纯碱的生产 (1)
纯碱生产工艺简介
纯碱生产工艺简介氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明者的纯碱制法。
他以食盐（氯化钠）、石灰石（经焙烧分解成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料去制备纯碱。
先并使氨气灌入饱和状态食盐水中而成氨盐水，再灌入二氧化碳分解成溶解度较小的碳酸氢钠结晶和氯化铵溶液。
其化学反应原理就是：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原盐搅拌后，并使固态的nacl溶水，这个过程就是化盐，饱和状态的nacl溶液经过回应，盐水里的沙泥等杂物经洗泥桶排在渣场。
nacl溶液经过碳化尾气净氨塔，碳化尾气净氨塔内进行化学反应，如下：吸氨和碳化过程，就是在上述碳化尾气净氨塔内的未反应的nacl溶液再进一步的充份反应。
其中海水加热主要就是加热设备。
将氨盐水与co2气在碳化塔内进行反应，生成nahco3结晶悬浮液。
原理方程式：2nh3+co2→nh2coonh4nh2coonh4+h2o→nh4hco3+nh3nacl+nh4hco3→nahco3+nh4cl上述nahco3溶液经真空过滤器后，展开重灰焙烧，而nh4cl溶液循环利用。
这个过程产生的是轻质纯碱，一般轻质纯碱密度为500-600kg/m3,重质纯碱密度为1000-1200kg/m3此过程主要就是固相水合法生产重质纯碱，通常重质纯碱密度为1000-1200kg/m3。
重质纯碱性状：白色颗粒状的无水物，易溶于水，常温时暴露在空气中能吸收co2和水，并放出热量，逐渐转成nahco3且结块。
我国的重质纯碱生产大体分成三种方法:固相水合法、液相水合法和结晶法。
纯碱工业制作方法
纯碱工业制作方法纯碱即苏打(soda)，化学式为Na2CO3，是一种重要的化工原料，是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。
一:布兰制碱法:古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。
远不能满足化工生产需求，1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐为原料制碱，称路布兰制碱法，该法分三布：①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS缺点:;该方法生产时需要高温，硫酸对设备腐蚀严重，CaS废弃物长期堆积臭气四溢，加之成本较高，后被氨碱法代替。
二: 氨碱法即索尔维制碱法，是1862年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，其反应也分三步进行：①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O反应生成的C O2可回收利用，NH4Cl又可与生石灰反应重新生成氨气：2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O缺点:该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。
三: 候氏制碱法对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3)，而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氢钠(NaHCO3)，此时母液中N a+减少而Cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（NH4Cl）溶解度突然降低，而食盐(NaCl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（NH4Cl）析出而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（CO2），结果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法。
纯碱的生产工艺(侯氏制碱法)
纯碱的生产工艺（侯氏制碱法）碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：Na2CO3，普通情况下为白色粉末，为强电解质。
密度为2.532g/cm3，熔点为851°C，易溶于水，具有盐的通性。
