课题3　纯碱的生产.ppt

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1、联合制碱工业一、纯碱工业的发展史：纯碱是重要的化工原料之一，也是大众消费品，广泛应用于玻璃工业、钢铁工业、化学工业、医药工业、搪瓷、纺织、印染、造纸、食品等多种工业的生产。1983年，世界纯碱产量为30Mt。纯碱工业始于18世纪末，法国人勒布朗，比利时人索尔维，中国人侯德榜等，都先后作出了突出的贡献。NaClNa2SO4+H2SO4浓+C+CaCO3原料:NaCl、H2SO4浓、C、CaCO3缺点:此法因难于连续生产，又需浓硫酸作原料，设备腐蚀严重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在投产不久后不敌索尔维法的竞争，而被淘汰。虽然如此他的制碱法在历史上曾盛行一时，是化学工业发展史的一

2、个里程碑。勒布朗制碱法Na2SO4Na2SNa2SNa2CO3二、索尔维制碱法（氨碱法）：索氏制碱法的流程图：（氨碱法）索氏制碱原理：总反应方程式：NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NaCl+CO2+H2O+NH3→NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）NH4Cl又可以与生石灰反应，产生NH3，重新作为原料使用：2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O（NH3循环使用）NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl饱和食盐水氨盐水沉淀NaHCO3滤液NH4Cl、NaCl石灰石Ca(OH)2石灰乳通NH3过滤洗

3、涤通CO2煅烧CO2(循环使用）Na2CO3产品煅烧CO2CaONH3(循环使用）废液CaCl2、NaClCa(OH)2标准状况下CO2和NH3在水中的溶解度如下表所示CO2NH3溶解性（体积比）1:1.71:700溶液的密度（g·cm-3）~10.88饱和溶液的物质的量浓度（mol·L-1）~0.076~18思考：为什么在饱和食盐水中先通入氨气？以下是在一定温度下一些物质的溶解度溶解性固体的溶解度（/100gH2O）物质NaClNaHCO3NH4HCO3NH4Cl0℃35.76.911.929.7100℃39.1216.4分解75.80℃时饱和溶液中的物质的量(100gH2O)0.610.

4、080.150.56索尔维制碱法CO2、NaCl、NH32NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O（NH4Cl、NaCl）Ca(OH)2NH3+CaCl2索尔维法的优点：缺点：1、原料（食盐和石灰石）便宜；2、产品纯碱的纯度高；3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；4、制造步骤简单，适合于大规模生产。1、NaCl利用率低2、生成用途不大的CaCl2△原料：产物的生成：滤液的处理侯德榜介绍：在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。侯德榜制碱

5、背景：1937年，抗日战争爆发，由于当时内地盐价昂贵，用传统的索尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺，但德国与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严，侯德榜与永利的工程技术人员一起，认真剖析了察安法流程，终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这种新工艺被命名为“候氏制碱法”。三、侯氏制碱（联合制碱法）侯氏制碱法的流程图(联合制碱法）侯氏制碱法的原理1、合成氨工厂的反应：2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳3、加热碳酸氢钠，得到碳酸钠N2的制取：空气液化H

6、2、CO2的制取：C+H2O(g)→H2+CO、CO+H2O(g)→H2+CO2NH3的合成：N2+3H2→2NH3高温高温NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓（析出）2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2思考1：在滤液中通入氨气的目的？1、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出2、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度思考2：在滤液中加入固体NaCl目的同离子效应，使NH4Cl沉降，在降温至t1℃以下分离析出更多的NH4Cl沉淀，同时又补充了下一过程中所要的Na+NH4ClNaCl侯德榜制碱法CO2、NH3、NaCl2NaHCO3Na2

7、CO3+CO2+H2O滤液的处理（NaCl、｛滤液：NaClNH4Cl）原料：产物的生成：NH3、NaCl滤渣：NH4Cl△侯氏制碱法的优点“联合制碱法”中“联合”的意义？在联合制碱中，所用原料CO2和NH3是由提供的，所以工业生产上常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所以，称为“。1、提高了NaCl利用率2、产生了有用的化工原料和肥料NH4Cl合成氨厂联合制碱法”索氏制碱法的流程图：（氨碱法）侯氏制碱法的流程图