采用氢氧化钾(或碳酸钾)与磷酸发生中和反应后再经梯度降温结晶制备磷酸二氢钾，中和反应过程中自动精密、准确在线调整控制pH，采用非离子型高分子大孔吸附树脂对磷酸二氢钾进行精制处理，采用梯度降温结晶工艺，结晶逐步形成，长大，结晶大小均一，可以大
大减少包裹在磷酸二氢钾结晶中的无机杂质，在提高产品的得率的同时又能提高产品纯度，结晶收率提高5个百分点，纯度高，满足医药领域的要求。
[0007]本专利技术是采用如下技术方案实现的：
[0008]一种恒pH制备磷酸二氢钾的方法，包括步骤如下：
[0009](1)配置磷酸溶液和氢氧化钾(或碳酸钾)溶液；
[0010](2)将磷酸溶液泵入恒pH反应罐中，通过pH在线检测及补料装置缓缓加入氢氧化钾(或碳酸钾)溶液，当pH维持在4.2
‑
4.6不再变化时，终止反应；
[0011](3)将步骤(2)得到的中和液升温加入活性炭，保温搅拌脱色；
[0012](4)将脱色液转移至结晶罐，低温析晶、养晶，离心甩虑、淋洗，得粗品磷酸二氢钾和滤液；
[0013](5)将粗品磷酸二氢钾转入洁净区进行溶晶，溶晶液升温加入活性炭，保温搅拌二次脱色；
[0014](6)二次脱色后的脱色液泵入非离子型高分子大孔吸附树脂进行离子交换；
[0015](7)交后液通过三效蒸发器进行浓缩；
[0016](8)浓缩液进行三梯度降温结晶，梯度降温结晶方式如下：一级结晶温度25
‑
30℃，降温速率5
‑
8℃/h，二级结晶温度20
‑
25℃，降温速率5
‑
8℃/h，三级结晶温度15
‑
20℃，降温速率5
‑
8℃/h；降温至5
‑
10℃进行养晶2
‑
4h；
[0017](9)结晶料液离心甩虑、淋洗、烘干，得高纯度磷酸二氢钾。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(1)中磷酸溶液的质量浓度为70
‑
85wt％，氢氧化钾或碳酸钾的质量浓度为45
‑
55wt％。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，当pH维持在4.4，10
‑
25分钟不再变化时，终止反应。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，中和液升温至65
‑
85℃，活性炭的添加量占干基磷酸二氢钾1
‑
5/
‰
，保温搅拌脱色20
‑
40分钟。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(4)中，析晶温度为15
‑
20℃，养晶时间为2
‑
4h，结晶料液放料到离心机进行离心，使用去离子水进行淋洗。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(5)中，将粗品磷酸二氢钾与去离子水按质量比为1:2的比例混合后进行溶晶，溶晶后升温至65
‑
85℃加入活性炭进行二次脱色，活性炭的添加量占干基磷酸二氢钾1
‑
5/
‰
，保温搅拌脱色20
‑
40分钟。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(6)中，所述的非离子型高分子大孔吸附树脂为LD605型吸附树脂，吸附流速为1
‑
4BV/小时。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(7)中，三效蒸发器为三效升膜式蒸发器，进料流速20～30m3/h，三效出料4～6m3/h，一效温度50～60℃，二效温度60～70℃，三效温度70～80℃。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤(8)中，所述的三梯度降温结晶在梯度降温结晶罐中进行。
[0026]根据本专利技术优选的，步骤(9)中，所述的烘干是将离心料液经流化床进行干燥。
[0027]根据本专利技术优选的，恒pH反应罐包括罐体，罐体顶部设置有磷酸进料阀和KOH或碳酸钾进料阀，在罐体侧壁上设置有在线pH检测仪，磷酸进料阀、KOH或碳酸钾进料阀、在线pH检测仪通过数据传导线与控制仪连接，在罐体内靠近罐体底部位置设置有气体分布器，气
体分布器为圆形环管，在气体分布器的顶部开设有气体出孔，气体出孔的开口朝向罐体顶部，气体出孔位于同一水平面上，气体分布器与压缩空气进管连接，在罐体的底部设置有放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯度磷酸二氢钾的制备方法，包括步骤如下：（1）配置磷酸溶液和氢氧化钾（或碳酸钾）溶液；（2）将磷酸溶液泵入恒pH反应罐中，通过pH在线检测及补料装置缓缓加入氢氧化钾（或碳酸钾）溶液，当pH维持在4.2
‑
4.6不再变化时，终止反应；（3）将步骤（2）得到的中和液升温加入活性炭，保温搅拌脱色；（4）将脱色液转移至结晶罐，低温析晶、养晶，离心甩虑、淋洗，得粗品磷酸二氢钾和滤液；（5）将粗品磷酸二氢钾转入洁净区进行溶晶，溶晶液升温加入活性炭，保温搅拌二次脱色；（6）二次脱色后的脱色液泵入非离子型高分子大孔吸附树脂进行离子交换；（7）交后液通过三效蒸发器进行浓缩；（8）浓缩液进行三梯度降温结晶，梯度降温结晶方式如下：一级结晶温度25
‑
30℃，降温速率5
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8℃/h，二级结晶温度20
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25℃，降温速率5
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8℃/h，三级结晶温度15
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20℃，降温速率5
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8℃/h；降温至5
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10℃进行养晶2
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4h；（9）结晶料液离心甩虑、淋洗、烘干，得高纯度磷酸二氢钾。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中磷酸溶液的质量浓度为70
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85wt%，氢氧化钾或碳酸钾的质量浓度为45
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55wt%。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，当pH维持在4.4，10
‑
25分钟不再变化时，终止反应。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，中和液升温至65
‑
85℃，活性炭的添加量占干基磷酸二氢钾1
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5/
‰
，保温搅拌脱色20
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40分钟；步骤（4）中，析晶温度为15
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20℃，养晶时间为2
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4h，结晶料液放料到离心机进行离心，使用去离子水进行淋洗；步骤（5）中，将粗品磷酸二氢钾与去离子水按质量比为1:2的比例混合后进行溶晶，溶晶后升温至65
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85℃加入活性炭进行二次脱色，活性炭的添加量占干基磷酸二氢钾1
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【专利技术属性】
技术研发人员：高涛，盛春燕，高发信，
申请(专利权)人：山东鼎欣生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：