純堿工業(yè)課件

純堿發(fā)現(xiàn)史

古代，人們從草木灰中提取碳酸鉀，后來又從鹽堿地和鹽湖等天然資源中獲取碳酸鈉，但量太小。

1862年，比利時人索爾維以食鹽、氨、二氧化碳原料發(fā)明的制堿法，即索爾維制堿法。該法實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，食鹽利用率得到提高，使純堿價格大大降低，并且產(chǎn)品質(zhì)量純凈，故被稱純堿。

1921年10月侯德榜在美國獲得博士學(xué)位，為了創(chuàng)建中國的制堿工業(yè)，受愛國實業(yè)家范旭東之聘請，毅然從美國啟程回國，決心自己開發(fā)制堿新工藝，經(jīng)過600多次研究實驗，分析了2000多個樣品，于1942年發(fā)明了氨堿法與合成氨聯(lián)合生產(chǎn)的改進(jìn)工藝，被命名為“聯(lián)合制堿法”也叫“侯氏制堿法”從而開創(chuàng)了世界制堿工業(yè)的新紀(jì)元。第1頁/共15頁碳酸鈣、氯化鈉、NH3+CO2+H2O=

NH4HCO3

NaCl+NH4HCO3=

NaHCO3↓+NH4Cl氨堿法原理1、原料：2、原理：△2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑氨氣第2頁/共15頁運用離子反應(yīng)的知識解釋氨堿法原理（1）通入氨氣和二氧化碳后的NaCl溶液中哪些溶質(zhì)離子大量存在？（2）Na+、NH4+

、CI-、HCO3-四種離子可以大量共存嗎？它們可以組成幾種物質(zhì)？

NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl（3）為什么能夠得到碳酸氫鈉固體呢？Na+、NH4+

、CI-、HCO3-第3頁/共15頁溶解度數(shù)據(jù)NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl30℃36.327.011.141.1NaHCO3Na2CO330℃11.150.540℃12.748.560℃16.446.4第4頁/共15頁運用離子反應(yīng)的知識解釋氨堿法原理（3）為什么能夠得到碳酸氫鈉固體呢？

碳酸氫鈉溶解度小。（4）析出碳酸氫鈉后的母液中還存在哪些離子？哪些離子的數(shù)目發(fā)生了較大變化？

還有：NH4+

、CI-，Na+、HCO3-濃度減小。（5）向母液中加入研細(xì)的氯化鈉后，為什么會析出固體氯化銨呢？NH4ClNaCl10203040501020304050600溫度溶解度圖１第5頁/共15頁選擇生產(chǎn)條件時主要考慮的幾個因素（1）盡可能提高反應(yīng)混合物中所需物質(zhì)的百分含量；（2）盡可能縮短反應(yīng)到達(dá)平衡所需要的時間；（3）盡可能降低對耐高壓設(shè)備所需材料的要求；（4）考慮符合綠色化學(xué)原則。第6頁/共15頁綠色化學(xué)綠色化學(xué)是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大程度的節(jié)約能源，在各環(huán)節(jié)上實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。它的過程為零排放和污染。具體內(nèi)還體現(xiàn)在五個“R”上。1、減量(Reduction）2、重復(fù)使用(Reuse）3、回收(Recycling）4、再生(Regeneration）5、拒用(Rejection）第7頁/共15頁飽和食鹽水通氨氣氨鹽水過濾洗滌通CO2碳酸氫鈉煅燒純堿（產(chǎn)品）二氧化碳濾液NH4ClNaCl加熱Ca(OH)2氨（循環(huán)使用）（循環(huán)使用）廢液CaCl2、NaCl石灰石煅燒二氧化碳CaOCa(OH)2石灰乳索爾維制堿法工業(yè)流程圖第8頁/共15頁氨堿法優(yōu)點原料（食鹽、石灰石）便宜產(chǎn)品（純堿）純度高副產(chǎn)品氨、二氧化碳可循環(huán)使用步驟簡單，適用于大規(guī)模生產(chǎn)缺點兩種原料的成分里只利用了一半食鹽的利用率只有72％－74％第9頁/共15頁飽和食鹽水通氨氣氨鹽水過濾洗滌通CO2碳酸氫鈉煅燒純堿（產(chǎn)品）二氧化碳濾液NH4ClNaCl加氯化鈉細(xì)粉、通氨氣冷卻、過濾、洗滌、干燥氯化銨（產(chǎn)品）（循環(huán)使用）飽和NaCl（循環(huán)使用）合成氨工廠二氧化碳氨氣侯氏制堿法工業(yè)流程圖第10頁/共15頁聯(lián)合制堿法食鹽的利用率提高到96％以上綜合利用了氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子，生產(chǎn)出純堿和氯化銨。第11頁/共15頁①向飽和的NaCI溶液中通入NH3至飽和，再通入過量CO2得到固體NaHCO3②再將所得NaHCO3焙燒制得純堿③向析出小蘇打的母液中加入研細(xì)的NaCI，還得到另一產(chǎn)品NH4CI固體侯氏制堿法的主要步驟：第12頁/共15頁小結(jié)：侯氏制堿法的反應(yīng)原理

NaCl(飽和)+NH3+

H2O+

CO2=NaHCO