侯氏联合制碱法

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5.3化工生产--侯氏制碱法1-lu

5.3化工生产--侯氏制碱法1-lu

a、c
(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
侯德榜制碱法 原料: CO2 、NH3、NaCl
2NaHCO3 产物的生成: △
Na2CO3 + CO2 + H2O
滤液:NaCl 滤渣:NH4Cl
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+
CO2 :高温下焦炭与水蒸气的反应 NH3 :工业合成氨的反应
22 n
原料来 源 循环物 质 优缺点
CO2 :石灰石的煅烧 NH3 :Ca(OH)2与NH4Cl的反应
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
索尔维制碱法
原料: CO2 、 NaCl、 NH3
△ 产物的生成: 2NaHCO3
Na2CO3 + CO2 + H2O
Ca(OH)2 NH3 + CaCl2 滤液的处理( NH4Cl、NaCl)
索尔维法的优点: 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CO2都可循环使用; 4、步骤简单,适合于大规模生产。

揭秘联合制碱法

揭秘联合制碱法

揭秘联合制碱法河南 郭海伦联合制碱法是我国化学家侯德榜先生于40年代研究成功的制碱新工艺,又称“侯氏制碱法”。

与氨碱法相比,联合制碱法工艺进步了很多。

此法保持了氨碱法的优点,消除了它的缺点,一方面使食盐的利用率提高到96%,另一方面生产出的氯化铵可作氮肥。

是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。

具体流程如下:第一步:将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和后,在加压下通入二氧化碳(CO 2由CaCO 3分解而来),由于碳酸氢钠溶解度较小而析出,即NaCl(饱和) +NH 3+H 2O+CO 2==NH 4Cl+NaHCO 3↓。

第二步:将析出的碳酸氢钠晶体煅烧,即可制得碳酸钠。

2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑。

让我们一起分析一下侯氏制碱法的内在原理。

第一步其实是这样两步反应:①NH 3+H 2O+CO 2==NH 4HCO 3 ;②NH 4HCO 3+NaCl== NH 4Cl+ NaHCO 3↓。

在①中,为了让生成的碳酸氢钠尽可能多,氨气在水中的溶解应该达到饱和状态;而二氧化碳原来在水中溶解的并不多,但是由于氨气在水中溶解性大,且氨水呈碱性,故饱和的氨水可以吸收更多的二氧化碳气体。

下面是氯化铵和碳酸氢钠的溶解度对照表:根据表格数据分析,通常情况下易溶于水的碳酸氢钠大量析出而氯化铵不析出的原因是:在②中每生成53.5份质量的氯化铵同时会生成84份质量的碳酸氢钠,而碳酸氢钠的溶解度较小,所以会形成沉淀。

(思考一下:把碳酸氢钠沉淀过滤以后,滤液中主要存在的离子有哪些?)由于氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大,而在低温时却比氯化钠溶解度小,在较低的温度下向滤液中加入磨细的食盐粉末,可使氯化铵单独结晶出来。

在第二步中,生成的碳酸钠就是我们俗称的纯碱,可用于制烧碱、制发酵粉、洗涤剂等。

最后,我们可以总结出联合制减法的优缺点。

优点:①原料利用率高。

实验利用率可达96~97%。

②省掉了氨碱法中的石灰石与焦炭两种原料。

高考化学阅读1 侯氏制碱法简介

高考化学阅读1 侯氏制碱法简介

化学高考阅读资料(一侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年发明的。

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氨气时的废气。

该法是索尔维制碱法的改进,提高食盐利用率,,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本,克服了氨碱法的不足,曾在全球享有盛誉,得到普遍采用。

