纯碱的工业制法
[重点]与纯碱工业相关的化学原理、循环原理、纯碱工艺流程
[难点]化学原理与工业生产的结合分析
纯碱的工业制法。纯碱是什么物质的俗称? 对，是碳酸钠苏打的俗称。纯碱是重要的基础化工原料，主要应用于玻璃制造、化工、冶金，以及造纸、纺织、食品等轻工业，用量极大，被誉为“化工之母”。
纯碱的地位如此重要，工业上如何通过化学反应去制备碳酸钠呢？要制备碳酸钠，得找生产原料。为适合大规模的生产，所找的原料应是广泛、廉价的。根据这个原则，我们共同来寻找。碳酸钠含有钠离子和碳酸根离子。含有钠离子的化合物自然界中最常见的是------氯化钠，提供碳酸根最廉价的原料是------石灰石(碳酸钙)。因此，我们可利用氯化钠和碳酸钙作为生产原料。
[投影] 制备纯碱的原料: NaCl ,CaCO3
[提问] 氯化钠和碳酸钙能直接反应生成碳酸钠吗?
[学生] 不能
[设问]不能直接生成碳酸钠，就必须有中间产物作为过渡。可以通过什么中间产物过渡呢？
[引导] 这个问题可以说困扰了科学界很长的一段时间。法国科学院甚至设立10万法郎，用于奖励发明苏打工艺的人。比利时工业化学家索尔
维通过努力，以碳酸氢钠作为中间产物，再由碳酸氢钠煅烧得到碳酸
钠，从而实现了合成制碱的生产方法。索尔维发明的这种方法就叫做
索尔维制碱法。
[投影] 一、索尔维制碱法(氨碱法)
[设问] 索尔维制碱法的化学反应原理是怎样的？首先来了解索尔维是怎样制备碳酸氢钠。
索尔维通过大量的研究，发现在饱和食盐水中通入两种气体能产生
大量的碳酸氢钠沉淀。这两种气体是由碳酸钙煅烧形成的二氧化碳以
及氨气。
碳酸氢钠的制备:
通
通
[设问]为什么饱和食盐水中通入氨气和CO2就能有碳酸氢钠沉淀产生？[引导] 我们来分析一下。氨气是一种碱性气体，二氧化碳是酸性氧化物，这两者在溶液中反应吗？反应生成什么物质？
[学生] 生成碳酸氢铵
[引导]当NH4HCO3和NaCl这两种可溶性盐混合在一起时，溶液中大量存在的离子有哪几种？
[学生]NH4+,HCO3ˉ,Clˉ, Na+四种离子。
[提问]请大家析这四种离子两两结合可形成哪几种物质？
[学生] NH4HCO3 , NaCl,NaHCO3,NH4Cl
[教师]根据溶解性表，我们应该知道为什么碳酸氢钠可沉淀析出？
[投影]
四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表
盐
溶
解
度
温度
NaCl
NH4HCO3
NaHCO3
NH4Cl
0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃
35.7
11.9
6.9
29.4
35.8
15.8
8.1
33.3
36.0
21.0
9.6
37.2
27.0
11.1
41.4
36.336.6
12.7
45.8
①
37.0
14.5
50.4
37.3
16.4
55.3
39.8
77.3
①>35℃NH4HCO3会有分解
[学生] 因为NaHCO3溶解度较小，在溶液中含有较大浓度的钠离子和碳酸氢根时，就会有碳酸氢钠的晶体析出。析出的碳酸氢钠经洗涤煅烧就
可形成碳酸钠产品。
[教师]下面请同学们写一些对应的化学方程式：往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳、煅烧碳酸氢钠制碳酸钠。练一练
[投影] 1.索尔维制碱法(氨碱法)原理：（反应原料: NaCl ,CaCO3,NH3）·往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：
NH3+CO2+H2O→NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NaCl
·碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠
2NaHCO Na2CO3+CO2↑+H2O [教师]。以上三个反应就是索尔维制碱法的化学反应原理。这里我要问一个小问题，在反应NH3+CO2+H2O→NH4HCO3 中要制备碳酸氢铵，必
须什么物质过量？二氧化碳过量。
[教师总结]索尔维利用原料通过NH4HCO3和NaHCO3得到纯碱，反应原料除了利用NaCl ,CaCO3外还利用了NH3，这种方法又叫氨碱法。[教师] 在由反应原理转化为工业生产须进行工艺设计。
为制备更多的碳酸氢钠，在饱和氯化钠溶液中，应先通氨气还是二氧化碳？
[学生] 氨气和二氧化碳的溶解度不同。应先通入氨气，因为氨气极易溶于水，通入氨气后的溶液呈碱性，碱性溶液能吸收更多地二氧化碳。[提问]现在请同学们根据氨碱法的反应原理，动笔画出制备流程图。画一画[投影]2.索尔维制碱法（氨碱法）的工业生产流程：
[设问] 氨碱法有什么优缺点?
