产年30万吨氨碱法制纯碱碳化工段的工艺设计.doc

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1、毕业设计（论文）(冶金化工系)题目年产30万吨氨碱法制纯碱碳化工段的工艺设计专业应用化工技术班级姓名学号指导教师完成日期2010年6月28日——2010年10月8日-26-目录摘要1第一章概述21.1纯碱的性质和用途21.1.1纯碱的物理性质21.1.2纯碱的化学性质21.1.3纯碱的用途31.2纯碱的生产方法31.2.1侯氏制碱法（又称联合制碱法）31.2.2氨碱法制纯碱（又称苏尔维法）41.2.3天然碱加工法51.3联合制碱法与氨碱法比较51.4纯碱的发展前景与展望5第二章氨碱法制纯碱82.1氨碱法制

2、纯碱的原料82.2氨碱法制纯碱的原理92.3氨碱法制纯碱的工艺流程102.3.1石灰石的煅烧与石灰乳的制备102.3.2氨盐水的制备112.3.3氨盐水的碳酸化112.3.4重碱的过滤与煅烧13第三章氨碱法碳化工段物料及热量衡算143.1物料衡算143.2热量衡算18第四章碳化工段的工艺条件与主要设备214.1工艺条件的选择214.1.1碳化度214.1.2原始氨盐水溶液的适宜组成214.1.3碳化温度21-26-4.2主要设备224.2.1碳酸化塔224.2.2二氧化碳压缩机23致谢25参考文献26-2

3、6-摘要氨碱法制纯碱的一个重要工序是氨盐水的碳酸化，它同时具有吸收、结晶和传热等单元过程。这些单元过程相互联系相互制约。碳酸化的目的在于获得产率高，标志着氯化钠和氨的利用率高，从而使产品成本降低。本设计介绍了纯碱的性质、用途、生产方法和氨碱法制纯碱的工艺流程。重点介绍了碳化工段的工艺流程和物料及热量的衡算。关键词：纯碱；工艺流程；碳化-26-第一章概述1.1纯碱的性质和用途1.1.1纯碱的物理性质纯碱外观为白色粉末或细粒结晶，味涩。相对密度(25℃)2.532。熔点851℃。比热容1.042J/(g·℃）

4、（20℃）。易溶于水，在35.4℃其溶解度最大，每100g水中可溶解49.7g碳酸钠（0℃时为7.0g，100℃为45.5g）。微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。其水溶液水解呈碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐并放出二氧化碳。高温下可分解，生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳生成碳酸氢钠，并结成硬块。纯碱是碳酸钠（Na2CO3)的俗名，又称为苏打，是白色粉末虽然碳酸钠俗称纯碱，但它其实属于盐类物质，因其水溶液显弱碱性而称纯碱。其晶体含结晶水，化学式Na2CO3·

5、10H2O。在空气里碳酸钠晶体很容易失去结晶水，并渐渐碎裂成粉末。失水以后的碳酸钠叫做无水碳酸钠。纯碱就是碳酸钠，最重要的化工工业原材料之一，广泛地应用于玻璃、化工工业（烧碱、硝酸钠、清洁剂、软化硬水）、石化、冶金等行业，同时也应用在造纸、肥皂、纺织、印染、皮革、食品、医药、胶卷、轻工等行业。1.1.2纯碱的化学性质(1)稳定性高温下可分解，生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。含有结晶水3种：Na2CO

6、3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。(2)溶解性易溶于水，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。碳酸钠易溶于水，是一种弱酸盐，溶于水后发生水解反应，使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐并放出二氧化碳。(3)化学反应纯碱是一种强碱弱酸生成的盐，它的水溶液呈碱性，并能与强酸发生反应，如：Na2CO3十2HCl→2NaCl十H2O十CO2在高温下，纯碱可分解为氧化钠和二氧化碳，反应为下：Na2CO3→Na2O十-26-CO2，另外，无水碳酸钠长期暴露于空气中能缓慢地吸收

7、空气中的水分和二氧化碳，生成碳酸氢钠。Na2CO3十H2O十CO2→2NaHCO3。1.1.3纯碱的用途纯碱（学名碳酸钠）实际上是个盐，由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性，纯碱易溶于水，呈强碱性，都能提供Na+离子。这些性质使它们被广泛地用于制肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。普通肥皂是高级脂肪酸的钠盐，一般是用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。印染、纺织工业上，也要用大量碱液去除棉纱、羊毛等上面的油脂。生产人造纤维也需要纯碱。精制石油也要用纯碱。为了除去

8、石油馏分中的胶质，一般在石油馏分中加浓硫酸以使胶质成为酸渣而析出。经过酸洗后，石油里还含有酚、环烷酸等酸性杂质以及多余的硫酸，必须用纯碱溶液洗涤，再经水洗，才能得到精制的石油产品。在造纸工业中，首先要用化学方法处理，将含有纤维素的原料（如木材）与化学药剂蒸煮制成纸浆。所谓碱法制浆就是用纯碱溶液作为蒸煮液来除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等，并中和其中的有机酸，这样就把纤维素分离出来。在冶金工业中，往往要把矿石中的有效成分转