是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品，绝大部分用于工业，一小部分为民用。
在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。
玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。
化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。
冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。
印染工业用作软水剂。
制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。
还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。
食用级纯碱用于生产味精、面食等。
一、实验目的1．掌握侯氏制碱法的原理和方法；2．了解侯氏制碱法的原理应用于实际化工生产中的方法；3．培养学生对专业知识的应用能力。
二、实验原理侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀，气体和难电离的物质生成。
要制得纯碱（Na2CO3），就要利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子，其中NaHCO3溶解度最小，最终析出大量的晶体。
化学方程式为：（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑即：NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑三、主要试剂及仪器设备试剂：二氧化碳、浓氨水、粉状氯化钠、95%乙醇；仪器设备：启普发生器、电子天平、抽滤装置、100 mL锥形的1个、50 mL量筒1个、陶瓷坩埚1个、100mL烧杯5个。
纯碱工业制法
纯碱工业制法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：纯碱，化学名为碳酸氢钠，也称碳酸钠，是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、肥料、洗涤剂等行业。
纯碱工业制法主要分为两种，一种是氢氧化钠法，另一种是自然碱法。
本文将重点介绍氢氧化钠法制备纯碱的工艺流程及相关知识。
氢氧化钠法制备纯碱的工艺流程包括若干步骤，主要包括矿石选矿、石灰石碳化、氢氧化钠提取、碳酸化及回收利用等。
首先是矿石选矿，通常采用天然碱矿石，如矿石中含有氯化钠、氯化钾、硫酸钠等。
选矿过程中，将含碱物质的矿石从其他杂质中分离出来，以确保最终产品的纯度。
接下来是石灰石碳化，将选矿得到的碱矿石和石灰石研磨混合，并在高温下进行反应，生成氢氧化钠。
这一步骤是制备纯碱的关键环节，影响着产品的质量和产量。
然后是氢氧化钠提取，将碳化生成的氢氧化钠进行提取分离，得到高纯度的氢氧化钠溶液。
在纯碱工业制法中，氢氧化钠是十分重要的中间体，它不仅是制备纯碱的关键原料，也广泛应用于其他化工领域，如造纸、皮革、食品等。
氢氧化钠的生产工艺和技术水平也直接影响着纯碱的制备质量和成本。
除了氢氧化钠法，纯碱的另一种制备方法是自然碱法。
自然碱是指天然产生的碳酸盐矿石，如矿砂、矿泉水等。
自然碱法制备纯碱的工艺流程相对简单，主要是通过碳酸盐矿石的热分解、碱液处理等步骤获得纯碱产品。
与氢氧化钠法相比，自然碱法的纯碱产量较低，且质量也不如氢氧化钠法制备的产品。
纯碱工业制法是一个复杂而重要的化工过程，其工艺流程和技术水平直接影响着产品的质量和生产效率。
随着科技的不断进步和发展，纯碱工业制法也在不断创新和改进，以满足市场需求和提高生产效益。
希望通过本文的介绍，读者可以更加全面地了解纯碱的制备工艺及相关知识，进一步推动纯碱工业的发展和进步。
第二篇示例：纯碱，即氢氧化钠，是一种重要的化工产品，广泛用于制造玻璃、肥料、皂类、造纸、化纤等行业。
纯碱工业制法主要是通过电解食盐溶液，制取氢氧化钠和氯气，再通过碱液处理，得到纯碱产品。
片碱生产工艺
片碱生产工艺片碱又被称为纯碱，是市面上常见的一种化学原料，广泛应用于玻璃制造、造纸、化肥等领域。
以下将介绍片碱的生产工艺。
片碱的生产主要通过氯碱法进行。
首先，将天然氯化钠（即食盐）与水溶解形成氯化钠溶液。
然后，将溶液输送到电解槽中，电解槽中有多个钢板作为电极，分为阳极和阴极。
