课题3 纯碱的生产
一、基本概念
1、纯碱的用途：
2、获得纯碱的方法
3、碳酸钠在水中结晶析出主要受哪些因素的影响？
4、工业生产碳酸钠的主要原料是什么？
二、纯碱的生产
1、路布兰法——世界上最早实现纯碱的工业生产
（1）用硫酸将食盐转变成硫酸钠
NaCl+H 2SO 4=======NaHSO 4+HCl↑ NaCl+NaHSO 4==============Na 2SO 4+ HCl↑
（2）将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙
Na 2SO 4+2C=========Na 2S+2CO 2↑ Na 2S+CaCO 3=========Na 2CO 3+CaS
从反应原理上分析，这个方法有哪些缺点？ 。
2、索尔维法——
（1）原料：
（2）相关反应：
（3）分析氨碱法流程中的物料转化
120℃ 600～700℃ 1000℃ 1000℃
氨碱法的优点：
氨碱法的缺点：
3、侯氏制碱法——
分析侯氏制碱法流程中的物料转化
联合制碱法有哪些优点？
根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法的有哪些异同？
例1.下列属于侯氏制碱法的优点的是（）
A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B.母液可回收氯化铵
C.氯化钠的利用率达96%
D.以上全是
思考题：在生产过程中，是先通入氨气，还是先通入二氧化碳？
例2.为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），取少量样品进行实验，可以采用的方法是（）
A.加热后通入澄清石灰水，观察现象
B.滴加盐酸，观察现象
C.溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察现象
D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象
三、典例分析
1、我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是。
（3）写出上述流程中X物质的分子式。
（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了
（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加
（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有
（a）增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出
（b）使NaHCO3更多地析出
（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度
2、纯碱一直以来都是工业生产的重要原料，很长一段时间来纯碱的制法都被欧美国家所垄断。上个世纪初我国著名的工业化学家侯德榜先生，经过数年的反复研究终于发明了优于欧美制碱技术的联合制碱法(又称侯氏制碱法)。并在天津建造了我国独立研发的第一家制碱厂。其制碱原理的流程如下：
⑴侯德榜选择天津作为制碱厂的厂址有何便利条件(举二例说明) 、。
⑵合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体，它们分别是：、。(填化学式)这两种气体在使用过程中是否需要考虑添加的顺序：(填“是”或“否”)，原因是：。
⑶在沉淀池中发生的反应的化学方程式是：。
⑷使原料水中溶质的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。从母液中可以提取的副产品的应用是(举一例)。
3、工业制纯碱时，第一步通过饱和食盐水、氨和二氧化碳反应，获得碳酸氢钠结晶。它的反
应原理可以用下面的方程式表示：
NH3+CO2+H2O==NH4HCO3，NH4HCO3+NaCl(饱和)==NaHCO3↓+NH4Cl
以上反应的总结果是放热反应。下面设计了一个实验，用最简单的实验装置模拟实验这一
过程，获得碳酸钠结晶。可供选择的实验用品有：稀盐酸、稀硫酸、浓氨水、氢氧化钠、消石灰、石灰石、氯化铵、食盐、蒸馏水和冰，以及中学化学实验常用仪器。实验装置示意图(包括反应时容器中的物质)如下，图中玻璃容器旁自左至右分别用A、B、C……符号标明(请见题后说明)
（1）请写出在图上A、B、C……各玻璃容器中盛放物质的化学式或名称。
A：__________________，B：___________________，C：__________________，
D：__________________，E_____________________。
（2）利用在本题所提供的实验用品，如何判断得到的产品是碳酸氢钠的结晶，而不是碳酸氢铵或食盐结晶？