变换气制碱的联碱工艺是我国独创,具有显著的节能效果,侯氏制碱法对我国的化学工业做出了巨大贡献,在世界上也享有盛誉。

1. 什么是纯碱纯碱(碳酸钠化学式为Na2CO3,俗名纯碱,又称苏打、碱灰,是一种重要的化工基本原料,纯碱的用途很广,一般都是利用它的碱性。

它可用于制造玻璃,如平板玻璃、瓶玻璃、光学玻璃和高级器皿;还可利用脂肪酸与纯碱的反应制肥皂;在硬水的软化、石油和油类的精制、冶金工业中脱除硫和磷、选矿、以及铜、铅、线、锡、铀、绍等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗漆剂、催化剂及染料等均要用到它,在陶瓷工业中制取耐火材料和釉也要用到纯碱。

纯碱是重要的化工原料之一,用于制化学品、清洗剂、洗漆剂、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,约占三分之二;其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。

2.纯碱生产的历史纯碱是人类最早制取和使用的化学物质之一。

7000多年以前,天然的碳酸钠首先是从幼发拉底河边生长的花的灰跟中提取的。

大约5500年以前埃及人也开始用一种从湖水蒸发中提取的天然纯碱,生产装饰玻璃和作为铅酸硅砂聚和肥皂的一种成份。

当人们从海藻类植物的灰中提取丰富的钠碱时,也从木材灰中得到了丰富的钾碱。

用天然植物生产钾碱的方法一直延续到1870年,德国JP始采含钾盐矿才结束。

1790年获得专利权的路布兰制碱法是人类历史上第一个大规模化学制碱法。

用此方法建成的碱厂曾遍布整个欧洲。

索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)

索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)

联合制碱法与氨碱法比较,其最大的优点是使 食盐的利用率提高到96%以上,应用同量的食 盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用 了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时,生 产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨 厂的废气二氧化碳,转变为碱厂的主要原料来 制取纯碱,这样就节省了碱厂里用于制取二氧 化碳的庞大的石灰窑;将碱厂的无用的成分氯 离子(Cl-)来代替价格较高的硫酸固定氨厂 里的氨,制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有 多大用处,又难于处理的氯化钙,减少了对环 境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本, 充分体现了大规模联合生产的优越性。
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二、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
1922)于1892年发明的纯碱制法。他以 食盐(氯化钠)、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
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。其工业生产的简单流程如 图所示。

侯氏制碱法

侯氏制碱法

侯氏制碱法一、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。

他要制纯碱(Na2CO3),就利用NaHCO3在溶液中溶液中溶解度较小,所以先制得NaHCO3。

再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,所以就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,这其中NaHCO3溶解度最小,所以析出,其余产品处理后可作肥料或循环使用。

二、特点针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低,制碱成本高,废液、废渣污染环境和难以处理等不足,侯德榜先生经过上千次试验,在1943年研究成功了联合制碱法。

这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起,联合生产。

由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。

母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来,作为化工产品或化肥。

食盐溶液又可以循环使用。

为了实现这一设计,在1941——1943年抗日战争的艰苦环境中,在侯德榜的严格指导下,经过了500多次循环试验,分析了2000多个样品后,才把具体工艺流程定下来,这个新工艺使食盐利用率从70%一下子提高到96%,也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵,解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。

这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度,赢得了国际化工界的极高评价。

1943年,中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。

所谓“联合制碱法”中的“联合”,指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起,利用了生产氨时的副产品CO2,革除了用石灰石分解来生产,简化了生产设备。

此外,联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙,而用可作化肥的氯化铵来回收,提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本。

联合制碱法很快为世界所采用。

侯氏制碱法+勒布朗制碱法+索尔维制碱法

侯氏制碱法+勒布朗制碱法+索尔维制碱法
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。
索尔维法的优点: 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。
缺点:1、 NaCl利用率低
2、生成用途不大的CaCl2
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:
N2的制取:空气液化
X
合成氨厂
NH3
沉淀池
循环II
煅烧炉
Na2CO3
循环I
NH3
母液
(提取副产品)
(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I
(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 过滤