电解槽中加入一定的电解质，如氯化钾和氯化钙，以提高电解液的电导率。
在电解过程中，电极产生的电流会让氯化钠溶液分解成氯气、氢气和氢氧化钠。
氯气会从阳极产生，氢气从阴极产生，氢氧化钠会在电解槽底部沉淀。
沉淀物称为氢氧化铝，也被称为苛性钠。
苛性钠会经过过滤、洗涤和脱水等多个工艺步骤，最终形成片碱。
苛性钠沉淀物经过过滤后，会放置在高温煅烧炉中进行煅烧。
煅烧的目的是将苛性钠转化为片碱。
煅烧炉中设置有一个煅烧区和一个冷却区，煅烧区温度达到800℃以上。
煅烧的过程中，苛性钠中的水分蒸发，同时，还有一氧化碳、二氧化碳等气体析出。
这些气体需要进行处理和回收，以减少对环境的影响。
经过煅烧后，苛性钠变成了片状的物质，即片碱。
然后，片碱会进一步通过烘干和筛分等步骤，以得到所需要的纯度和颗粒度。
最后，片碱被装入袋子或散装运出工厂。
需要注意的是，在整个片碱生产工艺中，环保是一个非常重要的因素。
例如，在电解过程中产生的氯气和氢气会被回收利用，以减少对大气环境的污染。
同时，排放的废气和废水也需要进行处理，以确保不对环境造成严重的污染。
片碱生产工艺的优势是可以充分利用天然氯化钠资源，提高其附加值。
另外，氯气和氢气的回收利用也能减少对环境的污染。
综上所述，片碱的生产工艺主要通过氯碱法进行，包括氯化钠溶解、电解、苛化、煅烧、烘干和筛分等步骤。
在整个生产过程中，需要注意环境保护，实现资源的高效利用和减少污染的同时，提供优质的片碱产品。
纯碱的产品工艺是什么工艺
纯碱的产品工艺是什么工艺纯碱的产品工艺是指制备纯碱的生产流程和步骤。
在这个过程中，主要涉及到矿石矿选、矿石矿破碎、焙烧、脱硅、溶解、离子交换、结晶、干燥、包装和仓储等一系列工艺。
首先，纯碱的产品工艺始于矿石的挖掘和矿选。
纯碱主要来源于天然矿石，如大理石、岩盐矿等。
选择合适的矿石和采矿方法对于纯碱产品质量的稳定和提高具有重要意义。
其次，矿石经过破碎、磨粉，以增加其比表面积，为接下来的焙烧做准备。
然后将经过破碎的矿石进行焙烧，将其中的有机物质和水分等挥发掉，将矿石转化为石灰石。
接着，经过焙烧的石灰石会通过脱硅的过程，去除石灰中的杂质，提高其纯度。
通常使用氢氧化钠溶液进行脱硅，将石灰石中的杂质与氢氧化钠反应生成硅酸钠和沉淀物，再将沉淀物过滤、干燥纯净。
然后将脱硅后的石灰石进行溶解。
在溶解过程中，将石灰石与高浓度氢氧化钠溶液进行反应，生成碳酸钠，并进行过滤、脱色等处理，以获得纯净的碳酸钠溶液。
接下来，经过离子交换得到纯碱。
将碳酸钠溶液通过化学反应，与硝酸盐结晶复分解，生成纯碱溶液。
再通过离子交换或电解的方法，去除其中的杂质离子，使得溶液纯度提高。
之后，对纯碱溶液进行结晶和分离。
通过加热、蒸发等方式，使纯碱溶液中的水分逐渐蒸发，溶液中的纯碱逐渐结晶，最终得到纯碱结晶体。
最后，对纯碱结晶体进行干燥、筛分和包装等工艺步骤。
通过干燥，将纯碱结晶体中的水分去除，使其达到合适的含水率。
然后，通过筛分，去除结晶体中的不均匀颗粒，提高产品的质量和均匀性。
最后，将产品进行包装和仓储，为运输和使用提供便利。
总的来说，纯碱的产品工艺包括矿石矿选、矿石磨碎、焙烧、脱硅、溶解、离子交换、结晶、干燥、包装和仓储等工艺步骤。
通过这些步骤，可以从天然矿石中提取和制备出高纯度的纯碱产品。
这些工艺步骤相互衔接，共同构成了纯碱产品的生产流程，保证了纯碱产品的质量和稳定性。
纯碱的工业制法
纯碱的工业制法
纯碱的工业制法主要有氯碱法、天然石碱法和氨法。
1. 氯碱法：氯碱法是目前主要用于纯碱生产的工业制法。
该方法是通过电解食盐水（氯化钠溶液）制取氯气和氢气，然后利用氯气和氢气的反应生成氢氧化钠（苛性钠），随后将苛性钠与二氧化碳反应制取纯碱。
2. 天然石碱法：天然石碱法是通过矿石石碱（纯碱矿石）进行加热和浸出制取纯碱。
首先，将天然石碱进行粉碎，并加热到一定温度，使其中的碳酸钠分解为氧化钠和二氧化碳。
然后，将氧化钠与水进行浸出，得到纯碱溶液。
随后，通过蒸发水分、结晶和干燥等步骤，将纯碱从溶液中提取出来。
3. 氨法：氨法是利用氨和二氧化碳的反应制取纯碱的方法。
首先，将氨气和二氧化碳气体通入硝酸铵溶液中，发生化学反应生成尿素。
接着，对尿素进行加热分解，生成碳酸氢铵。
最后，将碳酸氢铵与钠盐反应，得到纯碱。
需要注意的是，不同的工业制法可能在不同地区或企业中使用，具体的工业制法也可能会因为技术的进步而有所变化。
以上是一般情况下常见的纯碱工业制法的简要介绍。
纯碱工序操作规程1
碳化岗位操作规程第一章碳化工序的生产任务本工序的生产以天然碱为原料制得的清碱液与窑气和炉气混合后的混合气在碳化塔内进行碳化反应制得合格的重碱液,重碱液送滤过工序生产重碱。
