硝酸钠生产新工艺

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1、硝酸钠生产新工艺硝酸钠生产新工艺f一,7河北化工2000年第4期硝酸钠生产新工艺√塑’,康文通’2(L河北科技大学,河北石家庄050018;2-河北制药集团有限公司,河北石家庄0~0041)摘要】对复分解法生产硝酸钠工艺进行了改进,解决了原工艺中产品质量低和易潮解的问题,并确定了新工艺的最佳工办[文章编号】1003—5095(200D)04—0016—02硝酸钠为无色透明或淡黄色菱形晶体,主要用于制造硝酸钾,炸药,苦昧酸和其它硝酸盐,还广泛用于玻璃工业,搪瓷工业,染料王业,医药工业以及农业,是一种重要的无机化工原料.其生产方法主要有硝酸尾气吸收法,离子交换

2、法,冲和法和复分解法.硝酸尾气暖收法虽利用了废气,减少了环境污染,但受尾气来源的限制,生产能力有限;离子交换法对原料的要求高,硝酸钠溶液的浓度低,蒸发量大.能耗高;中和法系采用硝酸和纯碱中和面得,虽操作葡弟,但成本高,工业上银少采用;复分解法设备简单,成本低,是较理想的硝酸钠生产方法,但复分解法产品纯度低,易潮解.我们对此进行了研究.解决了产品纯度低,易潮解的问题.1实验部分l_l反应原理硝酸钙首先与硫酸钠反应生成硝酸钠和硫酸钙,影响产品质量和使产品易潮解的钙离子与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀.达到消除钙离子的目的,过量的碳酸钠和极少量的碳酸钙与硝酸反应而生成

3、硝酸钠和硝酸钙,极少量的硝酸钙在蒸发结晶过程中不会影响产品的纯度.反应方程式如下:Ca(NO~)2+NavSO4--”2NaN+CaSO’●Ca(N)2+Na2c一2NaN+CaCO4●2HNOs+Na20—2NaN03+H20+CO21.2工艺流程图(附图)【收曩日期l2000—10—11I作者筒介l牛玉环(1957一),男.工程师,瑰从事化工设备的臂理工作洗涤灌=橘遁硇肆{墨堕硝酸l产—匝固癌+圃—圃附田复分解法生产硝酸钠原剜工艺流程图1.3实验步骤将水,硝酸钙和硫酸钠加人到烧杯中,维持一定反应温度搅拌.过滤,测定滤液中硫酸根离子含量,在滤液中加人碳酸

4、钠,搅拌,过滤测定滤液中钙离子含量.用硝酸中和滤液至pH值为7,蒸发,结晶,干燥得产品硝酸钠.2结粜与讨论2.1水加入量对硝酸钠漫出率的影响水加人量对硝酸钠浸出率影响的实验结果见表1.裹1水/硝酸钙(重量比)对硝酸钠授出率的影响水倩酸钠0.810.9:10.95:r1:11.05:11I:1橙出事/9683.194598.299.I99599.6由表l可以看出,当永/磷戳钙重量比小于l:l时,l殖着水/硝酸钙重量比的增加.硝酸钠柏浸出率明显增加,这是由于水量小时,硝馥钙和威酸钠还未反应完全,硝酸钠己处于饱和状态,影响了继续反应.当水量增加时,反应得以进行,

5、从而浸出率明显增加;当水/硝酸钙重量比大于l:l时,随着水/硝酸钙重量比的增加,硝酸钠的浸出率略有增加,但变化不大.趋于稳定.这是由于水量较大时.硝酸钙和硫酸钠已基本反应完全,再增加水量,浸出率也不会再增加.同时考虑到增加水量会增加蒸发负荷,因牛玉环荨:硝酸钠生产新工艺此,最佳水量为水:硝酸钙=1:1.2.2硫酸钠加入量对硝酸钠质量的影响硫酸钠加入量对硝酸钠质量影响的实验结果见表2.衰2硫酸钠俑酸钙(摩尔比)对硝酸钠音量的影响硫酸钠储酸钙085:l0.9:1095:l1:l105:1l1:1(tool比)含量,%99.599.599.499.498997.

6、5由表2可以看出,当硫酸钠/硝酸钙(摩尔比)大于1:1时,随着硫酸钠/硝酸钙摩尔比的增加,硝酸钠的含量明显降低,这是由于过量的硫酸钠在蒸发结晶时仍以硫酸钠的形式存在,随着硝酸钠而结晶下来.降低了硝酸钠的含量;当硫酸钠/硝酸钙摩尔比小于1:l时,随着硫酸钠/硝酸钙摩尔比的降低,硝酸钠的含量基本上不变.这是由于此时硫酸根离子主要以硫酸钙形式存在,为硫酸钙的饱和溶液,因硫酸钙的溶解度很小.蒸发结晶时硫酸钙转化成的硫酸钠量很小,因此硝酸的含量较高,且基本保持不变.为了确保质量,最佳硫酸钠加人量为硫酸钠:硝酸钙=0.95:t.2.3碳酸钠加入量对晗钙率的影响碳酸钠加

7、入量对除钙率的影响实验结果见表3.衰3碳酸钠周}酸钙摩尔比对除钙率的影响碳酸钠瑁j..o4:10.o5:1006:1007:10.08:l009:1目盼5(mol此)f;鲁钙率/%76289.497.598398899.0由表3可以看出,当硫酸钠/硝酸钙摩尔比大于0.06:1时.随着碳酸钠/硝酸钙摩尔比的增加,除钙率明显增加,这是由于此时钙离子较多,碳酸钠中的碳酸根离子基本上与钙离子结合,生成碳酸钙而除去,因而随着碳酸钠加入量的增加,除去的钙明显增加;当碳酸钠/硝酸钙摩尔比大于0.06:1时,大部分钙已除去,溶液中钙离子较少.碳酸钠中的碳酸根离子由于溶度积

8、的关系而只有少部分与钙离子结合,因此除钙率增加变得较为缓慢.同时考