3.索尔维制碱法的优缺点:
优点：1、原料（食盐和石灰石）普遍易得、便宜；
2、产品纯碱的纯度很高；
3、副产品氨气和二氧化碳可回收循环使用；
4、投资少，制造步骤简单，适合大规模生产。
缺点：1、生成大量无用的氯化钙；
（两种原料的成分里都只利用了一半—食盐里的钠离
子和石灰石成分离的碳酸根离子结合成了碳酸钠，可
是氯离子和钙离子都结合成了没有多大用途的氯化
钙；
2、原料食盐的利用率只有70%左右,其余的食盐都随着氯
化钙溶液作为废液被抛弃了，这是很大的损失。
[教师] 现在我们提倡绿色化学，绿色化学要求最大限度利用原料、最大限度减少废物的排放。从这一点来看，在氨碱法中氨气和二氧化碳的回收循环符合绿色化学的思想；而生成大量无用的氯化钙和食盐的低利用率违背了绿色化学。
一.硫酸 1.制取二氧化硫（沸腾炉） 燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫 S+O2═点燃═SO2 4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3 2.接触氧化为三氧化硫（接触室） 2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应） 3.用98.3%硫酸吸收 SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸） 4.加水（吸收塔） H2S2O7+H2O═2H2SO4 主要方程式4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 环境污染so2的废气排放导致酸雨 注意事项：在接触氧化阶段，SO2在一定温度（400～500℃）和催化剂存在的条件下，被空气中的O2氧化为SO3。由于在常压下SO2转化为 SO3的转化率已经很高，而且催化剂要求较高的反应温度，所 以一般不采用高压、低温的反应条件。 在三氧化硫的吸收阶段，反应的本质是SO3与H2O化合生成 H2SO4。但由于用H2O吸收SO3会形成不利于吸收的酸雾， 所以工业上用98.3％的硫酸来吸收SO3，然后再稀释成所需浓 度的硫酸。 在制硫酸是，矿石需要粉碎：空气足量：沸腾炉出来的SO2需 经过除尘、洗涤、干燥等：接触式在工作过程中，利用热交换 器原理。 尾气处理：一般采用氨水吸收法。 二.硝酸 原理主要方程式 氨氧化法制硝酸,
工业制法原料:NH3 ,水,空气. 主要反应为：4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中]；反应条件：800度高温，催化剂铂铑合金作用下） 2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中]； 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔]； 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。 三盐酸 原理主要方程 工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合， 然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。 H2+Cl2=2HCl（反应条件：点燃） 然后用水吸收 在合成塔内完成 环境污染 在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应 四纯碱制法 原理主要方程式 侯氏制碱法又名联合制碱法 （1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2 五烧碱制法 原理主要方程式 （1）过滤海水 （2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤 Ca2++2OH-==== Ca(OH)2↓（Ca(OH)2微溶，可出现浑浊现象） Mg2++2OH-==== Mg(OH)2↓ （3）利用反渗透膜法生产技术出去盐水中的SO4 2- （4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤 Ca2++ CO32-==== CaCO3↓ Ba2++ CO32-==== BaCO3↓ （5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子 2H+ +CO32-==== CO2↑ + H2O
“氨碱法制纯碱”教学中探究性教学的渗透 在鲁教版初中化学教材中，涉及到了氨碱法制纯碱这一反应原理，这是初中化学最复杂的一个化学反应，要让学生扎实地理解并记住这一反应，难度较大。教学中，我运用了探究性教学方式，在学生原有知识的基础上不断设疑、层层引导，取得了比较不错的教学效果。 依照教材，本知识点是第六单元第三节《海水“制碱”》中的一部分内容。这一节共由两部分内容组成，按照教材顺序，第一部分是氨碱法制纯碱，其中涉及到“多识一点”：侯氏制碱法；第二部分是纯碱的性质，其中涉及到“多识一点”：复分解反应的实质。在处理教材时，我将这节课分为2课时，而且在授课顺序上也做出了很大调整。第一课时完成了纯碱的性质并且总结了盐的化学性质，给出了复分解反应发生的条件。第二课时，主要讲授“氨碱法制纯碱”。其教学过程可分为四个板块： 第一板块：复习旧知识，导入复分解反应的实质。 首先请学生分析：下列四组溶液混合时，能否发生复分解反应，为什么？ ① NaOH ＋HCl ；② Na 2CO 3＋HCl ；③ NaCl+KNO 3；④ NaCl+AgNO 3 教师提出问题：为什么交换成分后有水、气体或沉淀生成就能发生复分解反应？为什么第三组中的两种物质之间不能发生复分解反应？能否从溶液中离子的构成这一角度思考这一问题？使学生在思考中，了解复分解反应的实质。 以第一组物质为例：反应前的溶质为NaOH 和HCl ，其离子的构成为：Na +、OH -、H +、Cl -；而反应后按照交换成分的规律，溶液中含有NaCl 和H 2O ，其离子的构成变为Na +和Cl -。这时学生不禁会产生疑问：溶液中的H +和OH -到哪里去了？引导学生思考这一过程：当氢氧化钠溶液与稀盐酸混合时，溶液中的氢离子与氢氧根离子结合成水分子，而钠离子和氯离子仍然存在于溶液中，形成氯化钠溶液，这一过程使溶液中离子的构成发生了变化，因此我们说氢氧化钠与盐酸反应生成了新物质——氯化钠和水。这一反应的实质就是氢离子与氢氧根离子结合成水分子，而使溶液的组成发生了变化，因此我们可以这样说，氢离子与氢氧根离子不能共存。 以第三组物质为例：反应前的溶质为NaCl 和KNO 3，其离子的构成为：Na +、Cl -、K +、NO 3-；而反应后按照交换成分的规律，溶液中含有NaNO 3和KCl ，其离子的构成还是Na +、Cl -、K +、NO 3-。由此看来，溶液在混合前后其组成没有发生变化，因此说NaCl 和KNO 3 不 从微观角度来看： 反应前后，溶液的组成改变
