化工工艺学4章纯碱和烧碱
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第一章 合成氨1.合成氨的主要生产工序,各工序的作用和任务?答:1.原料气制备,制备含有氢、氮的原料气。
用煤、原油或天然气作原料,制备含氮、氢气的原料气。
2.净化,因为无论用何种方法造气,原料气中都含有对合成氨反应过程有害的各种杂质,必须采取适当的方法除去这些杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
3.压缩和合成,将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在铁催化剂的作用下合成氨。
2.写出烃类蒸汽转化的主要反应。
CH 4+H 2O(g)=CO+3H 2,CH 4=2 H 2+C3.简述常用脱硫方法及技术特点以及适用流程。
答:干法脱硫(氧化锌法脱硫;钴钼加氢脱硫法)是用固体吸收剂吸收原料气体中的硫化物一般只有当原料气中硫化氢质量浓度不高标准状态下在3-5g/m 3才适用。
特点:能脱除有机硫和无机硫而且可以把脱得很精细,但脱硫剂不能再生而且设备庞大占地多,不适用于脱除大量无机硫,只有天然气、油田气等含硫低时才使用;湿法脱硫(化学吸收法,物理吸收法,化学-物理综合吸收法)特点:脱硫剂是便于运输的液体物料,脱硫剂是可以再生并且能回收的硫磺,适用于脱除大量无机硫。
4.改良ADA 法脱硫的主要化学反应和脱硫原理是什么?ADA 法脱硫主要化学反应及脱硫原理:在脱硫塔中用PH 为8.5--9.2的稀碱溶液吸收硫化氢并生成硫化氢物: 液相中的硫化氢物进一步与偏钒酸钠反应,生成还原性焦性偏钒酸钠盐并析出无素硫 还原性焦性偏钒酸钠盐接着与氧化态ADA 反应,生成还原态的ADA 和偏钒酸盐 还原态的ADA 被空气中的氧气氧化成氧化态的ADA ,其后溶液循环使用 4.少量 CO 的脱除方法有哪些?答:铜氨液洗涤法、甲烷化法、液氮洗涤法。
5.以天然气为原料生产合成气过程有哪些主要反应?答:主反应:CO+H 2O(g)=H 2+CO 2 ,CH 4+H 2O(g)=CO+3H 2副反应:CH 4=2 H 2+C ,2CO=C+CO 2,CO+H 2=H 2O+C6.简述一段转化炉的炉型结构。
化工工艺学4章纯碱和烧碱1. 纯碱1.1 纯碱的定义纯碱(Sodium Carbonate)是指化学式为Na2CO3的无机化合物。
它是一种白色结晶固体,具有碱性。
1.2 纯碱的制备方法纯碱的制备主要有两种方法:氨法和苏打法。
1.2.1 氨法氨法是使用氨来制备纯碱的方法。
主要步骤包括:1.天然钠碱石经过破碎、筛分等处理后,与水一起进入反应釜。
2.在反应釜中,将氨气通过氨吸收塔吸收,并与水发生反应,生成氢氧化钠。
3.将氢氧化钠溶液进行浓缩,得到纯碱固体。
氨法制备纯碱的优点是能够充分利用氨气和原料,并且操作相对简单。
然而,氨法也存在一些问题,例如氨气成本较高,对环境的影响较大等。
1.2.2 苏打法苏打法是使用石灰石和盐酸来制备纯碱的方法。
主要步骤包括:1.将石灰石和盐酸进行反应,生成氯化钙和二氧化碳。
2.将生成的氯化钙溶液与氨气进行反应,生成氯化铵和氢氧化钙。
3.将氢氧化钙与二氧化碳反应,生成碳酸钙。
4.将碳酸钙溶液与钠盐进行反应,生成纯碱的溶液。
5.通过浓缩、结晶等步骤,得到纯碱固体。
苏打法制备纯碱的优点是原料成本相对较低,并且反应过程中产生的副产品可以继续利用。
然而,苏打法也有一些问题,如废气处理困难、产生大量的废水等。
1.3 纯碱的用途纯碱具有广泛的用途,主要包括以下几个方面:•玻璃工业:纯碱是玻璃工业的主要原料之一,用于调节玻璃的成分和性质。
•日用化工:纯碱可以用于洗涤剂、肥皂、洗衣粉等的生产中,起到去污、去垢的作用。
•医药工业:纯碱也可以用于制备药物,如制碱类药物、消化剂等。
•冶金工业:纯碱可以用于炼铝、炼钼等冶金工艺中的脱硫、脱碳等反应。
•环保工程:纯碱可以用于废水处理、烟气回收等环保工程中。
2. 烧碱2.1 烧碱的定义烧碱(Potassium Hydroxide),化学式为KOH,是一种白色固体,具有强碱性。
2.2 烧碱的制备方法烧碱的制备主要有电解法和石碱法两种方法。
2.2.1 电解法电解法是使用电解池将食盐溶液进行电解,产生氯气和氢气的同时,还会生成氢氧化钠和氯化钾。
