纯碱生产方法.ppt

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1、第7章纯碱7.1纯碱的制造方法7.2联碱法生产原理7.3联碱法的工艺流程7.4联碱法生产过程1纯碱化学名为：Na2CO3纯碱的用途：1、生产玻璃如平板玻璃、光学玻璃等；2、化学工业用于制取钠盐、碳酸盐、漂白粉、填料、催化剂及染料等；3、冶金工业用于选矿；4、陶瓷工业用于耐火材料和釉。2人类使用碱，最早是取自天然碱和草木灰(K2CO3)。英法七年战争(1756-1763年)，法国植物碱来源断绝。1775年，法国科学院悬赏征求制造纯碱的方法，法国人吕布兰提出以食盐、硫酸、石灰石、煤粉为原料的工业生产纯碱方法，即吕布兰制碱法。主要化学反应式：2Na

2、Cl+H2SO4→Na2SO4+2HClNa2SO4+2C→Na2S+2CO2Na2S+CaCO3→Na2CO3+CaSCaS+CO2+H2O→CaCO3+H2SH2S+2O2→H2SO47.1纯碱的制造方法7.1.1吕布兰法3原料配比为Na2SO4:石灰石:煤粉=100:100:35.5(质量)。产品中含纯碱95%。1791年建立了第一套日产300kg的吕布兰制碱工厂。其后，采用此法生产纯碱遍布整个欧洲，1880年最高年产量为60万吨。该法的实施，不仅提供了制碱方法，也促进了硫酸、盐酸等工业的发展。缺点：该法是在固相范围内进行生产，不能连续

3、工业化生产，产品质量低、成本高。寻求新的生产方法。2001年国内纯碱年产量为903万吨，居世界第三位，国内主要的制碱方法是索尔维和侯氏制碱法。47.1.2索尔维法1861年，索尔维在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和CO2的试验中可得到NaHCO3（重碱），然后获得用海盐和石灰石为原料氨为媒介制取纯碱的专利，此法被称为索尔维制碱法。由于此法生产过程中，氨仅起媒介作用，故又称氨碱法。其工艺流程：56主要的化学反应：1、石灰石煅烧和石灰乳制备CaCO3→CaO+CO2↑CaO+2H2O→Ca(OH)22、盐水吸氨、碳酸化NaCl+N

4、H3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl3、碳酸氢钠煅烧，分解出的CO2循环使用2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O↑4、氯化铵与石灰石蒸馏，回收氨2NH4Cl+Ca(OH)2→CaCl2+NH3↑+2H2O↑7氨碱法制碱的优点：(1)原料易得，价格低廉；(2)可连续生产，生产能力大；(3)产品纯度高(含Na2CO398.5%).氨碱法制碱的缺点：(1)氯化钠利用率低，理论转化率84%，实际只能达到72-74%，且仅利用部分Na+，26-28%Na+？和全部Cl-全部废弃，总利用率为30%；(2)产生大量废水，且废水不易处理

5、。87.1.3联合制碱法1942年，侯德榜发明了“索尔维制碱工艺与合成氨工艺联合起来，可连续生产，既制纯碱又产氯化胺，原料利用率达到98%。1943年底，中国化学会第十一届年会命名为侯氏制碱法”(Hou’sprocess)，即联合制碱法。1952年在大连化学厂建成日产10吨的联合制碱中试装置；1961年在大连化学厂建成年产16万吨的联碱车间。日本50年代建立了联合制碱法工厂。70年代后，氯化铵过剩，对该法进行了改良，调整多余氯化铵产量称为“新旭法”或称为NA法(NewAsahiprocess)。生产流程示意图：910生产过程分为两个过程：1、

6、制碱过程；2、制铵过程。联碱法的优点：(1)原料利用率高，食盐利用率95%以上；(2)产品成本比氨碱法低，无须石灰石、焦炭，节约原料、能源、运输；(3)工艺流程简单，不需蒸氨塔、石灰窑、化灰机等笨重设备；(4)排污量小，无大量废液、废渣。117.1.4天然碱加工天然碱：指含有Na2CO3和NaHCO3等可溶性盐类的矿物。天然碱主要矿物为：倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)十水碱晶体(Na2CO3.10H2O)少量的NaCl、Na2SO4。天然碱加工法：1、倍半碳酸钠法将天然碱经过预处理后，再煅烧即可得到纯碱。Na2CO3.Na

7、HCO3.2H2O→Na2CO3+CO2+H2O122、一水碳酸钠法将天然碱煅烧分解NaHCO3，制得一水碳酸钠，再脱水即可。3、碳化法Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3↓2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O↑137.2.1NH4Cl结晶的原理7.2联碱法生产原理14表7-1可知：NH4Cl溶解度受温度影响大，NaCl则影响不大。当NH4Cl、NaCl共存在，溶解度都比单独溶解度小？NH4Cl溶解度随温度的降低而降低，而NaCl的溶解度随温度的降低而上升。因此可采取冷析和盐析的方法析出NH4Cl。原理：1516图7-6：N

8、H4Cl—NaCl—H2O系相图冷析，NaCl不饱和，NH4Cl析出PQ，加盐NaCl，NH4Cl析QR总结晶PR177.2.3循环过程中的工艺指标1、氨母液I中N