纯碱工业发展简史 在很早以前，人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用，现在保存下来的最古老的埃及玻璃大约是公元前1800 年制造的。在我国1700 年前的著名药书“本草纲目”中记载“菜蒿蓼之属、晒干、烧灰、以原水淋汁，去垢发面。”可见当时对碱的制造和用途都有一定程度的了解。无论中外，在18 世纪中叶以前，碱的来源不外是植物灰或碱湖中的天然碱。到18 世纪末叶，随着生产力的发展，天然碱的产量已远不能满足玻璃、肥皂、皮革等工业需要。因此人工制碱的问题就被提出来了。在英法七年战争时法国所需的植物碱来源断绝，于是在1775 年法国科学院悬赏征求制碱方法。1787 年医生路布兰经四年多的研究获得var cpro_psid ="u2572954"; var cpro_pswidth =966; var cpro_psheight =120; 了成功。他的方法是先用硫酸和食盐互相作用得到硫酸钠，然后再将硫酸钠和石灰石、煤炭在900 ～1000 ℃共熔得碳酸钠。这一方法的成功，不仅为工业提供了纯碱，而且由于一种化学产品通过人工合成，因而对化学和化工的发展以及人类对客观世界的认识，都起了重要的作用。这一制碱方法，通常称为路布兰法或硫酸钠法。但是路布兰法存在着不少缺点：熔融过程系在固相中进行，并且需要高温；设备生产能力不充分；设备腐蚀程度严重；工人的劳动条件恶劣及所得到的纯碱质量不高。这些缺点促使人们去研究新的制碱方法。1861 年，比利时人索尔维原是一名工人，在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可以得到碳酸氢钠，于是获得用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利，这种方法也就被称之为索尔维制碱法。因为在生产过程中需用氨起媒介作用，故又称为氨碱法。其主要过程是氨盐水吸收二氧化碳而得碳酸氢钠，然后将碳酸氢钠煅烧放出CO 2 和H 2 O 而成碳酸钠。1863 年建厂，1872 年获得成功。由于氨碱法可以连续生产，生产能力大，原料利
海水制碱第一课时教学设计 学习目标： 1.能说出工业制纯碱的原料，进一步树立元素守恒观。 2.认识氨碱法制纯碱的反应原理，能说出碳酸钠的主要用途。 3.了解侯德榜的事迹，激发爱国热情。 学习过程： 【情境引入】 1、展示一袋食用碱 问题：这袋食用碱是老师在厨房中找到的，你们家里有没有？ 师：那你知道它的成分和用途吗? 师：纯碱不只在生活中用途多，也是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标。图片展示：纯碱的工业用途 师：纯碱在工业上广泛应用于石油精炼，造纸，冶金，纺织印染，生产人造纤维、玻璃、洗涤剂等等，（随着图片的展示教师逐一说出纯碱的用途。）一个国家生产和使用纯碱的量，在一定的程度上反映了这个国家的工业水平。 过渡：这么重要物质，我们如何获得呢？有没有同学知道？ （引导学生联系前面学过冬天捞碱，夏天晒盐，猜测纯碱可以从碱湖中捞） 师：非常好，自然界中有一定量的纯碱。正如这位同学所说的，18世纪以前，纯碱都是取自于植物和碱湖碱矿。展示相关图。这是利用什么方法来来获取物质？（物理方法。） 师过渡：但是天然碱的含量远远不能满足工业生产的需要。怎么办呢？（可以想办法通过化学变化来制取） 师：太棒了，化学变化可以为我们制备所需的物质，那我们在工业上如何通过化学变化来制取纯碱的呢？相信通过今天的学习，你一定能找到答案，请阅读本节课的学习目标。（展示目标，学生读目标，教师板书课题，在碱旁标注明化学式） 【板书课题】第三节海水“制碱” 投影：本节课的学习目标。 【探究新知】 氨碱法制纯碱 （一）探究原料
（工业制纯碱需要哪些原料呢？） 从元素守恒的角度，我们要用化学方法制取纯碱，应该选用含哪些元素的物质呢？（钠、碳、氧） 师：你会选择哪种含钠元素的物质？理由是什么？ （氯化钠，因为海水晒盐可以得到大量的氯化钠，价格便宜，来源广簹。） 师：碳、氧元素可由哪种物质提供？ （二氧化碳） 师：工业上怎么制二氧化碳的？（高温锻烧石灰石） 很好，工业上，我们可以以食盐，二氧化碳为原料，以氨为媒介采用氨碱法生产纯碱。（二）了解流程和原理（观看微视频） 师：利用这些原料如何制得纯碱呢，一起看一段微视频，了解工业制纯碱的流程和原理。请先阅读学案上的问题，看视频时要边看边记边思考。请看大屏幕。 播放微视频：海水制纯碱探秘 视频看完了，请根据视频内容完成学案上的问题。 学生自主完成，小组内订正，师巡视。交流展示，师点拨。 1.将导学案上的流程图补充完整并根据提示写出反应原理。 提示：氨气、水、二氧化碳、食盐反应生成碳酸氢钠和氯化铵； 碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳。 2.根据视频内容和课本71页最后一自然段，试着归纳碳酸氢钠有哪些性质和用途。 3.生产中要先向饱和的食盐水中通入氨气，制成饱和的氨盐水后，再通入二氧化碳。可以增加对二氧化碳的吸收，这是为什么呢？（提示：氨气溶于水形成氨水，可从食盐水和氨盐水的组成上分析） （食盐水由氯化钠和水组成，氨盐水由氯化钠、水和氨水组成，可能是氨水促进了对二氧化碳的吸收） 师：氨水为什么能促进对二氧化碳的吸收呢？ 师：氨水是哪类物质呢？ 师：现在有没有同学知道为什么氨水能促进对二氧化碳的吸收了？
