工业制纯碱
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重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在投产 50年后不敌索尔维法的竞争，于20世纪20年代被淘汰。虽被索 尔维法和其他方法所代替，但在历史上曾盛行一时，是化学工 业发展史的一个里程碑。
• 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（ammomia soda process）。 • 后来侯德榜改进了该方法，即为侯氏制碱 法。
侯德榜介绍： 在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化 学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他 就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这 位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。 侯德榜制碱背景： 1937年，抗日战争爆发，由于当时内地盐价昂贵，用传统的 索尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条 件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺，但德国 与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了 种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严， 侯德榜与永利的工程技术人员一起，认真剖析了察安法流程， 终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这 种新工艺被命名为“候氏制碱法”。
2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O （NH3循环使用）
思考：为什么在饱和食盐水中先通入氨气？
饱和的氨盐水比氨水更容易吸收二氧化碳， 食盐水是中性的，只有少 量CO2和水起反应，不利于吸收二氧化碳；而氨盐水是指在饱和食盐 水通氨气，氨气极易溶于水（ 1体积水溶解700氨气），氨水 （NH3· H2O）是碱性的，能和酸性氧化物CO2反应，少量CO2生成碳 酸铵(NH4)2CO3,过量CO2,生成碳酸氢铵NH4HCO3，反应的化学方程 2NH3· H2O+CO2=(NH4)2CO3+H20 NH3· H20+CO2=NH4HCO3
常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所 以，称为 联合制碱法
侯氏制碱法的优 点 1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl
索氏制碱法的流程图：（氨碱法）
饱 和 食 盐 水
过滤
通NH3
沉淀
NaHCO3
煅烧
CO2(循环使用）
氨 洗涤 盐 通CO2 水
煅烧 CO2 CaO
Na2CO3产品
二、索尔维制碱法（氨碱法）： 索氏制碱法的流程图：（氨碱法）
饱 和 食 盐 水 过滤 通NH3 氨 洗涤 盐 通CO2 水 煅烧 石灰石 沉淀
NaHCO3
煅烧
CO2(循环使用）
Na2CO3产品
滤液
NH4Cl、NaCl
NH3(循环使用）
Ca(OH)2
CO2 CaO
废液CaCl2、NaCl
索氏制碱原理：
CO2 ：高温下焦炭与水蒸气的反应 NH3 ：工业合成氨的反应
原 料 来 CO ：石灰石的煅烧 2 源 NH3 ：Ca(OH)2与NH4Cl的反应 循环物 质 优缺点
CO2
NH3
CO2
NaCl
优点： 1、原料（食盐和石灰石）便宜； 2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收 循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生 产。 1、 NaCl利用率低 缺点： 2、生成用途不大的CaCl2
标准状况下CO2）
NH3
1 : 700 0.88 ~18
1 : 1.7 ~1 ~0.076
溶液的密度 （g ·cm-3）
饱和溶液的物质的量 浓度（mol ·L-1）
索尔维制碱法
原料： CO2 、 NaCl、 NH3
产物的生成： 2NaHCO3 滤液的处理 △
• 勒布朗制碱法（英语：Leblanc Process） 是由法国化学家尼古拉斯 勒布朗在1791年 所发明的工业合成碳酸钠的方法。该方法 包括以下两个阶段：首先从原料氯化钠与 浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸 钠，然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反 应来得到碳酸钠。该方法随着氨碱法的出 现和发展而逐渐过时被淘汰
• 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，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。 • 后来被更为先进的侯氏制碱法所代替
Na2CO3 + CO2 + H2O
（ NH4Cl、NaCl）
Ca(OH)2
索尔维法的优点： 1、原料（食盐和石灰石）便宜；
NH3 + CaCl2
2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生产。
1、 NaCl利用率低 缺点：
2、生成用途不大的CaCl2
优点：1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥 料 NH4Cl
勒布朗制碱法的原料: NaCl、 H2SO4浓、 C、CaCO3
NaCl
+H2SO4浓
Na2SO4 Na2S
2NaCl+H2SO4─→Na2SO4+2HCl
Na2SO4 Na2S
+C
Na2SO4+2C─→Na2S+2CO2
+CaCO3
Na2CO3
Na2S+CaCO3─→Na2CO3+CaS
缺点:此法因难于连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严
NH3(循环使用）
Ca(OH)2
滤液
NH4Cl、NaCl
废液CaCl2、NaCl
石灰石
Ca(OH)2石灰乳
侯氏制碱法的流程图（联合制碱法）
四、侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点： 1、相同点： 原理相同
NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
三、侯氏制碱（联合制碱法） 侯氏制碱法的流程图(联合制碱法）
侯氏制碱法的原理
