氨碱法制纯碱.ppt

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1、谈谈你对碳酸钠的认识第六章氨碱法生产纯碱任务一石灰石的煅烧与石灰乳的制备任务二盐水的制备任务三精盐水的氨化任务四氨盐水的碳酸化任务五重碱过滤与煅烧任务六氨的回收任务七氨碱法总流程及纯碱工业发展趋势一、纯碱的性质和用途Na2CO3，纯碱，苏打，碱灰。1，7，10三种水合物。分类：超轻质，轻质，重质纯碱。化学性质：强碱性，高温分解，易生成氧化钠。用途：纯碱是重要的化工原料。其年产量在一定程度上反映一个国家化学工业的发展水平。自2003年起，我国纯碱工业在世界上稳居6个第一。引言小苏打是什么二、工业生产方法生产历史：天然碱，草木灰→1791年路布兰法

2、→1861年氨碱法（苏维尔法）→1942联合制碱法（侯德榜）(一)路布兰法化学反应：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HClNa2SO4+2C=Na2S+2CO2Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS缺点：原料利用低，质量差，成本高，间歇生产。（二）氨碱法苏维尔，比利时人，原料：食盐，石灰石，焦炭，氨。优点：原料来源方便，质量好，成本低，连续生产。生产过程：石灰石煅烧；盐水制备；氨盐水制备及碳酸化；重碱的分离及煅烧；氨回收。氨碱法原则工艺流程：（三）联合制碱法（侯德榜）我国著名化学家侯德榜1942年提出了完整的工业生产方法。1961年

3、在大连建成了我国第一座联碱车间，现在已经成为制碱工业的主要技术支柱和方法之一。原料：食盐，氨，二氧化碳。产品：纯碱，氯化铵。优点：原料利用率，质量好，成本低，连续生产。联合法原则工艺流程：任务一石灰石煅烧及石灰乳制备一、石灰石煅烧作用：产物二氧化碳用于氨盐水碳化；生石灰消化后回收氨。1.煅烧反应式CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H>0C(s)+O2(g)=CO2(g)△H<02.操作指标温度：940~1200℃窑气中CO含量小于0.6％，O2含量小于0.3％理论上，窑气中CO2含量为44.2％，但一般在40％左右。3.设备—混料竖

4、式窑将石灰石及燃料预热并干燥，以回收窑气余热，提高热效率。完成石灰石的煅烧预热进窑的空气使石灰石冷却预热区（25％）煅烧区（50％）冷却区（25％）二、石灰乳的制备（一）石灰乳制备的原理1.消化反应CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)△H<0MgO(s)+H2O(l)=Mg(OH)2(s)△H<0放热反应。2.四种产品（根据加入水的量）水少量水稍多水适量水过量消石灰，细粉末；石灰水，溶液。石灰乳，悬浮液，氨回收需要；石灰膏，稠厚；任务二盐水的制备一、饱和食盐水的制备氨碱法用的饱和盐水可以来自海盐、池盐、岩盐、井盐和湖盐等。NaCl在

5、水中的溶解度的变化不大，在室温下为315kg/m3。工业上的饱和盐水因含有钙镁等杂质而只含NaCl300kg/m3左右。方法：制饱和盐水的化盐桶桶底有带嘴的水管，水自下而上溶解食盐成饱和盐水，从桶上部溢流而出。化盐用的水来自碱厂各处的含氨、二氧化碳或食盐的洗涤水。二、盐水的精制盐水杂质：粗盐水含钙镁离子，杂质形成沉淀或复盐。杂质危害：堵塞管道和设备；氨和食盐的损失；影响产品质量。精制盐水的方法：石灰-碳酸铵法（石灰-塔气法）石灰-纯碱法1.石灰-碳酸铵法用石灰除去盐中的镁(Mg2+)，反应如下：Mg2++Ca(OH)2(s)=Mg(OH)2(s

6、)+Ca2+将分离出沉淀（一次泥）的溶液（一次盐水）送入除钙塔中，用碳化塔顶部尾气中的NH3和CO2再除去Ca2+，其化学反应为：2NH3+CO2+H2O+Ca2+=CaCO3(s)+2NH4+2.石灰-纯碱法除镁的方法与石灰-碳酸铵法相同，除钙则采用纯碱法，其反应如下：Na2CO3+Ca2+=CaCO3(s)+2Na+石灰-碳酸铵法利用碳化尾气，但精制过程出现“结合氨”，对碳化不利。石灰-纯碱法无结合氨，但消耗最终产品纯碱。P244T1、T2作业任务三精盐水的氨化(一)目的：1.制备氨盐水，并使其达到碳酸化所要求浓度；2.去除少量钙镁杂质。一

7、、氨化的理论基础（一）吸氨反应1.氨水生成反应NH3(g)+H2O(l)=NH4OH(aq)△H<02.(NH4)2CO3生成2NH3(l)+CO2(g)+H2O(l)=(NH4)2CO3(aq)△H<03.钙镁离子的沉淀反应规律：1.氨分压较同一浓度氨水的氨分压有所降低，溶液中二氧化碳越多，上方氨分压越小；2.65度以下，温度对二氧化碳分压的增加影响不大，在氨浓度较高时，温度对其影响更小。3.温度对水蒸气及氨分压影响很大游离氨浓度99~102tt，总氯离子浓度89~94tt。（二）食盐和氨的溶解度1.溶解度相互制约氨盐水氨的分压较纯氨水低。由

8、于(NH4)2CO3生成，氨的溶解度有所增加。NH3↑，NaCl↓;NaCl↑，NH3↓2.控制吸氨量多吸一些氨对碳化有利防止NaCl溶解度过低（三）