纯碱的工业制法(后) 纯碱的工业制法 [重点] 与纯碱工业相关的化学原理、循环原理、纯碱工艺流程 [难点]化学原理与工业生产的结合分析 纯碱的工业制法。纯碱是什么物质的俗称? 对，是碳酸钠苏打的俗称。纯碱是重要的 基础化工原料，主要应用于玻璃制造、化工、冶金，以及造纸、纺织、食品等轻工业，用 量极大，被誉为“化工之母”。 纯碱的地位如此重要，工业上如何通过化学反应去制备碳酸钠呢？要制备碳酸钠，得 找生产原料。为适合大规模的生产，所找的原料应是广泛、廉价的。根据这个原则，我们 共同来寻找。碳酸钠含有钠离子和碳酸根离子。含有钠离子的化合物自然界中最常见的是 ------氯化钠，提供碳酸根最廉价的原料是------石灰石(碳酸钙)。因此，我们可利用氯 化钠和碳酸钙作为生产原料。 [投影] 制备纯碱的原料: NaCl ,CaCO3 [提问] 氯化钠和碳酸钙能直接反应生成碳酸钠吗? [学生] 不能 [设问] 不能直接生成碳酸钠，就必须有中间产物作为过渡。可以通过什么中间产物过渡呢？ [引导] 这个问题可以说困扰了科学界很长的一段时间。法国科学院甚至设 立10万法郎，用于奖励发明苏打工艺的人。比利时工业化学家索尔维通过努力，以 碳酸氢钠作为中间产物，再由碳酸氢钠煅烧得到碳酸钠，从而实现了合成制碱的生产方法。索尔维发明的这种方法就叫做索尔维制碱法。 [投影] 一、索尔维制碱法(氨碱法) [设问] 索尔维制碱法的化学反应原理是怎样的？首先来了解索尔维是怎样制备碳酸氢钠。 索尔维通过大量的研究，发现在饱和食盐水中通入两种气体能产生大量的碳酸氢钠沉淀。这两种气体是由碳酸钙煅烧形成的二氧化碳以及氨气。 碳酸氢钠的制备: 通[设问] 为什么饱和食盐水中通入氨气和CO2就能有碳酸氢钠沉淀产生？
【纯碱工业】 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 氨碱法：先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3???→ 煅烧Na 2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。 但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的Na＋和石灰石成分里的CO32 －结合成了Na 2CO3，可是食盐的另一成分Cl －和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl 2，因此如何处理CaCl2成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 联合制碱法（又称侯氏制碱法）：它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2） 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。
氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法 2008-10-13 15:17 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 郭永斌发表于 2006-8-10 19:15:28 无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。 一、氨碱法（又称索尔维法） 它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO＋H2O＝ Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法） 它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加
酸两碱工业制法 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
一.硫酸 1.制取二氧化硫（沸腾炉） 燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫 S+O2═点燃═SO2 4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3 2.接触氧化为三氧化硫（接触室） 2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应） 3.用%硫酸吸收 SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸） 4.加水（吸收塔） H2S2O7+H2O═2H2SO4 主要方程式 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 环境污染 so2的废气排放导致酸雨 注意事项：在接触氧化阶段，SO2在一定温度（400～500℃）和催化剂存在的条件下，被空气中的O2氧化为SO3。由于在常压下SO2转化为SO3的转 化率已经很高，而且催化剂要求较高的反应温度，所以一般不采用 高压、低温的反应条件。 在三氧化硫的吸收阶段，反应的本质是SO3与H2O化合生成H2SO4。 但由于用H2O吸收SO3会形成不利于吸收的酸雾，所以工业上用％ 的硫酸来吸收SO3，然后再稀释成所需浓度的硫酸。 在制硫酸是，矿石需要粉碎：空气足量：沸腾炉出来的SO2需经过 除尘、洗涤、干燥等：接触式在工作过程中，利用热交换器原理。尾气处理：一般采用氨水吸收法。 二.硝酸 原理主要方程式 氨氧化法制硝酸, 工业制法原料:NH3 ,水,空气. 主要反应为：4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中]；反应条件：800度高温，催化剂铂铑合金作用下） 2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中]； 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔]；
