氢氧化钾,又称苛性钾,是一种固体物质,呈白色片状。它具有强腐蚀性,属于强碱,容易溶于水,并释放出大量的溶解热。此外,氢氧化钾还具有极强的吸水性。它可以吸收二氧化碳逐渐转化为碳酸钾,是基础化工原料之一。
氢氧化钾的生产工艺有两种,一种是隔膜法,另一种是离子膜法。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。
隔膜法的生产工艺如下:
隔膜电解法的原料是氯化钾,它在化盐槽中溶解成饱和溶液,然后加热至90℃,分别加入碳酸钾、苛性钾和氯化钡等物质,以去除钙、镁和硫酸根等杂质。经过沉降除渣、盐酸中和和精制处理后,得到含氯化钾浓度为280~315g/L的溶液。该溶液在预热到70~75℃后进行电解,产生氢氧化钾、氯气和氢气。隔膜法所得的氢氧化钾浓度为10%~11%,需要通过蒸发浓缩和冷却澄清的过程,制得含45%~50%氢氧化钾溶液,也可以继续在熬碱锅中浓缩,经过脱色处理,制得固体氢氧化钾,或制成片状氢氧化钾产品。其反应式如下:2KCl+2H20[电解]→2KOH+Cl2↑+H2↑。
离子膜法的生产工艺如下:
离子膜法的原料是氯化钾。淡盐水从离子膜电解槽流出后,经过脱氯塔去除氯气,进入盐水饱和槽制成饱和盐水。然后加入氢氧化钾、碳酸钾等化学品,盐水进入澄清槽澄清。但是从澄清槽出来的一次精制盐水中仍含有一些悬浮物,这些悬浮物会对盐水精制的树脂塔产生不良影响,因此需要经过盐水过滤器过滤。随后进行二次精制,即盐水进入整合树脂塔除去其中的钙和镁,然后可以加入离子膜电解槽的阳极室。与此同时,纯水和液碱一同进入阴极室。通入直流电后,阳极室产生氯气并流出淡盐水,经过分离器分离,氯气输送到氯气总管,淡盐水一般含有200-220g/L的氯化钾,经过脱氯气去饱和槽处理。阴极室产生氢气和30-32%液碱,同样经过分离器分离,氢气输送到氢氧总管。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,作为商品出售,再经过浓缩即可制成片状或固体氢氧化钾产品。
氢氧化钾工业品有固态和液态两种形态,固态为白色或浅灰色片、块棒状,液体为淡黄色。氢氧化钾具有强碱性和腐蚀性,容易潮解并吸收二氧化碳生成碳酸钾。目前,氢氧化钾主要用于合成碳酸钾、高锰酸钾等化工、食品、医药和农业领域。
氢氧化钾分为食品级和工业级两种,工业级主要应用于皮革、造纸、印染、污水处理等领域;食品级主要用于医药中间体、钾盐、食品添加剂、食品加工容器清洗和消毒等领域。
根据新思界产业研究中心的调研报告,全球有30多家氢氧化钾生产企业,主要分布在北美、南美、欧洲和亚洲,其中美国的OxyChem是全球最大的氢氧化钾生产企业之一。在中国,氢氧化钾生产企业主要集中在西北、华东、华北和西南四大区,包括青海盐湖工业股份有限公司、优利德(江苏)化工有限公司等。
由于氯化钾产能有限,中国氢氧化钾产业依赖进口,代理进口将增加生产成本。为促进氢氧化钾行业发展,商务部制定了相关规定,允许具备一定产能的企业申请氯化钾贸易。
尽管氢氧化钾应用领域广泛,但市场规模相对较小,供需趋于平稳。在国内氯化钾进口相关规定下发后,大型氢氧化钾生产企业受益较多,小型企业面临成本较高的问题,缺乏市场竞争力,行业格局逐渐趋于寡头竞争模式。