第二章工艺流程及指标一、工艺流程由精制工序送来的清碱液经泵打入各碳化塔，混合气由塔底进入与清液逆流接触，其中碳酸钠与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠溶解度较小，析出结晶形成悬浮液，反应方程式为：Ｎa2CO3(I)+CO2(g)+H2O=2NaHCO3(s)+Q该反应为放热反应，反应产生的热量通过冷却水箱由循环冷却带走，以达到合格的出塔液温度。
三、主要工艺指标清碱液总碱(以Na2CO3计)：≥125g/l清碱液中NaHCO3含量≤60g/l清碱液浊度<30ppm清碱液温度：45~65℃混合气浓度：40-60%混合气温度：＜40℃尾气浓度(CO2)：<15%出塔液温度：50-65℃循环上水温度：≤32℃循环水压力：0.3-0.5MPa出塔液固液比：30-60%碳化转化率：70-98%煮塔温度：80-100℃碳化塔塔压：0.26-0.32MPa四、工艺流程简图第三章开停车操作一、开车操作（一）联系工作DCS操作工做好与外界联系工作，并做好内部各岗位间的协调指挥工作。
碳化操作工及时与主控室联系，做好开车前的准备工作。
（二）开车前的检查工作1、检查各润滑部位润滑是否良好。
2、各安全设施齐全牢固，符合安全要求。
3、各控制仪齐全完好,自调阀灵活好用。
4、排除影响设设备运转的障碍物，并通知设备内及周围的人员离开设备。
(三)开车步骤1、按气体液体流向调节好各阀门的开关位置。
2、接调度令后联系精制送液，开清液泵送清液进塔。
生产塔压升至0.1MPa时通知压缩送气,打开塔底进气阀通气,同时继续进液。
3、当塔压升至0.28MPa时暂停进液.4、调节进气流量，连续通气半小时以上，视塔的温度情况开始取出。
5、调节好进液流量，使塔内液位及塔压维持稳定。
工业生产纯碱的工艺流程
工业生产纯碱的工艺流程
《工业生产纯碱的工艺流程》
纯碱，也称为碳酸氢钠，是一种重要的化工原料，在工业生产中具有广泛的应用。
工业生产纯碱的工艺流程通常包括矿石采矿、原料准备、生产反应、分离制备、精制和包装等多个环节。
首先，矿石采矿。
纯碱的主要原料是石灰石和苏打矿，在采矿过程中需要先进行采集和分选，将所需的矿石材料进行分离和筛选，确保原料的优质。
接着是原料准备。
采集到的矿石材料需要经过破碎和研磨处理，将其破碎成适当大小的颗粒，以便后续的生产反应能够进行。
然后是生产反应。
将已经准备好的石灰石和苏打矿原料进行混合，放入反应釜中，通过高温高压的反应条件，进行碳化反应，生成碳酸氢钠。
接着是分离制备。
将反应产物中的固体杂质和未反应的原料通过过滤、沉淀、离心等方法进行分离，得到的纯碱溶液可以进入下一个工序。
然后是精制。
对分离得到的纯碱溶液进行精制处理，包括脱色、脱盐、浓缩等工艺步骤，以确保最终产品的纯度和质量。
最后是包装。
经过精制的纯碱产品进行包装，符合标准规格的包装容器，做好产品的印记和质量检验等相关工作。
以上就是工业生产纯碱的主要工艺流程，通过严格的工艺控制和技术手段，可以生产出高品质的纯碱产品，满足市场需求。
纯碱的工业生产方法
CO2 + H2
侯德榜制碱法的优点： ——联合制碱法
1、提高了氯化钠的利用率
2、同时得到了纯碱和氯化铵两种产品 3、综合利用了氨厂的废弃物 CO2，工厂设 备比氨碱法简单
3、氨碱法和联合制碱法比较
化工生产基本原理 优点 缺点
工艺不同料低廉，成本降低， 氨循环利用；产品纯度 高；制造步骤简单
（一）氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
NaCl NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3→N产a2品CO3+CO2+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 →2NH3+CaCl2+2H2O
NaCl
副产品
NaCl
优点：
纯碱的工业生产方法
纯碱的用途
玻璃
食品
造纸
制皂 纺织
纯碱的制法
目前纯碱的生产方法有索尔维法 （氨碱法）、联碱法及天然碱法。美 国是世界纯碱生产第一大国，纯碱全 部来自天然碱。亚洲纯碱以合成碱为 主，主要生产国家为中国、印度和日 本。
天然盐湖制碱法 索尔维法(氨碱法) 侯氏制碱法(联合制碱法)
内蒙古鄂尔多斯 合同查汗淖碱湖
原料便宜易得，产品纯度高，氨和部 分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。
缺点：
副产物氯化钙的处理，食盐的利用率 不高，大约只有70%。
如何进一步提高食盐的利用率，不生成无用 的CaCl2是必须要解决的问题。