纯碱生产工艺简介 纯碱生产工艺主要分天然碱法和合成碱法，而合成碱法又分氨碱法和联碱法。 1．天然碱 目前全世界发现天然碱矿的仅有美国、中国、土耳其、肯尼亚等少数国家，其中以美国的绿河天然碱矿最有名。绿河地区的天然碱矿床,有42个含倍半碳酸钠的矿层。已知矿层厚度在1.2m以上(最厚达11m),含矿面积在670km2(最大达2007km2)的有25层,位于地表以下198～914m,,计算倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)储量为613亿t,即使全世界所有碱厂全部停产,美国天然碱也可供世界1300年纯碱用量。绿河地区各公司主要采用机械化开采。地面加工装置,主要采用一水碱流程生产重质纯碱。美国各天然碱厂目前的市场运作方法是:国内,各厂进行有序竞争;国外出口,各厂联合,成立一个专营出口的组织“ANSAC”(美国天然碱公司)，美国天然碱不但质量好，而且生产成本仅为60美元／吨左右，远低于我国合成纯碱成本90美元／吨-100美元／吨左右，因此它具有很强的竞争力。 而位于河南省桐柏县的天然碱矿，总储量达１．５亿吨，远景储量３亿～５亿吨，占全国天然碱储量的８０％，位居亚洲第一、世界第二位。内蒙古伊化集团在桐柏建立了以天然碱为主的化工园区,其优质的低盐重质纯碱设计年产量达１0０万吨。 天然碱生产工艺主要有三种：
a. 倍半碱流程 矿石开采－溶解－澄清除去杂质－循环母液－三效真空结晶－240度煅烧 b. 卤水碳化流程 天然卤水－碳化塔碳化为重碱－干燥－煅烧为粗碱－用硝酸钠在155度漂白－煅烧，煅烧用二氧化碳由自备电厂提供 c. 一水碱流程 矿石开采－破碎到7厘米以下－200度停留30分钟－粗碱－溶解、澄清－三效真空结晶－240度煅烧 天然碱法的主要优点是： a.成本低，每吨约60美元左右，而合成碱为90-100美元，完 全可以抵消运输成本。 b.质量方面盐分非常低，往往小于0.10％，产品粒度也非常好。 缺点是因为倍半碱矿容易和芒硝矿共生，产品中硫酸根含量比氨碱法要高，但现在用户对硫酸根的要求基本不高，所以这个缺点影响不大。 2．氨碱法（索尔维法） 我公司使用的就是氨碱法，中国的大碱厂中，潍坊、唐山、连云港，大化和天碱的一部分，青海，吉兰泰都是采用氨碱法。 a.氨碱法主要优点是产品质量好，可以生产低盐碱，硫酸盐的 含量也非常低。缺点是：a.有石灰和蒸馏工序，原材料消耗 高，原盐的利用率低，而氨碱法只能达到73-76％（就是转化
纯碱的工业制法 [重点]与纯碱工业相关的化学原理、循环原理、纯碱工艺流程 [难点]化学原理与工业生产的结合分析 纯碱的工业制法。纯碱是什么物质的俗称? 对，是碳酸钠苏打的俗称。纯碱是重要的基础化工原料，主要应用于玻璃制造、化工、冶金，以及造纸、纺织、食品等轻工业，用量极大，被誉为“化工之母”。 纯碱的地位如此重要，工业上如何通过化学反应去制备碳酸钠呢？要制备碳酸钠，得找生产原料。为适合大规模的生产，所找的原料应是广泛、廉价的。根据这个原则，我们共同来寻找。碳酸钠含有钠离子和碳酸根离子。含有钠离子的化合物自然界中最常见的是------氯化钠，提供碳酸根最廉价的原料是------石灰石(碳酸钙)。因此，我们可利用氯化钠和碳酸钙作为生产原料。 [投影] 制备纯碱的原料: NaCl ,CaCO3 [提问] 氯化钠和碳酸钙能直接反应生成碳酸钠吗? [学生] 不能 [设问]不能直接生成碳酸钠，就必须有中间产物作为过渡。可以通过什么中间产物过渡呢？ [引导] 这个问题可以说困扰了科学界很长的一段时间。法国科学院甚至设立10万法郎，用于奖励发明苏打工艺的人。比利时工业化学家索尔 维通过努力，以碳酸氢钠作为中间产物，再由碳酸氢钠煅烧得到碳酸 钠，从而实现了合成制碱的生产方法。索尔维发明的这种方法就叫做 索尔维制碱法。 [投影] 一、索尔维制碱法(氨碱法) [设问] 索尔维制碱法的化学反应原理是怎样的？首先来了解索尔维是怎样制备碳酸氢钠。 索尔维通过大量的研究，发现在饱和食盐水中通入两种气体能产生 大量的碳酸氢钠沉淀。这两种气体是由碳酸钙煅烧形成的二氧化碳以 及氨气。 碳酸氢钠的制备: 通 通 [设问]为什么饱和食盐水中通入氨气和CO2就能有碳酸氢钠沉淀产生？[引导] 我们来分析一下。氨气是一种碱性气体，二氧化碳是酸性氧化物，这两者在溶液中反应吗？反应生成什么物质？
课后练习 1．下面关于金属钠的描述中不正确的是 A ．钠的化学性质很活泼，在自然界里不能以单质形式存在 B ．钠是电和热的良导体 C ．钠钾的合金于室温下呈液态，可作原子反应堆的导热剂 D ．将一块钠放置在空气中最终会变成NaOH 2.根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO 3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO 3、分离NaHCO 3、干燥NaHCO 3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是 A.制取氨气 B. 制取NaHCO 3 C. 分离NaHCO 3 D. 干燥NaHCO 3 3.在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A ．NaCl(aq)???→电解Cl 2(g)Fe(s)???→△ FeCl 2(s) B ．MgCl 2(aq) Mg(OH)2煅烧 C ．NaHCO 3 Na 2CO 3(s) NaOH(aq) D ．N 2(g)2H (g)??????→高温高压、催化剂 NH 3(g)2CO (g) aq)????→N aCl (Na 2CO 3(s) 4.下列关于Na 2CO 3和NaHCO 3的性质的比较中，不正确的是 A ．热稳定性Na 2CO 3＞NaHCO 3 B ．常温下在水中的溶解度Na 2CO 3＞NaHCO 3 C ．与稀盐酸反应的剧烈程度Na 2CO 3＞NaHCO 3 D ．等质量的固体与足量盐酸反应放出CO 2的质量Na 2CO 3＜NaHCO 3 5．元素X 、Y 、Z 、W 均为短周期元素，且原子序数依次增大。已知Y 原子最外层电子数占核外电子总数的3/4，W －、Z +、X +的离子半径逐渐减小，化合物XW 常温下为气体，Z 是本周期中除稀有气体元素外，原子半径最大的元素。据此回答下列问题： （1）W 在元素周期表中的位置___________________，实验室制取W 单质的离子方程式是____________________________________________________________； （2）A 、B 均由上述四种元素中的三种组成的强电解质，A 是一种强碱，B 是某种家用消毒液的有效成分，则A 、B 的化学式分别为___________、____________； （3）C 是由Y 和Z 两种元素组成的一种化合物，其中Y 和Z 的原子个数比为1∶1，则C 的电子式是____________。