(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
稀硝酸和硝酸银溶液

(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
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
1、 NaCl利用率低 缺点: 2、生成用途不大的CaCl2
课堂练习1: (05上海)我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺, 生产流程可简要表示如下
食盐水
CO2
X
NH3
合成氨厂
沉淀池
循环II
煅烧炉

氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法

氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法

氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法2008-10-13 15:17索尔维制碱法与侯氏制碱法(也叫做氨碱法与联碱法)郭永斌发表于 2006-8-10 19:15:28无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。

它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料,还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。

它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。

一、氨碱法(又称索尔维法)它是比利时工程师苏尔维(1838~1922)于1892年发明的纯碱制法。

他以食盐(氯化钠)、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。

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——食盐成分里的钠离子(Na+)和石灰石成分里的碳酸根离子(CO32-)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(Cl-)和石灰石的另一成分钙离子(Ca2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl2),因此如何处理氯化钙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%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。

二、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。

九年级化学下册《联合制碱法侯氏制碱法》教案、教学设计

九年级化学下册《联合制碱法侯氏制碱法》教案、教学设计
4.实践活动:在家中或学校实验室进行一次联合制碱法或侯氏制碱法的实验操作,记录实验过程、现象和结果,分析实验中的问题,并撰写实验报告。
5.拓展阅读:阅读有关制碱工业的科普文章或资料,了解制碱技术在国内外的发展动态,拓展知识视野。
作业要求:
1.完成作业时,要求书写规范、字迹清晰,注重逻辑性和条理性。
2.小组研究性学习成果需体现团队合作精神,每个小组成员都要积极参与,分工明确,共同完成任务。
2.教学内容:简要介绍碱的广泛应用,如玻璃、洗涤剂、化工原料等,进而介绍制碱工业的发展历程,以及我国在制碱技术方面的突破。
3.教学方法:采用问题驱动的教学方法,激发学生的好奇心和求知欲,为后续教学内容的展开做好铺垫。
(二)讲授新知
1.教学活动设计:采用讲授法,结合多媒体课件,详细讲解联合制碱法和侯氏制碱法的原理、优缺点及化学反应过程。
(1)联合制碱法和侯氏制碱法的优缺点分别是什么?
(2)为什么说侯氏制碱法在我国具有很高的应用价值?
(3)从环保和资源利用的角度来看,你认为哪种制碱法更具优势?
2.教学内容:通过讨论,让学生深入了解两种制碱法的优缺点,提高他们的分析能力和批判性思维。
3.教学方法:采用合作学习法,鼓励学生积极参与讨论,相互交流,共同解决问题。
4.随着年龄的增长,学生的社会责任感和环保意识逐渐增强,教师可借此契机,将化学知识与环保理念相结合,提升他们的情感态度与价值观。
5.学生在团队合作方面已有一定经验,但还需进一步培养他们在实验探究中的协作能力和沟通技巧。
三、教学重难点和教学设想
(一)教学重点
1.联合制碱法和侯氏制碱法的基本原理及其化学反应过程。
2.小组研究性学习:以小组为单位,选择以下题目进行深入研究,形成研究报告。

侯氏制碱法

侯氏制碱法

侯氏制碱法
(联合制碱法)
(1) 34223HCO NH CO O H NH ===++ (首先通入氨气,然后再通入二氧化碳)
(2)↓+===+3434NaHCO Cl NH NaCl HCO NH (3NaHCO 溶解度最小,所以析出。


(3)O H CO CO Na NaHCO 223232+↑+加热 (3NaHCO 热稳定性很差,受热容易分解) 即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加热=N a2CO3+H2O+CO2↑
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。

第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度很小。

根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。

此法优点: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。

侯氏 制碱法

侯氏 制碱法

侯氏制碱法(又称联合制碱法)是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。

该方法是以氯化钠、氨和二氧化碳为原料,制取纯碱和氯化铵两种产品。

其化学反应原理是:NH3+H2O+CO2=NH4HCO3;NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓;2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑。

联合制碱法与氨碱法比较,其最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上,应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。

