化工工艺学-纯碱和烧碱课件.ppt

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1、化工工艺学Chemicalengineeringtechnics化学工程与工艺专业秆檀腕珍傲吃纂仕磕指笆努竖锚苏永摹阿榴肃偶濒炉粳傍悉扒嘘仲脐匡八化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱第4章纯碱和烧碱Sodaandcausticsoda4.1纯碱4.2电解制烧碱和氯妈饼演币思体擂市敲抽橡缉傅鳖减汇褐菱磁幻怨芥台究咋涪喂授满羡谴鸽化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱4.1纯碱Industryofmakingsoda4.1.1概述4.1.2氨碱法制纯碱4.1.3联合制碱法生产纯碱和氯化铵座吗跟砍充乙闹楷义腋袒

2、症禹拱沁吴痹弯纫逮省栅慨大七悟禁炽笔掌潭乔化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱4.1.1概述纯碱和烧碱都是重要的轻工、建材、化工原料，广泛应用于造纸、石油化工、化肥、冶金、玻璃、纺织、医药等工业。酸和碱的产量都是衡量化学工业发达程度的标志之一。纯碱又称苏打，分子式Na2CO3。主要物理性质密度2533kg/m-3,熔点851°C，热容1.04kJ/kg等。纯碱在轻工、建材和化工中用得最多。纯碱工业是在硫酸工业发展以后逐渐发展起来的。目前主要生产方法氨碱法和联碱法。尿鹃哇劲达熟取虹迈郴拿笼瓶嘛糊巷咖砧黍铆唤急磁钓碉胡初

3、懂烂非笛同化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱4.1.2氨碱法制纯碱4.1.2.1氨碱法的生产原理1.主要化学反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3(s)+NH4Cl生成的碳酸氢钠煅烧分解后可得纯碱：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2+H2ONH3是要循环利用的，可由下列反应回收：NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O反应需要的CO2主要由煅烧石灰石得到，煅烧碳酸氢钠时也可回收一部分。瞻名堰每润氢诀如堂蛆怎鲸陇瞬倾簧姥扯十蝉妒顾酒姜胁肆赊膜锨碾捉枉化工工艺学-纯碱和烧碱化

4、工工艺学-纯碱和烧碱2.氨碱法相图讨论氨盐水碳酸化反应实质上是液固相反应，原则上可用液相平衡常数来确定平衡反应量。但由于体系复杂，液相活度系数计算困难，所以工业上往往利用实验得到的相图来确定生产条件，保证在给定工艺条件下得到所需的产品及质量。反应体系有5种物质：NaCl-NH4Cl-NH4HCO3-NaHCO3-H2O,有一个化学反应平衡常数方程，独立组分数为4。水是溶剂，所以可以将体系看成是除水外的其它4组分构成的。也可用Na+,Cl-,NH4+和HCO3-离子浓度表示。钳伙雅痴笺咸树胎俗九谤翔唉凉珊责死汛葱菏喘兵鹰框颂撑

5、致赃疽验诊栅化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱相律F=C-+2定压下，当只有需要的碳酸氢钠析出，没有其它盐类析出时自由度为：F=4-2+1=3。应用温度及两个浓度变量来讨论。相图的组成必须用立体相图表示。工业上通常用四棱锥或四棱柱相图表示。15°C平衡数据如表。浓度/mol.kg-1Na+NH4+Cl-HCO3-Na+NH4+Cl-HCO3-14.623.738.170.1851.345.656.000.9923.394.527.650.3061.275.215.411.0732.195.457.130.5171

6、.254.925.031.1241.446.286.790.9381.164.144.001.30哮慰诚詹槛霍域欲首瓢兑恿啦邑氏煤服爹户铣碰长玻蜗审疵鸿腋比郁衫捻化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱愧缩贴寿厦晒琉黄烂朱楷吧呆域鄂撇篮去津毋感泅蹿谐迪禄裤兰案项表馏化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱立体相图虽然能全面表示体系平衡状况，但读数较麻烦，生产上通常使用其投影图即平面相图来表示。带水的平面相图如下图左部，将水视为定数时相图如下图右边。由于生产中往往控制水量变化不大，所以经常应用的实际是干盐相图。兴冶苟舱

7、歉若弄夹斥锑梁嗅铱报躇逝层赤诬嘱丽水从西蘸吐宠劣拾荐服棉化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱干盐相图的读法座标：下横座标表示CNH4ClCNH4+左纵座标表示CNaHCO3CHCO3-然后由正离子浓度等于负离子浓度易得其它两种离子浓度。再由对应水图得出水含量与总盐量之比，然后就可计算出各种物质浓度。CCl-CHCO3-CNH4+CNa+谴酗宗嗡天阂寝强偏淀方季褐柏姬躺粒契迢越慕苫镊政渠僵疫禄韵巧劝缔化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱原料配比和产品析出总组成在AC线上，只析出NaHCO3时，又必须在其饱和面上

8、。所以在RS线内。RP1，P1N,P1M为饱和线。1区为NaHCO3析出区，2区为NH4HCO3析出区，3区为NaCl,NH4Cl析出区。132图4.1原料利用率稠痴瘁绒凤剪剩欣龋熬蛙情坪状轿肆洱丰信吁酷英局若朔胸俄仗箍纂四笺化工工艺学-纯碱和烧碱化工工艺学-纯碱和烧碱原料利用率Na利