1、合成氨工厂的反应： N2的制取：空气液化 高温 高温 H2、CO2的制取： C+H2O(g)→ H2+CO 、CO+H2O(g) → H2+CO2 NH3的合成： N2+3H2 → 2NH3 2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳 3、 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠
联合制碱工业
12040341 42 李苒
一、纯碱工业的发展史：
纯碱是重要的化工原料之一，也是大众消费 品，广泛应用于玻璃工业、钢铁工业、化学 工业、医药工业、搪瓷、纺织、印染、造纸、 食品等多种工业的生产。1983年，世界纯碱 产量为30Mt。 纯碱工业始于18世纪末，法 国人勒布朗，比利时人索尔维，中国人侯德 榜等，都先后作出了突出的贡献。
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓（析出）
思考1：在滤液中通入氨气的目的？
1、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 2、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
NH4Cl
NaCl
思考2：在滤液中加入固体NaCl目的 同离子效应，使NH4Cl沉降，在降温至t1℃以下分 离析出更多的NH4Cl沉淀，同时又补充了下一过程 中所要的N a+
2、不同点：
索氏制碱法（氨碱法）
侯氏制碱（联合制碱法）
滤液处 理方法 Ca(OH)2+2NH4Cl →2NH3+CaCl2+2H2O Ca(OH)2来源： CaCO3→CaO+CO2 CaO+H2O →Ca(OH)2
1、通入NH3： a、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析 出 b 、使 NaHCO3 转化为 Na2CO3 ，提高析 出NH4Cl的纯度 2 、 降 温 , 并 加 入 过 量 NaCl ： 低 温 时 NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可 以使NH4Cl析出，同时补充Na+
侯德榜制碱法 原料： CO2 、NH3、NaCl
△
2NaHCO3 产物的生成：
Na2CO3 + CO2 + H2O
滤液：NaCl 循环使用 滤渣：NH4Cl 化工原料和肥料
滤液的处理 NH3、NaCl （NaCl、NH4Cl）
｛
“联合制碱法” 在联合制碱中，所用原料CO2和NH3是 中“联合”的意 由 ，提供，所以工业生产上 合成氨厂 义？
1937年抗日战争爆发由于当时内地盐价昂贵用传统的索尔维法制碱成本太高无法维持生产为寻找适应内地条件的制碱工艺永利公司准备向德国购买新的工艺但德国与日本暗中勾结除了向侯德榜一行高价勒索外还提出了种种对中国人来说是丧权辱国的条件为了维护民族尊严侯德榜与永利的工程技术人员一起认真剖析了察安法流程终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺1941年这种新工艺被命名为候氏制碱法三侯氏制碱联合制碱法侯氏制碱法的流程图联合制碱法1合成氨工厂的反应
Ca(OH)2石灰乳
NH3+CO2+H2O→NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl 总反应方程式： NaCl + CO + H O + NH → NaHCO ↓ + NH Cl 2 2 3 3 4 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）
NH4Cl又可以与生石灰反应，产生NH3，重新作为原料使用：
• 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（ammomia soda process）。 • 后来侯德榜改进了该方法，即为侯氏制碱 法。
侯德榜介绍： 在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化 学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他 就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这 位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。 侯德榜制碱背景： 1937年，抗日战争爆发，由于当时内地盐价昂贵，用传统的 索尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条 件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺，但德国 与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了 种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严， 侯德榜与永利的工程技术人员一起，认真剖析了察安法流程， 终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这 种新工艺被命名为“候氏制碱法”。
2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O （NH3循环使用）
思考：为什么在饱和食盐水中先通入氨气？
饱和的氨盐水比氨水更容易吸收二氧化碳， 食盐水是中性的，只有少 量CO2和水起反应，不利于吸收二氧化碳；而氨盐水是指在饱和食盐 水通氨气，氨气极易溶于水（ 1体积水溶解700氨气），氨水 （NH3· H2O）是碱性的，能和酸性氧化物CO2反应，少量CO2生成碳 酸铵(NH4)2CO3,过量CO2,生成碳酸氢铵NH4HCO3，反应的化学方程 2NH3· H2O+CO2=(NH4)2CO3+H20 NH3· H20+CO2=NH4HCO3
常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所 以，称为 联合制碱法
侯氏制碱法的优 点 1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl
索氏制碱法的流程图：（氨碱法）
饱 和 食 盐 水
过滤
通NH3
沉淀
NaHCO3
煅烧
CO2(循环使用）
氨 洗涤 盐 通CO2 水
煅烧 CO2 CaO
Na2CO3产品
二、索尔维制碱法（氨碱法）： 索氏制碱法的流程图：（氨碱法）
饱 和 食 盐 水 过滤 通NH3 氨 洗涤 盐 通CO2 水 煅烧 石灰石 沉淀
NaHCO3
煅烧
CO2(循环使用）
Na2CO3产品
滤液
NH4Cl、NaCl
NH3(循环使用）
Ca(OH)2
CO2 CaO
废液CaCl2、NaCl
索氏制碱原理：
CO2 ：高温下焦炭与水蒸气的反应 NH3 ：工业合成氨的反应