另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子,同时生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。

将氨厂的废气二氧化碳转变为碱厂的主要原料来制取纯碱,这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑;将碱厂的无用的成分氯离子(Cl-)来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨,制取氮肥氯化铵。

从而不再生成没有多大用处,又难于处理的氯化钙,减少了对环境的污染,并且大大降低了纯碱和氮肥的成本,充分体现了大规模联合生产的优越性。

侯氏联合制碱法

侯氏联合制碱法

侯氏联合制碱法在工业上纯碱用途极为广泛。

而在古代,人们虽曾先后学会了从草木灰提取碳酸钾和从盐碱地及盐湖等天然资源获得碳酸钠,但这远远不能满足工业生产的需要。

1791年和1862年,分别由法国医生路布兰和比利时人索尔维先后开创了以食盐为原料制取碳酸钠的“路布兰制碱法”和以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称氨碱法)。

“索尔维法”以其能连续生产、食盐利用率高(70%左右)、产品质量纯净且成本低廉等优点,逐渐取代了“路布兰法”,致使纯碱价格大大下降。

英、法、德、美等国相继建立大规模生产纯碱的工厂,并发起组织索尔维公会,对会员国以外的国家实行技术封锁。

第一次世界大战期间,欧亚交通梗塞,我国所需纯碱由于均从英国进口,一时间纯碱非常短缺,一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。

1917年,爱国实业家范旭东在天津塘沽创办永利碱业公司,决心打破洋人的垄断,生产出中国造的纯碱。

并于1920年聘请当时正在美国留学的侯德榜出任总工程师。

为了发展我国的民族工业,侯德榜先生于1921年毅然回国就任。

他全身心地扑在制碱工艺和设备的改进上,最后终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。

1924年8月,塘沽碱厂正式投产。

1926年,中国生产的红三角牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。

产品不但畅销国内,而且远销日本和东南亚。

最为难能可贵的是,在范旭东先生赞同下,侯德榜先生毅然将他摸索出的制碱方法写成专著,公诸于世。

该书1933年由美国化学会出版,轰动了科学界,被誉为首创的制碱名著,为祖国争得了荣誉。

接着侯德榜先生为进一步提高食盐的利用率、改进索尔维制碱法在生产中生成大量CaCl2废弃物这一不足,继续进行工艺探索。

1940年完成了新的工艺路线,其要点是在索尔维制碱法的滤液中加入食盐固体,并在30 ℃~40 ℃下往滤液中通入氨气和二氧化碳气,使它达到饱和,然后冷却到10℃以下,结晶出氯化铵(一种化肥),其母液又可重新作为索尔维制碱法的制碱原料。

侯氏联合制碱法

侯氏联合制碱法

侯氏联合制碱法在工业上纯碱用途极为广泛。

而在古代,人们虽曾先后学会了从草木灰提取碳酸钾和从盐碱地及盐湖等天然资源获得碳酸钠,但这远远不能满足工业生产的需要。

1791年和1862年,分别由法国医生路布兰和比利时人索尔维先后开创了以食盐为原料制取碳酸钠的“路布兰制碱法”和以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称氨碱法)。

“索尔维法”以其能连续生产、食盐利用率高(70%左右)、产品质量纯净且成本低廉等优点,逐渐取代了“路布兰法”,致使纯碱价格大大下降。

英、法、德、美等国相继建立大规模生产纯碱的工厂,并发起组织索尔维公会,对会员国以外的国家实行技术封锁。

第一次世界大战期间,欧亚交通梗塞,我国所需纯碱由于均从英国进口,一时间纯碱非常短缺,一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。