1939年，侯德榜改良了索尔维制碱法， 摒弃了氨碱法的缺点，被称为侯德榜制碱法。
侯德榜
纯碱的生产工艺(侯氏制碱法)
纯碱的生产工艺（侯氏制碱法）碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：Na2CO3，普通情况下为白色粉末，为强电解质。
密度为2.532g/cm3，熔点为851°C，易溶于水，具有盐的通性。
是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品，绝大部分用于工业，一小部分为民用。
在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。
玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。
化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。
冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。
印染工业用作软水剂。
制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。
还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。
食用级纯碱用于生产味精、面食等。
一、实验目的1．掌握侯氏制碱法的原理和方法；2．了解侯氏制碱法的原理应用于实际化工生产中的方法；3．培养学生对专业知识的应用能力。
二、实验原理侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀，气体和难电离的物质生成。
要制得纯碱（Na2CO3），就要利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子，其中NaHCO3溶解度最小，最终析出大量的晶体。
化学方程式为：（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑即：NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑三、主要试剂及仪器设备试剂：二氧化碳、浓氨水、粉状氯化钠、95%乙醇；仪器设备：启普发生器、电子天平、抽滤装置、100 mL锥形的1个、50 mL量筒1个、陶瓷坩埚1个、100mL烧杯5个。
课题3 纯碱的生产
回答下列有关问题：
a.乙装置中的试剂是 饱和NaHCO3溶液
；
b.丁装置中稀硫酸的作用是 吸收未反应的NH3 ；
c.实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是
过滤
d.写出NaHCO3分解的方程式
Na2CO3+
（填分离操作的名称）。 。
04
实验小结及练习
Experimental summary & corresponding exercises
纯碱的生产——侯氏制碱法
龙川县田家炳中学 孙力
CONTENTS
1 碱的用途及制碱的时代背景 2 侯氏制碱法的工艺流程 3 设计实验 4 实验小结及练习
01
碱的用途及制碱的时代背景
The use of soda ash & the background of the preparation of sada ash
10
30
40
50 N6a02CO3 70
s(NH4Cl)/g 33.3 41.4 45.8 50 55.2 60.2 s(NaCl)/g 35.8 36.3 36.6 37.0 37.3 37.8
02
侯氏制碱法的工艺流程
Hou‘s process (for soda munufacture)
生产原理示意图
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
01
碱的用途及制碱的时代背景
The use of soda ash & the background of the preparation of sada ash
1
碳酸钠，俗名纯碱，是一 种重要的化工产品。
4
碳酸钠在自然界存在相当广泛。
2
许多工业要用到碳酸钠，如 玻璃、制皂、造纸、纺织和
1.3纯碱的生产
一、氨碱法生产纯碱--索尔维制碱法
CaCO3=CO2↑+CaO
原料1 原料2
CaO+H2O=Ca(OH)2
NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3 ↓ +NH4Cl
