氨碱法制纯碱
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第二章氨碱法纯碱生产工艺概述第一节氨碱法根本生产原理及总流程简述一、氨碱法生产纯碱的特点及总流程氨碱法生产纯碱的技术成熟,设备根本定型,原料易得,价格低廉,过程中的NH3循环使用,损失较少。
能大规模连续化生产,机械化自动化程度高,产品的质量好,纯度高。
该法的突出缺点是:原料利用率低,主要是指NaCl的利用率低,废渣排放量大。
严重污染环境,厂址选择有很大局限性,石灰制备和氨回收系统设备庞大,能耗较高,流程较长。
针对上述缺乏和合成氨厂副产CO2的特点,提出了氨碱两大生产系统组成同一条连续的生产线,用NaCl,NH3和CO2同时生产出纯碱和氯化铵两种产品——即联碱法。
氨碱法生产纯碱的总流程见图5-19。
二、氨碱法制纯碱的生产工艺流程1、氨碱法生产纯碱的流程示意如图5-1所示。
其过程大致如下:2、氨碱法纯碱生产工艺流程框图:3、氨碱法纯碱生产工序的根本划分:(1)石灰工序:CO 2和石灰乳的制备,石灰石经煅烧制得石灰和CO 2,石灰经消化得石灰乳;(2)盐水工序:盐水的制备和精制;(3)蒸吸工序:盐水氨化制氨盐水及母液中氨的蒸发与回收;(4)碳滤工序: 氨盐水碳化制得重碱及其重碱过滤和洗涤;原盐 石灰石 无烟煤CO 2 NH 3 废液 重质纯碱 轻质纯碱盐水精制 盐水吸氨 氨盐水碳化 石灰煅烧 石灰乳制备 母液蒸馏 重碱过滤 重碱煅烧 水合(5)煅烧工序:重碱煅烧得纯碱成品及CO2;和重质纯碱的生产;(6)CO2压缩工序:窑气CO2、炉气CO2的压缩工碳酸化制碱。
三、氨碱法纯碱生产原理及工艺流程表达氨碱法生产纯碱的原料是食盐和石灰石,燃料为焦炭(煤)。
氨作为催化剂在系统中循环使用。
原料盐(海盐、岩盐、天然盐水)经精制吸氨、碳化、结晶、过滤,再煅烧即为成品。
母液经石灰乳中和后,氨蒸发并回收使用,氯化钙那么排放。
其化学反响为:氨碱法具有原料来源丰富和方便,生产过程均在气液相间进展,可以大规模连续化生产及产品质量好、本钱低等优点。
氨碱法制备纯碱1.教学目标:(1)理解氨碱法生产纯碱的相关化学原理;(2)掌握氨碱法制备纯碱的工艺操作流程;(3)理解化学原理应用于实际化工生产的方法;2.教学难点:制碱生产原理与工艺生产过程3. 教学类容:3.1 纯碱简介无水碳酸钠(Na 2CO 3)是俗称苏打,是重要的基础化工原料,主要用于玻璃制造、化工、冶金,以及造纸、纺织、食品等轻工业,用量极大,在国名经济中占有十分重要的地位,被誉为“化工之母”。
3.2纯碱的工业制法工业上制取纯碱最早是由法国人路布兰首先提出来的,以食盐,煤,硫酸及石灰石为为原料,其反应如下:HCl NaHS O S O H NaCl 4℃12042+−−→−+HCl S O Na NaHS O NaCl 42℃700~6004+−−−→−+22℃1000422CO S Na 2C S O Na +−−→−+ C a SCO Na CaCO S Na 321000℃32+−−→−+ 路布兰生产缺点:不能连续生产,原料利用率低,产品质量差,劳动强度大,成本高等缺点不能满足工业发展的需要而逐渐被淘汰。
1861年,比利时苏尔维在总结前人各种制碱方法的基础上,提出了以食盐,石灰石,焦炭(或煤),氨为原料制取纯碱的方法,俗称氨碱法。
我国科学家侯德榜研究出联合制碱法。
目前纯碱工业上主要使用这两种制备方法。
3.3 氨碱法制备纯碱的生产原理氨碱法生产纯碱分为六个基本过程。
(1) 二氧化碳和饱和石灰水的制备 将石灰石在石灰窑内煅烧得到生石灰(氧化钙CaO )和二氧化碳(CO 2),再将生石灰加水进行消化。
CO CaO CaCO 23↑+−→− )()(s 22Ca(OH)O H s CaO −→−+ (2)精盐水的制备 将原盐溶解或采用天然盐水除去钙,镁杂质,得到合格的饱和食盐水。
(3)氨盐水的制备 用精盐水吸收氨气制成氨盐得到符合要求的氨盐水。
(4)氨盐水的碳酸化 将氨盐水与二氧化碳作用,即得到碳酸氢钠和氯化铵。
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.CaCl2B. MgCl2C.NaClD.ZnCl23、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()。
第三节海水“制碱”一、氨碱法制取纯碱一、导学提纲1、纯碱的制取⑴、原料:、、、。
⑵、工艺流程:饱和食盐水———饱和氨盐水———NaHCO3———NaCO3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:原料经济、生产的纯碱纯度高、副产品NH3和CO2可循环使用、制造步骤简单适合大规模生产。
缺点:NaCl的利用率只有72%—74%,回收NH3时生成的CaCl2用处不大且污染环境。
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碳酸氢钠俗称,又称,化学式为。
⑵碳酸氢钠是一种色晶体,溶于水,其水溶液显性,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?二、交流共享1、用氨碱法制取纯碱时,为什么氨盐水比食盐水更容易吸收CO2?2、氨盐水吸收CO2后生成的NaHCO3和NH4Cl ,哪种物质首先析出?为什么?3、用氨碱法制取纯碱时,为什么说是以氨为媒介?三、拓展应用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生成一种盐,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,加热后生成纯碱、水和二氧化碳。
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),最终产品是。
⑵有关反应的化学方程式为、、。
该生产过程中没有涉及的基本反应类型是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)。