1917年,爱国实业家范旭东在天津塘沽创办永利碱业公司,决心打破洋人的垄断,生产出中国造的纯碱。

并于1920年聘请当时正在美国留学的侯德榜出任总工程师。

为了发展我国的民族工业,侯德榜先生于1921年毅然回国就任。

他全身心地扑在制碱工艺和设备的改进上,最后终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。

1924年8月,塘沽碱厂正式投产。

1926年,中国生产的红三角牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。

产品不但畅销国内,而且远销日本和东南亚。

最为难能可贵的是,在范旭东先生赞同下,侯德榜先生毅然将他摸索出的制碱方法写成专著,公诸于世。

该书1933年由美国化学会出版,轰动了科学界,被誉为首创的制碱名著,为祖国争得了荣誉。

接着侯德榜先生为进一步提高食盐的利用率、改进索尔维制碱法在生产中生成大量CaCl2废弃物这一不足,继续进行工艺探索。

1940年完成了新的工艺路线,其要点是在索尔维制碱法的滤液中加入食盐固体,并在30 ℃~40 ℃下往滤液中通入氨气和二氧化碳气,使它达到饱和,然后冷却到10 ℃以下,结晶出氯化铵(一种化肥),其母液又可重新作为索尔维制碱法的制碱原料。

联合制碱法

联合制碱法

氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。

第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。

根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在278K ~283K(5 ℃~10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。

化学原理侯氏制碱法又名联合制碱法(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ (3)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ 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。

注:纯碱就是碳酸钠国外研究情况(1862年至一战前)碳酸钠用途非常广泛。

虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠,但仍不能满足工业生产的需要。

1862年,比利时人索尔维(Ernest Solvay 1838—1922)发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称氨碱法)。

此后,英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂,并组织了索尔维公会,对会员以外的国家实行技术封锁。

第一次世界大战期间,欧亚交通梗塞。

由于我国所需纯碱都是从英国进口的,一时间,纯碱非常缺乏,一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。

1917年,爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断,生产出中国的纯碱。

他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。

侯氏制碱法的产生和发展1920年,侯德榜先生毅然回国任职。

他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上,终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。

侯氏制碱法

侯氏制碱法

侯氏制碱法侯氏制碱法氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。

第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀,碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。

根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大,而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~ 283K(5 ℃~ 10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。

基本介绍化学原理发展历史国外研究情况(1862年至一战前)侯氏制碱法的产生和发展侯氏制碱法的发明特点和原理发明特点发明原理基本介绍化学原理发展历史国外研究情况(1862年至一战前)侯氏制碱法的产生和发展侯氏制碱法的发明特点和原理发明特点发明原理展开编辑本段基本介绍化学原理侯氏制碱法又名联合制碱法(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(3)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓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。

注:纯碱就是碳酸钠氨制法1.合成氨的工艺流程(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。

对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。

(2)净化对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。

①一氧化碳变换过程在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。

联合制碱法是谁发明的

联合制碱法是谁发明的

发明联合制碱法的是侯德榜。

我国著名化学家侯德榜在1938年即对联碱开展了研究,1942年提出了完整的工业方法。

1961年在大连建成了我国第一座联碱车间,后来经过完善和发展,现在已经成为制碱工业的主要技术支柱和方法。

联碱法与氨碱法比较有较多优点。

联合法制碱是以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料, 制取纯碱过程。

纯碱是基本化工原料, 用量大, 在国民经济中占重要地位。

侯氏制碱法的意义:
侯氏联合制碱法为世界制碱技术谱写了新的篇章,在世界反响很大。

1943年10月22日,英国化工学会授予侯德榜名誉会员称号。

这是英国化工学会自1881年成立以来,获得名誉称号的第十二位有重大贡献的化学家,也是惟一的中国化学家。

这是中华民族的荣誉,是中国化工史最光辉的一页,永利制碱公司在化工界有许多成就,中国化工界跻身世界,侯德榜功不可没。

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侯氏联合制碱法
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵,这是第一步。

第二步是:碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀。

根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大,而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理,在 278K ~283K(5 ℃~10 ℃ ) 时,向母液中加入食盐细粉,而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。

化学原理
总反应方程式:
NaCl + CO2?+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件) (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(用无色酚酞溶液检验),能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。