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
产品
2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3↑+CaCl2+2H2O
副产品
副产品
氨气的主要作用: 使溶液呈碱性,与CO2作用生成HCO3-再与饱和食盐 水生成NaHCO3
一、氨碱法生产纯碱--索尔维制碱法
CaCO3=CO2↑+CaO
CaO+H2O=Ca(OH)2 NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3 ↓ +NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
60 ℃
37.3 _ 16.4
100 ℃
39.8 _ _
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3 ① ＞35℃ NH4HCO3会有分解 (1)反应温度控制在30—35℃，是因为若高于35℃，则 NH4HCO3分解 ；若低于 30℃则反应速率降低 ；为控制此温度范围，应采取的加热方法是 水浴加热 。 (2)加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 使反应充分进行 ；只析出NaHCO3 晶 体的原因是 NaHCO3的溶解度最小 ； 用蒸馏水洗涤NaHCO3 晶体的目的是除 去 NaHCO3; NaCl; NH4HCO3; NH4Cl杂质（以化学式表示）
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
纯碱的生产工艺
纯碱的生产工艺一、纯碱的工艺简述纯碱工艺简述:化学名称:碳酸钠;俗名:纯碱、重灰或轻灰;分子式:Na2CO3;分子量:105.99(按79年国际原子量);生产原料原盐、氨(NH3)、二氧化碳、水;生产基本原理:该厂采用联合制碱法生产纯碱和氯化氨。
联碱法生产采用一次加盐，两次吸氨，一次碳化，两次取出的冷法流程。
生产分为两个过程进行:?过程为纯碱生产过程，?过程为氯化氨生产过程。
两个过程构成一个封闭循环系统，不断投入原料(NH3、NaCl、H2O、CO2)，同时不断地生产出纯碱和氯化氨两种产品。
联碱过程，即?和?过程:主要化学反应:N a Cl+NH3+H2O+CO2?NH4Cl+NaHCO3?+95.05kJ/mol二、纯碱工程设计中非金属管道材料的选用纯碱生产中的工作介质多为腐蚀性介质或冲刷磨损性介质,以往有的金属管道在使用较短时间就会损坏或泄漏,严重影响生产连续性,恶化了工艺指标。
从而加了大管道维护、检修工作量,增加了产品成本。
非金属管道与金属管道相比具有如下优点:?非金属管道没有电化学腐蚀,耐腐蚀性能好,不需对其进行防腐处理,维修费用低,寿命长;?非金属管道较金属管道更有内壁光滑,流体阻力小,不易结疤;?非金属管道重量轻,安装检修方便。
因此,为了改善生产条件,提高经济效益和竞争力,合理地选用新型非金属材料势在必行。
三、纯碱工业的发展纯碱是重要的工业原料,广泛应用于玻璃、化工、轻工、冶金等行业。
有人称纯碱是工业之母,其消费水平可以衡量一个国家的工业化水平,其实并不过分。
事实上,我国的民族工业也正是从范旭东先生创建永利碱厂起步的。
目前,我国的纯碱产量在国内化工产品中仅次于合成氨、化肥、硫酸,而列第四位。
在美国,尽管纯碱的产值在整个国民产值中比例很小,但由于其终端用户如汽车业、建筑业,对整个国民经济举足轻重,因此,联邦储备局将其月产量纳入工业生产经济指数,足见纯碱在国民经济中的重要性。
四、纯碱装置碳化塔的温度控制铵盐水吸收二氧化碳的碳酸化过程俗称碳化，碳化是纯碱生产过程中的一个关键工序。
纯碱的生产
======
NaHCO3+ NH4Cl
Na2CO３＋CO2↑+ H2O
原料来源和副产物不同
氨碱法制纯碱原理（索尔维法）
CaCO3
炼焦副产品
CO2 + CaO
•NaCl +NH3＋CO2＋H2O 2NaHCO3 CaO + H2O
NaHCO3+ NH4Cl
想一想？
自 然 界 中 有 纯 碱 吗？
内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖
鄂尔多斯天然碱厂
纯 碱 生 产 车 间
两种著名的制碱技术
• (1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法) • (2)联合制碱法(侯氏制碱法)
阅读图1-11和图1-12,总结这两种 方法的有何相同?