- 1 - 走进化学工业 纯碱的生产 [课堂练习] 1、盛放NaOH 溶液的试剂瓶口部，时间长了会有白色固体附着，这固体的成分是 B A.NaOH B.Na 2CO 3 C.NaHCO 3 D.Na 2CO 3·10H 2O 2.下列实验中，没有白色沉淀或晶体析出的是CD A.饱和石灰水中加入少量NaOH 固体 B.饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO 2 C.氯化钙溶液中通入少量CO 2 D.碳酸氢钠溶液中加入氯化钡溶液 3.下列关于NaHCO 3的叙述，不正确的是AD A ．它是一种白色粉末，溶解度大于Na 2CO 3 B ．加热至200℃左右，可完全分解，利用这种性质，可由NaHCO 3制取纯碱 C ．与Na 2CO 3相似，当质量相同，分别跟足量盐酸反应后，NaHCO 3可得到较多的二氧化碳 D ．其分子为NaHCO 3·10H 2O 在空气中会风化 4.下列物质中，可用于治疗胃酸过多的是A A.碳酸钠 B.氢氧化钠 C.氧化钠 D.碳酸钡 5.纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的说法正确的是C A.分别用炒锅加热两种样品，全部分解挥发，没有残留物的是小苏打 B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打 C.用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是小 苏打 D.先将两样品配成溶液，分别加入石灰水，无白色沉淀生成的是小苏打 6.某学生拟用NaOH 溶液吸收2CO 气体，制备32CO Na 溶液，为了防止通入的2CO 气 体过量生成3NaHCO ，他设计了如下的实验步骤： 用25mL NaOH 溶液吸收过量的2CO 气体，至2CO 气体不再溶解； 小心煮沸溶液1～2分钟； ●在 得到的溶液中加入25mL 相同的 NaOH 溶液，使溶液充分混合。 按他的设计，第 步实验装置如下图： A B C
实验三：模拟氨碱法制纯碱 一、实验目的 1、了解氨碱法制纯碱的化学反应原理 2、模拟练习氨碱法制纯碱的操作方法 3、增强将化学知识应用与生活实践的意识，提高参与化学科技活动的热情，强化对化 学学习的学习兴趣 二、中学教学中存在的问题 1、实验操作步骤复杂繁琐，实验耗时长 2、教学资源的短缺，学生不能亲自操作实验 3、不能把握对氨的通入率，过多减低氨的利用率，过少饱和食盐水分解不够完全 三、实验原理 氨碱法（又称索尔维法） 以食盐（氯化钠）、石灰石（经过高温煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl ＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 四、实验任务 1、查阅文献，了解氨碱法制取纯碱的实验装置和工作原理 2、对比联合制碱法，改进实验装置，采取实际可行的实验方案，减少实验原料的应用 3、结合本实验室的实验情况与本人情况，控制反应的条件。 4、明确本实验的注意事项与成功关键 五、影响实验的因素及影响规律 1、反应的温度控制：在30～40°C下通入氨气形成氨盐水，后加入二氧化碳形成碳酸 氢钠，温度过高会使碳酸氢钠分解，过低反应速率低 2、溶液达到饱和态，降温到10°C以下，因为氯化铵的溶解度比氯化钠小，析出晶体 氯化铵，是一种化肥，节约药品 3、氯化钠6g（0.1mol）、氨水4g(NH30.1mol)、碳酸钙10g(CO20.1mol),盐酸约0.2mol 六、实验设计过程 1、本实验采取盐酸与石灰石反应生成0.1molCO2,加热浓氨水收集0.1mol氨气，加入食 盐水，水浴控制反应温度，使之反应充分，节约药品 2、仪器选择与装置的思考：本实验选用带有三个导管口的集气瓶作为反应装置，装有 冰水的大烧杯（便于控制反应温度），用分液漏斗和圆底烧瓶以及集气瓶制取并收 集二氧化碳。 七、药品物理参数
纯碱的生产工艺 系部：轻化系 专业班级：普高06应用化工(2)班姓名：油卫华 指导老师：祁新萍 时间：2008年12月29日新疆轻工职业技术学院
目录 摘要 (1) 关键词 (2) 前言 (1) 1、纯碱的发展 (2) 2、纯碱的用途 (2) 3、碳酸钠的流程 (3) 4、盐水精制 (6) 5、国内外纯碱生产技术水平和污染控制情况分 (10) 小结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)
摘要：近年来，中国纯碱工业迅速发展，原有氯碱企业纷纷扩大了生产能力，一些新的企业也相继投产，产能快速提升，纯碱工业呈现出加速向规模化，高技术含量方面发展的态势。本文主要介绍了纯碱工艺流程。 关键词：碳酸钠 前言 纯碱即碳酸钠（Na 2CO 3 ），是重要的基本工业原料，被称为“化工之母”，其产 量和消费量通常被作为衡量一个国家工业发展水平的标志之一。山东海化股份有限公司纯碱厂是目前国内最大的纯碱生产企业，生产岗位全部实现了DCS控制。由于纯碱生产过程工艺流程长，连续性强，而且处理的物料为气、液、固三相物质，部分装置如碳化塔、石灰窑等具有较强的变量关联和耦合特性，常规的单变量控制难以有效地解决这类复杂工业过程控制问题。 我厂于2004年6月通过招标，在国内外众多供应商中选择“浙大中控”的APC-Adcon先进控制产品，双方共同合作在国内纯碱装置上实施了第一个先进控制项目，经过近1年的努力，项目组结合纯碱生产装置的生产工艺特点和实际的工艺操作经验，开发了纯碱装置先进控制系统，提高了装置操作平稳性和控制性能，降低了能耗，减少了操作人员的劳动强度。先进控制技术极大地提升了纯碱生产过程控制效果，引起了纯碱行业和社会各界的广泛关注。
第三节海水“制碱”——氨碱法制取纯碱 【学习目标】： 1、通过对氨碱法制碱原理的分析，树立元素守恒观, 形成人类从自然界中获取所需物质的思维； 2、能够记住制碱流程，会写反应原理方程式。 3、通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观 4、知道纯碱在日常生活和工农业生产中的应用 【学习重难点】：氨碱法制纯碱的原理 【学习过程】 1、纯碱的制取 ⑴、原料：、，以。 ⑵、工艺流程： 饱和食盐水———饱和氨盐水———NaHCO3———Na2CO3 先向饱和食盐水中通入，制成饱和氨盐水，在加压并不断通入的条件下，使NaHCO3 晶体析出，过滤后将NaHCO3 加热分解即得纯碱。 ⑶、反应原理：； 。 ⑷、优缺点： 优点： 缺点： 2、纯碱的用途 纯碱在化学工业中的用途极广，如、、、等均需要大量的纯碱，纯碱还广泛应用于、、、等领域。 3、碳酸氢钠 ⑴碳酸氢钠是的主要成分，又称，化学式为。 ⑵碳酸氢钠是一种色晶体，溶于水，受热易分解，化学方程式为。 ⑶碳酸氢钠在生产和生活中有许多重要用途，你都知道哪一些？ 【当堂检测】： 1、实验室用食盐制纯碱的操作步骤是：（1）向浓氨水中加入足量食盐晶体制取饱和氨盐水；