原 料 来 CO ：石灰石的煅烧 2 源 NH3 ：Ca(OH)2与NH4Cl的反应 循环物 质 优缺点
CO2
NH3
CO2
NaCl
优点： 1、原料（食盐和石灰石）便宜； 2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收 循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生 产。 1、 NaCl利用率低 缺点： 2、生成用途不大的CaCl2
标准状况下CO2）
NH3
1 : 700 0.88 ~18
1 : 1.7 ~1 ~0.076
溶液的密度 （g ·cm-3）
饱和溶液的物质的量 浓度（mol ·L-1）
索尔维制碱法
原料： CO2 、 NaCl、 NH3
产物的生成： 2NaHCO3 滤液的处理 △
• 勒布朗制碱法（英语：Leblanc Process） 是由法国化学家尼古拉斯 勒布朗在1791年 所发明的工业合成碳酸钠的方法。该方法 包括以下两个阶段：首先从原料氯化钠与 浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸 钠，然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反 应来得到碳酸钠。该方法随着氨碱法的出 现和发展而逐渐过时被淘汰
• 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，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。 • 后来被更为先进的侯氏制碱法所代替
Na2CO3 + CO2 + H2O
（ NH4Cl、NaCl）
Ca(OH)2
索尔维法的优点： 1、原料（食盐和石灰石）便宜；
NH3 + CaCl2
2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生产。
1、 NaCl利用率低 缺点：
2、生成用途不大的CaCl2
优点：1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥 料 NH4Cl
勒布朗制碱法的原料: NaCl、 H2SO4浓、 C、CaCO3
NaCl
+H2SO4浓
Na2SO4 Na2S
2NaCl+H2SO4─→Na2SO4+2HCl
Na2SO4 Na2S
+C
Na2SO4+2C─→Na2S+2CO2
+CaCO3
Na2CO3
Na2S+CaCO3─→Na2CO3+CaS
缺点:此法因难于连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严
NH3(循环使用）
Ca(OH)2
滤液
NH4Cl、NaCl
废液CaCl2、NaCl
石灰石
Ca(OH)2石灰乳
侯氏制碱法的流程图（联合制碱法）
四、侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点： 1、相同点： 原理相同
NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
三、侯氏制碱（联合制碱法） 侯氏制碱法的流程图(联合制碱法）
侯氏制碱法的原理
1、合成氨工厂的反应： N2的制取：空气液化 高温 高温 H2、CO2的制取： C+H2O(g)→ H2+CO 、CO+H2O(g) → H2+CO2 NH3的合成： N2+3H2 → 2NH3 2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳 3、 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠
联合制碱工业
12040341 42 李苒
一、纯碱工业的发展史：
纯碱是重要的化工原料之一，也是大众消费 品，广泛应用于玻璃工业、钢铁工业、化学 工业、医药工业、搪瓷、纺织、印染、造纸、 食品等多种工业的生产。1983年，世界纯碱 产量为30Mt。 纯碱工业始于18世纪末，法 国人勒布朗，比利时人索尔维，中国人侯德 榜等，都先后作出了突出的贡献。
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓（析出）
思考1：在滤液中通入氨气的目的？
1、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 2、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
NH4Cl
NaCl
思考2：在滤液中加入固体NaCl目的 同离子效应，使NH4Cl沉降，在降温至t1℃以下分 离析出更多的NH4Cl沉淀，同时又补充了下一过程 中所要的N a+
2、不同点：
索氏制碱法（氨碱法）
侯氏制碱（联合制碱法）
滤液处 理方法 Ca(OH)2+2NH4Cl →2NH3+CaCl2+2H2O Ca(OH)2来源： CaCO3→CaO+CO2 CaO+H2O →Ca(OH)2
1、通入NH3： a、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析 出 b 、使 NaHCO3 转化为 Na2CO3 ，提高析 出NH4Cl的纯度 2 、 降 温 , 并 加 入 过 量 NaCl ： 低 温 时 NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可 以使NH4Cl析出，同时补充Na+
侯德榜制碱法 原料： CO2 、NH3、NaCl
△
2NaHCO3 产物的生成：
Na2CO3 + CO2 + H2O
滤液：NaCl 循环使用 滤渣：NH4Cl 化工原料和肥料
滤液的处理 NH3、NaCl （NaCl、NH4Cl）
｛
“联合制碱法” 在联合制碱中，所用原料CO2和NH3是 中“联合”的意 由 ，提供，所以工业生产上 合成氨厂 义？
1937年抗日战争爆发由于当时内地盐价昂贵用传统的索尔维法制碱成本太高无法维持生产为寻找适应内地条件的制碱工艺永利公司准备向德国购买新的工艺但德国与日本暗中勾结除了向侯德榜一行高价勒索外还提出了种种对中国人来说是丧权辱国的条件为了维护民族尊严侯德榜与永利的工程技术人员一起认真剖析了察安法流程终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺1941年这种新工艺被命名为候氏制碱法三侯氏制碱联合制碱法侯氏制碱法的流程图联合制碱法1合成氨工厂的反应
Ca(OH)2石灰乳
NH3+CO2+H2O→NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl 总反应方程式： NaCl + CO + H O + NH → NaHCO ↓ + NH Cl 2 2 3 3 4 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）
NH4Cl又可以与生石灰反应，产生NH3，重新作为原料使用：