化工工艺学 课件 纯碱和烧碱05b

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1、第九章纯碱和烧碱第九章纯碱和烧碱本章内容目录纯碱和烧碱第一部分纯碱§1纯碱的性质§2纯碱的用途§3生产方法§4氨碱法制纯碱§5联碱法制纯碱§6氨碱法和联合法的比较第二部分烧碱§1烧碱的性质§2烧碱的用途§3生产方法§4生产原理§5离子交换膜法制纯碱第九章纯碱和烧碱国内纯碱生产概况纯碱，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。§1纯碱的性质第一节纯碱第九章纯碱和烧

2、碱§2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硬水变软水石油和油类的碱精制冶炼工业上的应用化学工业上的应用洗涤、印染、漂白及其他第九章纯碱和烧碱§3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、路布兰法芒硝制碱法4、天然碱加工提纯制纯碱（图）（图）（图）第九章纯碱和烧碱§4氨碱法一、化学原理：石灰石煅烧CaCO3=CaO+CO2CaO+H2O=Ca(OH)2碳酸化NH3+H2O+CO2=NH4HCO3↓NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl煅烧和氨的回收2NaHCO3=NaCO3+CO2↑

3、+H2O↑Ca(OH)2+NH4Cl=CaCl2+H2O第九章纯碱和烧碱二、氨碱法的生产过程：（1）CO2气和石灰乳的制备。煅烧石灰石制得石灰和二氧化碳，石灰消化而得石灰乳。（2）盐水的制备、精制及氨化，制得氨盐水。（3）氨盐水的碳酸化制重碱。来自石灰石煅烧及重碱煅烧的CO2，经压缩、冷却送至碳化塔。（4）重碱的过滤及洗涤（即碳化所得晶浆的液固分离）。（5）重碱煅烧制得纯碱成品及CO2。（6）母液中氨的蒸馏回收。第九章纯碱和烧碱三、流程示意图四、主要设备碳化塔是氨碱法制纯碱的主要设备之一。它是由许多铸铁塔圈组装而成，结构上大致可分上、下

4、两部分：上部为二氧化碳吸收段，下部有一些冷却水箱，用以冷却碳化液以析出晶体。（图见右）第九章纯碱和烧碱§4联合制碱法以食盐、氨及合成氨工业副产的二氧化碳为原料，同时生产纯碱及氯化铵，即所谓联合法生产纯碱及氯化铵，简称“联碱法”联碱法前一部分与氨碱法一样，最后把氯化铵晶体分离出来，作为一种氮肥产品，把所余的食盐返回碳化塔，供制碳酸氢钠。联合制碱原理示意图联合制碱流程简图联合制碱流程详图第九章纯碱和烧碱§5氨碱法和联碱法的比较1。氨碱法的优点：原料易于取得且价廉，生产过程中的氨可循环利用，损失较少；能够大规模连续生产，易于机械化，自动化；可

5、得到较高质量的纯碱产品。2。氨碱法缺点：是原料利用率低，造成大量废液废渣排出，严重污染环境；碳化后母液中含有大量的氯化铵，需加入石灰乳使之分解，然后蒸馏以回收氨，这样就必须设置蒸氨塔并消耗大量的蒸汽和石灰，从而造成流程长，设备庞大和能量上的浪费。3。联合制碱法与氨碱法比较有下列优点：原料利用率高；不需石灰石及焦碳，降低了很多成本；纯碱部分不需要蒸氨塔、石灰窖、化灰机等笨重设备，缩短了流程，建长投资花费减少；无大量废液、废渣排出，可在内地建厂。第九章纯碱和烧碱第二节烧碱§1烧碱的性质国内烧碱生产概况烧碱，又叫氢氧化钠；火碱；苛性钠NaOH

6、相对分子量（或原子量）40.011、密度2.130kg/dm32、熔点318.4℃3、沸点1390℃4、性状无色透明晶体5、溶解情况易溶于水，同时强烈放热。溶于乙醇和甘油6、其他固碱吸湿性很强，露置在空气中，最后会完全溶解成溶液。第九章纯碱和烧碱§2烧碱的用途烧碱的用途很大,尤其是化学药品的制造上,其次是造纸、炼铝、人造丝和人造棉、肥皂制造业。再其次在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠，水的电解以及无机盐生产中制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。美国及日本的烧碱用途美国日本化学药品40—45%纸及

7、纸浆12—14%氧化铝5—8%纤维加工3—6%粘胶纤维、人造丝、玻璃纸4—5%肥皂、洗涤剂3—4%石油工业3—5%出口8—10%其他10—15%化学工业57%纸及纸浆10%炼铝6%化学纤维7%玻璃纸2%纺织印染1%调味品2%石油精制1%出口6%其他8%第九章纯碱和烧碱§3生产方法1、19世纪末，世界上一直是用苛化法生产烧碱。2、从1890年开始采用电解法制烧碱，隔膜法和水银法差不多同时发明。3、20世纪50年代电解制碱技术进一步发展，出现了离子交换膜法。1966年美国杜邦公司开发了化学稳定性较好的离子交换膜，1975年日本旭化成公司开始

8、工业化生产。目前，全世界已有90多家氯碱厂应用离子膜的工艺技术，日产量已达万吨以上。（图1）（图2）（图）第九章纯碱和烧碱§4电解食盐水生产烧碱和水银法的原理电解食盐水生产烧碱的原理NaCl=Na＋＋Cl－