（2）向饱和氨盐水中通入足量的二氧化碳气体至有大量晶体析出；（3）将操作（2）中产生的晶体过滤出来；（4）将滤纸上的晶体转移至坩埚中，加热至不再有水蒸气产生，所得固体即为碳酸钠。对上述信息的有关理解中，正确的是（） A．用食盐制纯碱还需要含碳元素的物质B．食盐水比氨盐水更易吸收二氧化碳 C．室温下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵的溶解度小，所以先结晶析出 D．在氨盐水中如果没有未溶解的食盐晶体存在，说明溶液一定不饱和 2、利用海水制碱，是因为海水中含有大量的（） A.CaCl2 B. MgCl2 C.NaCl D.ZnCl2 3、下列不属于氨碱法制纯碱所需的原料是（） A .二氧化碳 B .氯化钠 C. 氢氧化钠 D .水 4、下列科学家中，为我国化学工业做出重大贡献的是（） A．邓稼先B．李四光C．华罗庚D．侯德榜． 5、工业上采用氨碱法生产纯碱的的工艺是先向饱和食盐水中通入较多NH3（溶液显碱性），再通入足量的CO2的原因是（） A.使CO2更易被吸收 B.NH3比CO2更易制取 C.CO2的密度比NH3大 D.为了增大NaHCO3的溶解度 6、除去混在碳酸钠中的少量碳酸氢钠的方法是（）。 A．加热B．加NaOH溶液 C．加盐酸D．加CaCl2溶液 【能力提高】我国化工专家侯德榜发明的“侯氏制碱法”的基本原理是：在浓氨水中通入足量的CO2，然后在此溶液中加入细小的食盐粉末，由于NaHCO3 在该状态下溶解度很小，呈晶体析出，同时由于NaHCO3 不稳定，加热后分解。根据以上叙述回答下列问题： ⑴用上述方法进行生产时，所用的起始原料是 （填化学式），最终产品是。 ⑵有关反应的化学方程式为 、 。 ⑶有人认为侯氏制碱法的优点有四：A、生产过程中部分产品可选为起始原料使用；B 副产品是一种可利用的氮肥；C反应不需要加热；D副产品不会造成环境污染，你认为其中正确的是（用代号回答）。
氨碱法纯碱生产的主要原料概述 一、原盐（食盐） 1、原盐的物化性质及成份规格： 原盐是氨碱法纯碱生产的主要原料。原盐的主要成份为氯化钠，化学分子式为NaCL，纯氯化钠为无色等轴晶体，但是由于原盐是由许多晶体机和而成，晶体之间的缝隙中往往含有卤水或者空气，因而变成白色而且不透明体，同时又因含有泥沙等杂质，使原盐常呈现灰褐色，氯化钠晶体通常是正六面体。 （1）食盐的物化性质： 氯化钠的分子量 58.45 熔点 800℃ 沸点 1440℃ 20℃时比热 0.867(J/g℃) 25℃时密度 2.161t/m3 原盐中因为含有氯化镁等杂质，容易吸收空气中的水分而潮解。氯化钠易溶于水，其溶解热为——4.9KJ/mol，溶解过程为吸热反应，当制成饱和盐水时，可使溶液温度降低6℃多。氯化钠的溶解度随温度升高没有明显的变化，这一性质与绝大多数易溶物质溶解度随着温度升高而增加的性质不同，所以其水溶液（卤水）在冷冻工业中被用作载冷体。 （2）食盐的质量标准： 作为制碱工业的原料，要求原盐中的主要成份NaCL含量尽可能高，而泥沙及其他杂质，特别是钙、镁杂质越低越好。因为食盐中的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙等杂质，在盐水精制、吸氨、碳化过程中，会生成炭酸镁、碳酸钙及其他复盐等，使塔器与管道堵塞，这些杂质如不能在碳化以前清除掉，就会较多地混入纯碱中，使产品的品位降低，因此用于氨碱法的食盐一般需要符合以下标准： NaCL% ≥ 90%；水分% ≤ 4.2%；Mg2+% ≤0.8%；SO42-%≤ 0.8%。 2、原盐的需要用量 氨碱法纯碱生产的全过程，可以归结为一个综合的化学反应方程式。即 CaCO3+2NaCL= CaCL2 +Na2CO3 2×58.45 106 X 1000kg 按照上述反应方程式,可以计算出生产1t纯碱理论上所需要的氯化钠量
纯碱碳化过程的DCS控制方案 纯碱生产的方法主要有三种：天然碱加工、氨碱法、联合制碱法（侯氏制碱法）。而氨碱法（即索尔维制碱）是当今世界大规模制造纯碱的通用工业方法之一其生产工艺经过百多年的生产实践考验，工艺包的技术成熟，稳定可靠。 一.氨碱法纯碱生产流程概述： 氨碱法是一种复杂的化学制造工艺，它主要包括一系列的化工单元操作，共 分九个工序：盐水精制工序、盐水吸氨工序、碳化工序、过滤工序、蒸馏工序、压缩工序、石灰工序、煅烧工序、包装工序。氨碱法生产纯碱的主要原料：石灰石、食盐、焦碳、氨等。 氨碱法生产工艺流程： 首先用水将原盐溶解制成饱和粗盐水，再用石灰—纯碱法除去杂质得精盐水。 精盐水吸氨得氨盐水，冷却在吸收塔内与由蒸馏塔蒸出的氨逆流吸收制成氨盐水，冷却后氨盐水在碳化塔内与二氧化碳作用生成碳酸氢钠，带有结晶的悬浮液由塔低压出，经出碱液槽送往真空过滤机分离出重碱。 过滤得到的NaHCO3滤饼在煅烧工序经加热分解，制得轻质纯碱和炉气，轻质 纯碱通过运输设备送往水合机，采用固相水合法或液相水合法制得重质纯碱， 经干燥、包装得商品重质纯碱（重灰）；轻质纯碱经凉碱塔冷却，包装即为商 品轻质纯碱（轻灰）。 分解过程逸出的二氧化碳经分离、冷却、净化后，由压缩机抽吸和压缩返回碳化过程。 由真空过滤机抽出的过滤母液，被送往蒸馏塔与由石灰石煅烧分解和消化 所得的石灰乳兑和反应蒸出氨，返回吸收塔循环使用。 蒸馏废液则排入渣场。 石灰石用焦炭在石灰窑内煅烧制得生石灰，再通过化灰机与水反应制成石灰乳，分别送至蒸馏工序和盐水工序使用。 石灰窑产生含40%CO2的窑气与煅烧炉产生的含80%以上CO2的炉气通过压缩机 送碳化工序使用。 二系统配制 1系统配制图
海水制碱——氨碱法 制纯碱
2009年烟台市优质课评选参评教学设计 §2.3海水“制碱” ——氨碱法制纯碱 牟平区观水镇第一初级中学 陈健
