第十一章-纯碱和烧碱

《第十一章-纯碱和烧碱》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第11章纯碱和烧碱化学工程与工艺专业ChemicalTechnologyChapter11Soda＆CausticSoda第11章纯碱和烧碱Sodaandcausticsoda11.1纯碱11.2电解制烧碱和氯第一节纯碱1.1概述1.2氨碱法制纯碱1.3联合制碱法生产纯碱和氯化铵国内纯碱概况目前，我国共有50家左右的纯碱厂，以氨碱法为主，联碱法和天然碱并存。2003年，我国纯碱产量达到1101万吨，首次超过美国居世界第一位。2004年，国内纯碱总产量1267万吨。2011年，我国纯碱生产企业有44家（其中产能

2、达到或超过60万吨/年的企业有14家）。全国纯碱的产量达2303万吨，同比增长13.40%。1.1概述一、纯碱的性质纯碱，又叫碳酸钠，俗称“苏打”。相对分子量（或原子量）105.991、密度2.532kg/dm32、熔点851℃3、性状白色粉末或细粒4、溶解情况易溶于水，水溶液呈碱性。不溶于乙醇、乙醚。5、其他吸湿性强，能因吸湿而结成硬快。二、纯碱的用途纯碱是一种大吨位化工原料，用途极其广泛：制造玻璃制肥皂化学工业上的应用石油和油类的碱精制冶炼工业上的应用硬水变软水洗涤、印染、漂白及其他三、生产方法18世纪以

3、前，天然碱、草木灰→1791年路布兰法（食盐+硫酸）→1861年氨碱法（苏维尔法）→1942联合制碱法（制碱泰斗侯德榜），纯碱与肥料联合生产。侯德榜(1890-1974)，字致本，名启荣，著名化学家，“侯氏制碱法”的创始人。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，像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，被称为“国宝”。生产方法1、氨碱法生产纯碱2、联碱碱法生产纯碱（侯氏法）3、路布兰法（图1），芒硝制碱法（图2）4、天然碱加工提纯制纯碱（图3）图1路布兰法生产纯碱流程图2NaCl

4、+H2SO4=Na2SO4+2HClNaSO4+2C=Na2S+2CO2Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS缺点：原料利用低，质量差，成本高，间歇生产。储仓H2S去回收制硫或硫酸图2水蒸气还原芒硝制纯碱流程十水硫酸钠图3天然碱加工提纯制纯碱流程水合碳酸氢钠1861年，比利时人苏维尔提出此法。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。1.2氨碱法制纯碱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

5、煅烧分解后可得纯碱：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2+H2O利用的氨，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。1）石灰石煅烧CaCO3=CaO+CO2CaO+H2O=Ca(OH)22）氨盐水碳酸化NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl3）NaHCO3的煅烧2NaHCO3=NaCO3+CO2↑+H2O↑4）蒸氨Ca(OH)2+NH4Cl=CaCl2+H2O+2NH3（2）

6、氨碱法的生产原理NH3回收利用反应需要的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。1.2.2氨碱法的工业生产主要分为:石灰煅烧制CO2、盐水预处理、吸收制氨盐水、碳酸化、氨的回收、煅烧制纯碱等系统。1.氨碱法的生产流程氨碱法生产流程方框图石灰煅烧制CO2饱和食盐水的精制氨碱法示意流程NaHCO3Ca(OH)2氨的回收炉气氨碱法制纯碱的工艺流程(1)饱和盐水的制备和精制精制的目的：将粗盐中所含杂质如Ca盐、Mg盐等除去。因为在吸收氨和碳酸化过程中，可能生成氢氧化镁和碳酸钙沉淀，使管道堵塞或影响产

7、品质量。先加入石灰乳使镁离子变成钙离子：Mg2++Ca(OH)2(s)=Mg(OH)2(s)+Ca2+除钙可用下列两法之一：2NH3+CO2+H2O+Ca2+=CaCO3(s)+2NH4+Na2CO3+Ca2+=CaCO3(s)+2Na+石灰-氨-CO2法石灰-纯碱法两种除钙方法比较☆氨法可用尾气中的氨，省原料，但生成的氯化铵对碳酸化过程不利。☆纯碱法：用产品碱去除钙虽损耗了部分产品，但没有氯化铵生成，对后续工序碳酸化有利。用氨的除钙塔基本构造如右图。气体从塔底经菌帽齿缝后与溶液充分接触，在上部用水洗涤后排空

8、。为了加速沉降过程，可加适当助沉剂，使形成絮状沉淀。除钙塔基本结构吸氨过程的主要反应为：NH3+H2O=NH4OHH=-35.2kJ/mol2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3H=-95.2kJ/mol反应放热较多，每kg氨吸收成氨盐水可放热4280kJ。如不及时移走，可使系统温度升高95℃。温度升高，氨分压增加，对吸收过程不利。因此，要用多个塔外水冷器冷却。使塔中部温度为60℃，底部为