纯碱生产工艺简介 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
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％，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％（就是转化率），氯的利 用率为0，总利用率只有28％。产品成本高。
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
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
纯碱生产工艺简介 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
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％，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
小苏打生产 第一节小苏打生产原理 一、相平衡 工业上通常用碳酸钠溶液碳酸化制造小苏打，也称为重碳酸化，化学反应式如下所示： Na2CO3(aq)+CO2(g)+H2O(l)=2NaHCO3(s)+59.789kJ/mol 这个反应并不能完全进行，反应程度取决于Na2CO3、NaHCO3的相互平衡条件，碳酸钠、碳酸氢钠-H2O系统相图的研究，提供了上述碳酸化过程制定工艺条件的依据。 由系统相图可以看出，ABCD区域为碳酸氢钠结晶区，AB线以上为倍半碳酸钠Na2CO3·NaHCO3·2H2O结晶区，AC线左侧为水的结冰区和十水碱Na2CO3·10H2O结晶区，左上侧为七水碱结晶区，右上侧还存在Na2CO3·3NaHCO3结晶区。 表中数据表明，进塔碱液Na2CO3浓度应控制在77~81tt以下。
二、反应动力学 碳酸钠溶液吸收二氧化碳生产碳酸氢钠的反应，取决于温度、溶液浓度、气体分压和反应平衡常数。碳酸氢钠的结晶速度常数与温度有关，因此控制温度是控制结晶速度的重要因素之一；同时尽可能提高气体CO2浓度，这是制取大粒结晶的重要因素。
第二节小苏打生产工艺流程和工艺条件小苏打的生产工艺流程可分为两部分：①碳酸钠溶液制备；②碳酸化及其他工序。 碳酸钠溶液的制备： 生产小苏打的碳酸钠溶液通常可以用轻质纯碱溶解、天然碱溶解、重碱湿分解以及炉气碱粉回收四种方法。对于大中型纯碱厂附设小苏打车间，采取重碱湿分解和回收炉气碱粉两种方法作为小苏打生产原料来源，具有重大经济意义。 轻质纯碱为原料：将轻质纯碱或次品碱、扫地碱等回收至纯碱加入化碱槽，加入小苏打滤液和补充冷凝液，进行溶解，在搅拌下以间接蒸汽加热。为出去铁分等杂志，通常加入硫化钠，保持温度80~85℃，制备成含碱度100~105tt，Na2CO370~80tt，含硫化钠0.004~0.010tt的碱液备用。 碳酸化及其他工序： 首先，在碳酸化前先进入澄清桶进行澄清，出去不溶性杂质，沉淀物定期从锥底排放；澄清液送过滤器除去更细微的杂质颗粒。过滤器一般采用刚玉管或纹石管过滤器，也可以采用烧结管过滤器。 过滤后碱液用泵送入碳酸化塔上部，由上而下与底部通入的CO2气体逆流接触，进行碳酸化反应，生成碳酸氢钠结晶。 碱液吸收CO2进行反应生成碳酸氢钠放出热量使溶液自身升温，在塔高2/3出（旧式塔不冷却），以利于加速CO2吸收和促进结晶成长，NaHCO3晶浆从塔底取出。
氨碱法纯碱生产的主要原料概述
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%；SO 4 2-%≤ 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 CaCO 3+2NaCL= CaCL 2 +Na 2 CO 3 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 X=58.45×2×1000/106=1103kg 所求出的X 是指生产每吨纯碱(含Na 2CO 3 100%) 所需要的纯的氯化钠(折 NaCL100%) 的量。实际生产中,由于食盐中只有90%左右的氯化钠,而且又只能有70-75%的NaCL可以转化为Na2CO3, Na+离子至少损失27%以上，加之过程中跑、冒、滴、漏等各项损失，实际耗用食盐的量远远超过上述理论用量，这样使每生产1吨工业纯碱所需耗用的原盐实物量高达1.6—1.7t之多。氨碱法制碱的食盐消耗量是很大的，纯碱工业从来就是用盐大户，因此必须保证有大量、廉价的原盐供应，才能维持生产并在经济上获益。就其纯度而言，矿盐多数要比海盐为高，并可以采用注入高压水压裂地下化盐方法进行开采，得到接近饱和的卤水，节省设备和人力，降低成本。十分适用于由湿法精制盐水的氨碱法生产，不过要铺设卤水输送管道或久盐矿附近建厂均存在其他制约因素，而我国又以盛产海盐为主，尽管其质量不如矿盐，也仍然是氨碱厂原料的天然宝库，所以我国大多数碱厂是以海盐为原料，临海发展纯碱生产。