2NaHCO3(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(氮肥不可与碱性物质混用,但可用草木灰检验其纯度)[2]??;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。

两个循环:
一:2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件)
二:向母液中加入食盐细粉,从而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。

第二个循环的具体操作:
①通入氨气,冷却后,加入NaCl,使得NH4Cl沉淀。

过滤后,得到较纯净的NH4Cl晶体(产物),滤液为饱和食盐水(含有氨气分子),经处理后方可回到第一步循环利用;
②不通氨气,冷却后,加入NaCl,使得NH4Cl沉淀。

过滤后,得到NH4Cl晶体(产物),滤液为饱和食盐水,可直接回到第一步循环利用。

原理:低温时,氯化铵的溶解度低于氯化钠的溶解度,而由于之前加入氯化钠(氨气)使得氯离子(铵根离子)浓度提高,所以再根据勒夏特列原理,氯化铵将最先析出。

不足之处
侯氏联合制碱法也存在不足。

较氨碱法而言,它的用氨量较大,在有些情况下不适用
黑火药
黑火药着火时,发生如下化学反应:
2KNO3+ S + 3C ==== K2S + N2↑+ 3CO2↑
硝酸钾分解放出的氧气,使木炭和硫磺剧烈燃烧,瞬间产生大量的热和氮气、二氧化碳等气体。

由于体积急剧膨胀,压力猛烈增大,于是发生了爆炸。

据测,大约每4克黑火药着火燃烧时,可以产生280升气体,体积可膨胀近万倍。

在有限的空间里,气体受热迅速膨胀引起爆炸。

在爆炸时,固体生成物的微粒分散在气体里,所以产生大量的烟。

由于爆炸时有K2S固体产生,往往有很多浓烟冒出,因此得名黑火药。

黑火药属民用爆炸物品,爆燃瞬间温度可达1000℃以上,破坏力极强。

黑火药敏感性强,易燃烧,火星即可点燃。

黑火药的燃烧的产物大部分是二氧化碳和水,还有氮氧化物,还有少量CO、K2CO3、K2SO4和K2S2等,生成物中有许多固体物质残渣。

影响淀粉与碘作用的几种因素
1、温度的影响:随着温度的升高,淀粉溶液与碘显色的灵敏度降低,且当温度高于45℃时此显色反应现象几乎看不到,这是因为直链淀粉与碘显色的实质是直链淀粉的螺旋状圆柱刚好能容纳碘分子的钻入,并受范德华引力吸引而形成络合物,加热时络合物离解,碘分子从络合物中脱下,所以蓝色褪去,而冷却后,脱下来的碘分子又逐渐与淀粉结合而再显蓝色。

2、酸度的影响:在不同的pH值溶液中显色情况是不同的,淀粉与碘的蓝色反应在pH=3~5的弱酸性溶液中进行最灵敏,在pH<8的弱
碱性溶液中次之,在强酸性溶液中,反应呈现蓝紫色,在pH>9的碱性溶液中不显色。

发生上述不同显色反应的原因是:淀粉在强酸中会水解,产生糊精等,糊精和碘分子作用呈现红色,因而生成物呈现蓝紫色;在强碱性溶液中,碱将歧化成次碘酸盐和碘化物,基本无单质碘的存在,因而不显色;在弱酸性溶液中,碘基本不参与歧化反应,所以单质碘数量多,有利于与淀粉结合,故显色反应比较明显。

3、淀粉新鲜程度的影响:淀粉溶液越新鲜,显色反应越明显。

配好的淀粉溶液放置的时间不同,与碘分子作用时显示的颜色也有所不同。

淀粉溶液存放时间越长,呈现的紫色越明显。

这是因为淀粉水溶液会缓慢地水解,其产物为糊精等,糊精与碘作用显红色,因而久置的淀粉溶液会降低反应的灵敏度,而且反应呈蓝紫色,甚至紫红色。

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