化工工艺学纯碱与烧碱简介在化工工艺学中,纯碱和烧碱是两种重要的化工原料。
纯碱(又称重晶石)是一种无机化合物,化学式为Na2CO3,它广泛应用于玻璃、清洗剂、纺织品等行业。
烧碱(又称氢氧化钠)是一种强碱性化合物,化学式为NaOH,它主要用于制造肥皂、造纸、合成纤维等。
本文将探讨纯碱和烧碱的制备工艺、应用以及相关的环境问题。
一、纯碱的制备工艺纯碱主要通过氯碱法和碱石法两种工艺进行制备。
1.1 氯碱法氯碱法是目前最常用的纯碱制备工艺。
该工艺将食盐(氯化钠)与水和电能进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
通过反应、蒸发和结晶等步骤,可以将氢氧化钠转化为纯碱。
氯碱法制备纯碱的主要过程有:1.电解:在电解槽中,将食盐溶解在水中形成盐水溶液。
通过电流的作用,分解盐水中的氯化钠产生氯气和氢气。
2.钠氢化:将氯气通过氢氧化钠溶液中,使其与氢氧化钠反应生成钠亚氯酸盐。
然后,通过中和反应将生成的酸盐中和,得到氯化钠。
3.晶体化:通过蒸发控制工艺,将氯化钠溶液转化为纯度较高的氯化钠晶体。
4.碱变换:将氯化钠晶体与氢氧化钠反应,生成碳酸钠。
通过过滤和干燥等步骤,可以得到纯度较高的纯碱。
1.2 碱石法碱石法是另一种制备纯碱的工艺。
该工艺主要通过矿石烧烤和水解等步骤将碳酸钠转化为纯碱。
碱石法制备纯碱的主要过程有:1.矿石烧烤:将硝酸钠矿石烧烤,获得烧碱石(含碳酸钠)。
2.水解:将烧碱石与水反应,生成氢氧化钠。
然后,通过过滤和干燥等步骤,可以得到纯度较高的纯碱。
二、烧碱的制备工艺烧碱主要通过氯碱法和氧化法两种工艺进行制备。
2.1 氯碱法与纯碱制备类似,烧碱的氯碱法工艺也是将食盐进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠,然后通过反应、蒸发和结晶等步骤,将氢氧化钠转化为烧碱。
2.2 氧化法氧化法是另一种制备烧碱的工艺。
该工艺主要通过电解和氧化等步骤将水中的氯离子氧化为氯气,然后与氢氧化钠反应生成烧碱。
三、纯碱与烧碱的应用纯碱和烧碱在许多行业中广泛应用。
思考题1、纯碱工业有几种生产方法?2、简述氨碱法生产纯碱的主要过程。
3、写出氨碱法生产纯碱的原则流程。
4、石灰石煅烧反应是何反应()、石灰石煅烧反应是何反应()()?5、煅烧与焙烧的主要区别是什么?6、碳化塔为什么要“倒塔”操作?碳化塔为什么要“倒塔”操作?概述4.1 4.1.1纯碱的作用纯碱即碳酸钠Na 2CO 3,也称苏打(Soda or Soda Soda or Soda--ash )为白色细粒结晶粉末,相对密度为2.533,熔点为851℃,易溶于水。
工业产品纯度在99%左右,按颗粒大小、堆积密度不同,分为超轻质纯碱轻质纯碱重质纯碱分为超轻质纯碱、轻质纯碱、重质纯碱。
纯碱是用途广泛的基本化工原料,大量用于玻璃、搪瓷、制皂造纸纺织印染合成纤维冶金皮革无机盐和医皂、造纸、纺织、印染、合成纤维、冶金、皮革、无机盐和医药工业。
纯碱工业是在国民经济中有重要地位的基础化学工业。
概述4.14.1.2纯碱的工业生产方法1、氨碱法(索尔维法))为原料,焦炭为燃料,石灰石(CaCO)、石灰石(以食盐(NaCl)、)为原料焦炭为燃料3以氨为催化剂在系统中循环使用的制碱法。
)。
产品为纯碱,废物为氯化钙(CaCl2具有原料易得,价格低廉,生产连续,产品纯度高,能大规模生产等优点。
是当前占主导地位的工业制碱法。
重点介绍氨碱法的工艺流程和设备。
重点介绍氨碱法的工艺流程和设备概述4.14.1.2纯碱的工业生产方法2、联碱法1942年化学家侯德榜的研究成果,科学地将合成氨与制碱工艺联合起来,称“联合制碱法”,或“侯氏制碱法”。
)合成氨装置的产品氨()副联碱法以食盐(NaCl)、合成氨装置的产品氨(NH3)、副产品二氧化碳(CO2),产品为纯碱和氯化铵(NH4Cl)。
联碱法具有原料利用率高,可达95%以上,不需石灰石和焦炭,节省了原料、能量及运输等的消耗,故成本低,流程短,无大量废液、废渣等优点。
概述4.14.1.2纯碱的工业生产方法3、天然碱加工法天然碱是制碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的种原料。