纯碱工艺设备 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
纯碱 纯碱，学名碳酸钠，俗名苏打、石碱、洗涤碱，化学式NaCO，属于盐类，含十个结 晶水的碳酸钠为无色晶体，结晶水不稳定，易风化，变成白色粉末Na 2CO 3 ，为强电解质， 具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性。是一种重要的化工原料，很多工业都要用到纯碱。 关于纯碱的一些常识： 碳酸钠的用途：发酵粉、洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织、玻璃、造纸、漂染，还可以用于其他含钠化合物的制备。
碱生产方法自路布兰法至今二百多年 来，已经有很多变革和进步。因原料的不同 而产生不同的新方法，例如原盐、天然碱、 钾石盐、芒硝等作原料，生产方法自然各不 相同。原料相同，因路线不同而变迁的有氨 碱法、联合制碱法（候氏制碱法）。新旭法 等，都是以食盐为原料，而工艺路线不同。 在天然碱加工方面也有不同的原料和工艺路 线，如倍半碳酸钠法和一水碳酸钠法、天然 碱卤水的碳酸化法生产纯碱等。 本课程重点讲联合制碱法，又名候氏制碱法（联合制碱这一专用名称，国际上尽管各不相同，其实质上是一样的）。所谓联合，就是将氨减法与合成氨工艺进行联合的改进 工艺，在合成氨生产中有CO生成，我们是将其转化为CO 2 ,在进行排放等处理，但是排空 的CO 2 使原料利用不尽合理，而且对空气也有一定的污染，在联合制碱法中我们综合利用 了合成氨的原料CO 2和NH 3 ，用来生产纯碱，既充分利用了合成氨的原料，也减少环境污 染。
一、联合制碱法的原理总反应方程式： NaCl + CO 2+NH 3 +H 2 O=NaHCO 3 ↓+NH 4 Cl（可作氮肥） 2NaHCO 3=加热=Na2CO 3 +H 2 O+CO 2↑ （CO 2 循环使用） (在反应中NaHCO 3 沉淀，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处） 即：①NaCl(饱和溶液)+NH 3（先加）+H 2 O（溶液中）+CO 2 （后加）=NH 4 Cl+NaHCO 3 ↓ （NaHCO 3 能溶于水，但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸氢钠以沉淀析出） 先添加NH 3而不是CO 2 ：CO 2 在NaCl中的溶解度很小，先通入NH 3 使食盐水显碱性，能 够吸收大量CO 2气体，产生高浓度的HCO 3 -,才能析出NaHCO 3 晶体。） ②2NaHCO 3（加热）=Na 2 CO 3 +H 2 O+CO 2 ↑ 优点 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 %； NH 4 Cl 可做 氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO 2，革除了 CaCO 3 制 CO 2 这一 工序，减少可能造成的环境污染。 注：纯碱就是碳酸钠（Na 2CO 3 ）
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。
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。
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？
- 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
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 纯碱，学名碳酸钠，俗名苏打、石碱、洗涤碱，化学式Na?CO?，属于盐类，含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体，结晶水不稳定，易风化，变成白色粉末Na2CO3，为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性。是一种重要的化工原料，很多工业都要用到纯碱。 关于纯碱的一些常识： 碳酸钠的用途：发酵粉、洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织、玻璃、造纸、漂染，还可以用于其他含钠化合物的制备。