两种著名的制碱技术 • 总原理相同:
Na2CO３＋CO2↑+ H2O Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
优点： 原料便宜
成品纯度高 氨和部分二氧化碳可循环使用 制作步骤简单
不足： 氯化钠利用率低
产生了当时认为无用的氯化钙
侯得榜
在纯碱的生产过程中 哪些物质得到了循环使用？
在纯碱的生产过程中 NaCl是否被充分利用？
作 业
上网查阅资ห้องสมุดไป่ตู้：
1、我国纯碱生产现状。 2 、现阶段氯化钙的新用途。
天然碱法生产纯碱工艺流程
天然碱法生产纯碱工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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天然纯碱生产工艺流程
天然纯碱生产工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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一、采矿。
1. 开采天然芒硝矿石。
二、破碎。
联碱法生产纯碱的原理及过程
联碱法生产纯碱的原理及过程联碱法是一种常用的生产纯碱的方法，其原理是通过氨气与二氧化碳的反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。
下面将详细介绍联碱法生产纯碱的过程。
通过氨气发生器产生氨气。
氨气发生器中加入氨气原料，如氨水和石灰石，经过加热分解反应产生氨气。
该反应可表示为：CaO + NH3 → Ca（OH）2 + NH3↑。
然后，将产生的氨气与二氧化碳进行反应生成碳酸氢铵。
氨气和二氧化碳在一定的温度和压力下反应，生成固体碳酸氢铵。
该反应可表示为：2NH3 + CO2 → (NH4)2CO3。
接着，将碳酸氢铵进行加热分解。
碳酸氢铵在高温下分解为氨气和二氧化碳，生成氨气和二氧化碳的反应可表示为：(NH4)2CO3 → 2NH3↑ + CO2↑ + H2O。
将产生的二氧化碳通过吸收剂吸收，生成纯碱。
吸收剂通常使用饱和的氢氧化钠溶液。
氢氧化钠溶液中的NaOH与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液，该反应可表示为：NaOH + CO2 → NaHCO3。
通过上述过程，最终得到的产物为纯碱（碳酸钠）。
纯碱的纯度取决于各个步骤中的反应条件和操作技术。
联碱法生产纯碱的过程中需要注意以下几个问题。
首先，氨气和二氧化碳的反应需要在一定的温度和压力下进行，通常在300-350°C 和30-50 atm条件下反应。
其次，碳酸氢铵的加热分解需要控制适当的温度和时间，以避免过度分解或不完全分解。
此外，吸收二氧化碳的过程中需要控制饱和度和温度，以保证产物的纯度。
总的来说，联碱法生产纯碱的原理是通过氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。
这种方法在工业生产中广泛应用，能够高效地生产出高纯度的碳酸钠。
通过不断的优化和改进，联碱法生产纯碱的工艺已经相当成熟，为工业生产提供了可靠的方法。
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1916年 获美国麻省理工学院 学士学位
1921年 在美国哥伦比亚大学获博士学位 1933年 著《纯碱制造》一书在美国出版，被誉 为制碱名著 1943年 因创立“侯氏制碱法”，获“中国工程 学会化工最大奖”，并先后被聘为英国化学工业学会名誉 会员，美国化学工程学会终身荣誉会员等
1、原料： CaCO3、NaCl 、NH3 （炼焦）
△ 2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O↑
高温
CaCO3====CaO+CO2↑
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3 ↓+NH4Cl
2、原理：
高温
a. CaCO3====CaO+CO2↑
2
2NH4Cl +Ca(OH)（2=副=C产aC品l2）+NH3↑+H2O
3、优点
原料便宜易得，氨和部 分二氧化碳可循环利用，产 品纯度高，步骤简单
缺点
副产物氯化钙的处理题及
氯化钠的利用率低 （70％）
二、侯氏制碱法（联合制碱法）
侯德榜的个人简历 1890年 出生 1911年 考入清华留美预备学院，
（2）当冬季来临时，碱湖中所含的 碳酸钠结晶析出，经过简单的加工 就可以使用。
思考与交流
1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中 结晶析出主要受到哪些因素的影响？