海水制碱 课题：海水“制碱”（第一课时） 教学目标：1、了解氨碱法制纯碱的原料和步骤 2、知道氨碱法制纯碱的化学反应原理 3、了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用 4、通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价 值观。 教学重点：氨碱法制纯碱的化学反应原理 教学难点：树立元素守恒观 教学过程： 一、组织教学：师生问好！ 二、情境创设： 很高兴有机会跟同学们一起合作交流！ 首先我们来观察一个小实验，请同学们仔细观察思考： 小烧杯中有一支燃着的蜡烛，这是一种白色粉末，这是稀盐酸…… 咦？是什么使蜡烛熄灭了？它来自哪儿？你猜测一下，这种白色粉末是什么？ 谁想起来说说？……大家都认同吗？……你来说说…… 我再为大家提供几条该物质的关键词： 【多媒体出示】 加工面条经常会用到它，它不是食盐，却与食盐有着千丝万缕的关系；
做馒头发酵面团时产生乳酸, 加入它不仅可以去除酸味还可以使馒头松软可口； 叫碱不是碱； 它到底是什么呢？ 是的，它就是碳酸钠！ 三、新知探究： （一）纯碱的用途： 碳酸钠，俗称纯碱，又称苏打。在化学工业中用途很多！下面我们来赛一赛，看谁记得多又快： 【多媒体出示】一分钟速记。 纯碱被誉为“化工之母”，工业生产需求量极大，自然界中存有量却很少。 虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但远远不能满足日益增长的工业生产的需要。 请你想一想，用什么方法能制得纯碱呢？（稍停顿） 海水中蕴含着大量的氯化钠，能否用氯化钠为原料制取碳酸钠呢？ 【板书】：NaCl→Na2CO3 想一想，需要补充哪些元素？可由哪些原料提供？（可以讨论一下） 谁想起来说说？（C、O——CO2） 【小实验】向饱和的食盐水中吹CO2 【提问】你看到有什么现象呢？ 【演示实验】向饱和的食盐水中通入氨气，然后通入二氧化碳. 【提问】你看到了什么？氨气在这里起什么作用呢？工业上需要大量二氧化碳如何制取呢？
从纯碱工业的发展看化工生产原理 人类的生产生活离不开化工生产，但化工生产容易产生污染危害到人类自身及其生活环境。化学生产工作者们一直在尝试着干净高效低能耗的生产方式，现在就以纯碱 工业的发展来看先贤们的努力成果。————————摘要关键字：生产工艺产能原料利用率 纺织，造纸，制皂等工业需要大量的碳酸钠，随着这些工业的迅速发展，单纯的依靠盐碱湖中的碳酸钠已经远远满足不了实际需求。从18世纪起，化学家们就开始利用其他原料来进行工业生产。 地球上的海水中含有大量氯化钠，是纯碱工业的基本原料，1788年法国的勒布朗用浓硫酸使氯化钠转化为硫酸钠，在四年的努力之后勒布朗设计出了一套生产流程。尽管勒布朗法耗煤量巨大，产品质量差，设备极易被腐蚀，但是解决了当时纯碱需求的燃眉之急。到19世纪末，才被淘汰。勒布朗法的成本极高、产能低、耗能大、原料利用率低如果不是当时需求这种生产方式很难被接受。当需求逐渐满足后，人们发现了勒布朗法的缺点然后开始着手开发新的生产工艺。 1861年，比利时人索尔维（Ernest Solvay,1832-1922）以食盐、石灰石和氨为原料，制得了碳酸钠和氯化钙，是为氨碱法（ammonia soda process）。 反应步骤为： NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3+NH4Cl， CaCO3===CaO+CO2↑，2NH4Cl+CaO===2NH3↑+CaCl2+H2O 2NaHCO3===Na2CO3+CO2 +H2O 总反应式为：CaCO3+2NaCl+H2O+CO2===CaCl2+2NaHCO3。以煅烧石灰石的方法提供二氧化碳，并使生石灰转化为消石灰，与分离出的氯化铵反应生成循环使用的氨气。但氯化钠利用率只有72%~74%。且在回收氨的过程中，大量氯化钙作为废液被排出。 然而氨碱法使生产实现了连续性生产，食盐的利用率相较于勒布朗法得到提高，产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于成本低廉。1867年索尔维设厂制造的产品在巴黎世界博览会上获得铜制奖章，此法被正式命名为索尔维法。此时，纯碱的价格大大下降。消息传到英国，正在从事路布兰法制碱的英国哈琴森公司取得了两年独占索尔维法的权利。1873年哈琴森公司改组为卜内门公司，建立了大规模生产纯碱的工厂，后来，法、德、美等国相继建厂。这些国家发起组织索尔维公会，设计图纸只向会员国公开，对外绝对保守秘密。凡有改良或新发现，会员国之间彼此通气，并相约不申请专利，以防泄露。除了技术之外，营业也有限制，他们采取分区售货的办法，例如中国市场由英国卜内门公司独占。由于如此严密的组织方式，凡是不得索尔维公会特许权者，根本无从问津氨碱法生产详情。多少年来，许多国家要想探索索尔维法奥秘的厂商，无不以失败而告终。 排除外在因素，索尔维法初步实现了纯碱生产高产能、高质量的目标。在化工生产中产量被放到了第一要素，废料的排放容易被忽略从而导致环境污染。实际上，大多数化工废料都可以重新利用在其他生产工艺之中。比如炼铁产生的废气可以重新和焦炭产生一氧化碳，或者将废气加工制成煤气提供附近居民。中国最大、最现代化的钢铁联合企业宝钢公司就使用了以上方法将废物重新利用又带来经济效益。 我国化学家侯德榜勇于改进创新，看出了氨碱法的不足。他将合成氨法与氨碱法工艺联合起来同时制造纯碱和氯化铵。诞生 了联合制碱法。 由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。为了实现这一设计，在1941一1943年抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过了500多次循环试验，分析了2000多个样品后，才把具体工艺流程定下来，这个新工艺使食盐利用率从70%一下子提高到96%，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。所谓“联合制碱法”中的“联合”，指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了生产氨时的副产品CO2，革除了用石灰石分解来生产，简化了生产设备。此外，联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙，而用可作化肥的氯化铵来回收，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。联合制碱法很快为世界所采用。