碱生产方法自路布兰法至今二百 多年来，已经有很多变革和进步。因原 料的不同而产生不同的新方法，例如原 盐、天然碱、钾石盐、芒硝等作原料， 生产方法自然各不相同。原料相同，因 路线不同而变迁的有氨碱法、联合制碱 法（候氏制碱法）。新旭法等，都是以食 盐为原料，而工艺路线不同。在天然碱 加工方面也有不同的原料和工艺路线， 如倍半碳酸钠法和一水碳酸钠法、天然碱卤水的碳酸化法生产纯碱等。 本课程重点讲联合制碱法，又名候氏制碱法（联合制碱这一专用名称，国际上尽管各不相同，其实质上是一样的）。所谓联合，就是将氨减法与合成氨工艺进行联合的改进工艺，在合成氨生产中有CO 生成，我们是将其转化为CO2,在进行排放等处理，但是排空的CO2使原料利用不尽合理，而且对空气也有一定的污染，在联合制碱法中我们综合利用了合成氨的原料CO2和NH3，用来生产纯碱，既充分利用了合成氨的原料，也减少环境污染。
一、联合制碱法的原理 总反应方程式： NaCl + CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥） 2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用） (在反应中NaHCO3沉淀，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处） 即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3↓ （NaHCO3能溶于水，但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸氢钠以沉淀析出） 先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。） ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 优点 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 %； NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3制 CO2这一工序，减少可能造成的环境污染。 注：纯碱就是碳酸钠（Na2CO3） 在制碱过程中向滤出NaHCO3晶体后的NH4Cl溶液中加熟石灰以回收
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
编号：AQ-JS-08479 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 纯碱工业安全生产的重要性 Importance of safety production in soda ash industry
纯碱工业安全生产的重要性 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 纯碱生产具有高度的连续性，在工艺过程中，许多物质往往具有易燃、易爆、易中毒和易腐蚀的特性，稍有不慎，就有可能引起事故的发生，给员工的生命和企业的财产安全造成危害。纯碱生产主要危险性如下 1火灾堪炸 ①为生产配套的电力系统，如变压器、低压配电装置、电、电缆以及各种泵的电机，当存在设备、材质质量不好或安装施工质量不好，以及电缆沟被车压坏等情况时，可能引起短路或漏电，或由于电负荷过载，均能导致电器设施过度发热引发电器、电缆的绝缘材料或附着物（如油脂、有机易燃物等）着火而发生火灾 ②在纯碱生产过程中用到氨，氨是一种中间媒介质，在生产过程中它是循环使用的口氨在储存、输送和使用的过程中如果设备、管道存在缺陷或人为操作失误导致液氨泄露，遇明火就极可能发生
爆炸着火q ③防火、防爆区域（如液氨库区）内使用的电气设备、机械设备的电机、照明、开关箱，如果不使用防爆型或使用防爆级别不够的设备，在电气设备作业时，一旦产生电火花，就有爆炸火灾的危险 ④在设备检修时（如给碳化塔检修），如果检修的设备没与系统彻底断开、隔离．没对检修的设备进行置换、清洗，未进行易燃易爆物质测定，违章进行动火、烧焊作业，就存在发生爆炸的危险。 ⑤进人塔、罐、釜作业或检修时，如果照明灯电压等级不是安全电压或没有保护罩，灯泡接口产生的电火花，存在着引起爆炸的危险。 ⑤生产过程中使用到多种压力容器和压力管道（锻烧炉、压缩空气储灌），当设备存在缺陷且带病运行或人为操作失误，都有可能引起爆炸事故的发生2电伤害这类危险主要发生在电源配电装置和生产设施中的各种机泵的电动机、通排风设备以及动力、照明电气线路、照明和电焊作业在安装施工过程中，由于选用了质量低下