改变温度、结晶水合物的组成以及 溶剂水的质量等因素，可以改变碳酸钠 在水中的溶解情况，提高结晶析出的速 率和质量（纯度）。
2.根据天然碱的存在及其主要化学 成分，请设想工业生产碳酸钠的主要原料 是什么？
先通入二氧化碳，溶液中存在_碳__酸_，_碳__酸__ 的量比较少；再通入氨气，氨气易溶水,_一_水__合__氨_ 的量比较多；此时产物应该是__碳_酸__铵___而不是 __碳__酸_氢__铵__。
反过来，如果我们先通入氨气，溶液中会存 在较多的一__水__合__氨_，再通入二氧化碳时，二氧化 碳和_一__水_合__氨__反应，通入的二氧化碳过量就会 生成_碳__酸__氢_铵__，也就是说，此时二氧化碳溶解 的多少不是受溶解度限制，而是受反应控制。
纯碱的化学名称:Na2CO3
俗名：纯碱、苏打
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。
盐湖
获得天然纯碱的方法：
（1）一些生长在一些生长在盐碱地 和海岸附近的植物中含有碳酸钠， 可以从植物的灰烬中提取。
★ 3、联合制碱法
• 联合制碱法也是本节课的重点，也要掌握。 • 掌握联合制碱法的原料、原理和优点：
原料： NaCl、合成氨（ NH3、 CO2） 原理： 优点：综合利用了合成氨的原料，提高了 氯化钠的利用率减少了环境污染 。
★4、氨碱法与联合制碱法的异同
• 原理相同 原料来源不同，副产物不同
思考题：在生产过程中，是先通 入氨气，还是先通入二氧化碳？
1、原料 NaCl、合成氨（ NH3、 CO2）
2、原理 a.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
△ b.2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O↑
向体系通入氨气或者加入食盐颗粒，析 出氯化铵后的溶液含有氨水和氯化钠又可以 返回做反应物。
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。
★ 2、氨碱法
• 本节课要掌握氨碱法的原料、原理和优缺点 原料:CaCO3、NaCl 、NH3 （炼焦） 原理： 优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产 品纯度高，步骤简单 。 缺点：副产物氯化钙的处理问题及氯化钠的利用率低 （70％）。
• 在氨碱法中，虽然它的优点很多，但是它的缺点也是一个 问题，尽而有了第三种方法
侯氏制碱法对氨碱法加以改进：将析 出NaHCO3 的母液选在5~10℃时加入食盐粉 末是不易结晶的NH4Cl 结晶析出，这不仅 使原料NaCl 充分利用，又获得大量化肥， 也使氨碱法中CaCl2 的处理问题得到解决。 侯德榜为制碱做出的卓越贡献是值得我们 骄傲和敬佩的！
3、优点
综合利用了合成氨的
原料，提高了氯化钠的利
用率（96%）减少了环境
污染
四、氨碱法和联合制碱法的异同点
相同点：原理相同
不同点：原料来源不同，副产物不同
本节课小结
• 由于天然的纯碱已经不能满足人们的生产 和生活的需要，促使人们从其他方法获取 纯碱，尽而纯碱工业发展起来。
纯碱的工业的生产有三种方法：
• 1、路布兰法 由于路布兰法有这么多缺点：原料利用不 充分、成本较高、设备腐蚀严重等，正是 因为如此，促使人们研究新的制碱方法， 直到19世纪60年代后逐渐被氨碱法所取代。 （了解）
b. NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+NH4Cl △
c. 2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O↑
高温 CaCO3====CO2↑+CaO （原料1）
CaO+H2O===Ca(OH)2
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
原 料
△ （产品）
2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O↑
碳酸钠中含有钠离子和碳酸根离子。 自然界中存在的含钠离子的化合物很多， 大量存在的、最常见的是氯化钠；因此， 氯化钠是比较理想的生产原料之一。碳酸 根可以有碳酸盐直接提供，也可有由二氧 化碳制取，较为理想的原料是碳酸钙。
一、路布兰法
1、原料：
NaCl 、CaCO3
2、原理：
120℃ a.NaCl+H2SO4=======NaHSO4+HCl↑
600-700℃ NaCl+NaHSO4==========Na2SO4+HCl↑
1000℃ b.Na2SO4+2C=========Na2S+2CO2 ↑
1000℃ Na2S+CaCO3=========Na2CO3+CaS
3、缺点
原料利用不充分、成本较高、设备 腐蚀严重等
ห้องสมุดไป่ตู้
二、氨碱法（索尔维制碱法）