纯碱(Sodium Carbonate),学名碳酸钠，俗名苏打、石碱、碱灰、碱粉、洗 涤碱，化学式Na 2CO 3。 纯碱外观为白色粉末或细粒结晶、味涩。其水溶液水解呈 碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐，并放出二氧化碳。高温下可分解，生成氧化钠和二氧化碳。纯碱在潮湿的空气里会潮解，慢 慢吸收二氧化碳和水，部分变为碳酸氢钠，所以包装要严，否则会吸潮结块。 氨碱法使生产实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高，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。直到1933年侯德榜著书《纯碱制造》，将索尔维制碱法公之于众。再到后来被更为先进的侯氏制碱法取代。 它是以食盐、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，使其生成 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。而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。 氨碱法制纯碱的优点： 1、原料：使用氨碱法制纯碱，用的原料来源广。 2、纯度：使用氨碱法制纯碱，研制出的产品纯度高。 3、生产能力：使用氨碱法制纯碱，可以连续生产，生产能力强大。 缺点： 1、NaCl利用率低。 2、需要丰富的原盐、石灰石、焦炭、水等资源供应，且要排放大量废渣、废液
纯碱工业发展史（图） 2009-04-03 10:35 纯碱工业始于18世纪末，随着工业的需要和制碱原料的改变，纯碱(Na2CO3)生产技术得到迅速发展，生产装置趋向大型化、机械化、自动化。1983年世界纯碱产量约30Mt。在纯碱工业史上，法国人N.吕布兰，比利时人E.索尔维，中国人侯德榜等，都作出了突出的贡献。 吕布兰法的盛衰18世纪中叶，英、法爆发了七年战争(1756～1763)，当时依赖于西班牙植物碱的来源断绝。1775年法国科学院悬赏巨金，征求可供实用的制碱方法。吕布兰提出以普通食盐为原料，用硫酸处理得芒硝（见硫酸钠）及盐酸，芒硝再与石灰石、煤粉配合入炉煅烧生成纯碱的方法（见吕布兰法）。1783年，法国科学院同意授予吕布兰奖金，但终未颁发。1791年，吕布兰获得专利权，同年由奥尔良公爵筹集巨款，在巴黎附近的圣但尼建立第一个吕布兰法碱厂。1823年英国取消盐税，引进吕布兰法，在利物浦建成纯碱工厂投入生产。从此，英国制碱工业突飞猛进，远远领先于法国。 1825～1880年间是吕布兰法制碱的极盛时期。它带动了硫酸、盐酸、漂白粉、芒硝以及硫磺等一系列化工产品的生产;对于化工装置，如气体洗涤器、旋转炉、机械烤炉、开口式特兰锅和香克式浸溶装置等的出现，也起了很大的促进作用。吕布兰法是化学工业兴起的重要里程碑。但其产品纯度低，生产成本高，劳动效率低，生产过程均固相操作，难以连续作业，加之回收的盐酸腐蚀性强，必须外销或另作处理。这些缺点促使探索新的制碱方法。 索尔维法的崛起和演变1861年，E.索尔维在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作时，在用盐水吸收氨和二氧化碳的试验中得到碳酸氢钠。同年，他获得了用食盐、氨和二氧化碳制取碳酸钠的工业生产方法的专利。此生产方法被称为索尔维法，又称氨碱法。1863年，E.索尔维与兄弟A.索尔维筹集资金，组建至今依然存在的索尔维公司，并在比利时库耶建立纯碱厂，1865年1月投产，1872年产量达到日产 10t。1873年索尔维公司所产纯碱在维也纳国际博览会上获得了质量纯净荣誉奖，从此索尔维法为世人所公认。1872年在法国南锡附近的栋巴勒另建一厂，现在年生产规模已达600kt。1874年英国在诺斯威奇附近的威灵顿、1881年美国在纽约州的锡拉丘兹、1883年俄国卢比莫夫索尔维公司在别列兹尼基相继建立碱厂。中国实业家范旭东于1917年筹办永利制碱公司，1920年在天津塘沽兴建永利碱厂，1924年8月开工生产（见彩图），1926年8月红三角牌纯碱获得万国博览会(美国费城)金质奖章。索尔维法生产纯碱所用原料易得，成本低廉，产品纯净，而且是以液相和气相作业过程为主，适于大规模连续生产，因而使当时每吨纯碱价格由13英镑降到4英镑多，并逐步取代了吕布兰法。但索尔维法仍有不少缺点，如盐利用率低（以钠计最多为75％）；每产1t碱，排放9～10m3废渣、废液，淤塞港湾，污染环境。因此，索尔维法不断演变，在德国、中国和日本出现了多种改进的方法： 察安法19世纪末，德国人Н.施赖布建议将索尔维法的碳化滤过母液所含氯化铵直接制成晶体作为副产品，既可避免产生大量废液，又可提高盐利用率。各国对此曾先后加以研究，但当时合成氨未工业化，缺乏推广的物质条件，未能得到满意结果。1924年，德国W.格伦德教授、Β.勒普曼博士在多斯特费尔德煤炭技术研究所进行研究，至1929年取得专利。但工艺过程是间断的，即先使碳酸氢铵结晶与饱和的盐卤反应，析出碳酸氢钠，过滤后的母液冷却降温，再加食盐溶解以置换出氯化铵结晶。1935年此专利售与德国察安公司，并在捷克斯洛伐克、荷兰等国设厂生产，故又称察安法。同年，察安公司为朝鲜设计一个日产50t 的工厂，投产后产品质量较差。 侯氏制碱法1937年日本进一步入侵中国。位于塘沽的永利碱厂被迫迁至四川五通桥。当时盐价昂贵，牛华溪一带地下黄卤浓度过淡，不符合索尔维法要求，加之在该地区排放废液亦有困难，必须予以改进。该厂在侯德榜博士主持下，从事改进索尔维法的研究。几年后，获得成功。1941年 3月15日永利公司总经理范旭东集会宣布，决定将新法命名为侯氏碱法。