联碱生产工艺

钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠 之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
• 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。
本厂联碱各工序网络图
NH3,CO2 NaHCO3
母液Ⅱ
一过程 二过程
母液Ⅰ
NH4CL
NaCL
图1-1联合制碱法示意图
联合制碱法工艺流程
NH3
合成
AⅡ 澄清
吸氨
MⅡ
与AⅠ换热
浓气
Ⅰ
过 压 缩 二氧化碳 碳 化
炉气
程
冷凝洗涤
Ⅱ 过 盐 析 NaCl 程晶
浆
半母Ⅱ
煅烧
纯碱
过滤 MⅠ
冷析 AⅠ
吸氨
外冷器
NH3
兑稠 分离
氯化铵
（3）2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O+ CO2↑
• 即：
•
①NaCl(饱和) + NH3+ H2O + CO2==== NH4Cl
+ NaHCO3↓
•
②2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ 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
• 索尔维法也存在一些缺点，如：食盐利用 率低（仅75%左右），蒸馏废液难以处理等 。
联合制碱法
• 20世纪初，德国人什赖布建议将氯化铵直接制成 成品，这样既可避免产生大量废液，又可提高食 盐利用率。1924年德国人格鲁德及吕普曼两位教 授研究出所谓“察安法”。即先做出碳酸氢铵结 晶体，再与饱和盐卤反应而得重碳酸钠，过滤后 ，所得母液冷却降温，再加食盐溶解置换析出氯 化铵结晶。
• 中国“侯氏碱法”与日本的A.C法实质均为联碱法 ，堪称提高食盐利用率，解决废液排放的成功方 法。
侯氏制碱法
（1）NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3 （2） NH4HCO3 + NaCl(饱和) == NH4Cl+
NaHCO3↓（平时这样的反应一般认为不进 行，但是由于在某个温度下，碳酸氢钠的 溶解度较低，会沉淀出来，所以这个反应 能够一定程度上进行）
碳酸钠
• 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。
化学性质
在空气中易风化 (1)其水溶液呈碱性，能与酸产生一定反应。 Na2CO3+ 2HCl ==== 2NaCl + H2O + CO2↑（酸过量） Na2CO3+ HCl ==== NaCl + NaHCO3（碳酸钠过量） (2) Na2CO3与碱反应。 Na2CO3 + Ca(OH)2==== CaCO3↓+ 2NaOH Na2CO3与NaOH不反应。 (3) Na2CO3与盐反应。 Na2CO3 + BaCl2==== 2NaCl + BaCO3↓ 【碳酸钡白色沉淀，不溶于水(难溶于水)，但可溶于酸】 3 Na2CO3 + Al2(SO4)3+ 3H2O==== 2Al(OH)3↓+ 3Na2SO4+ 3CO2↑ 【氢氧化铝白色沉淀，不溶于水，可溶于酸】 (4) Na2CO3 +H2O+CO2=2NaHCO3
用途
•
源自文库
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
氯化铵
• 物理性质 氯化铵化学式为，为无色等轴系晶体，密度
1.526 g/cm3（20℃），且极易溶于水和吸 潮结块。 • 化学性质 氯化铵在水溶液中呈弱酸性，由于有活性极 强的存在，对设备、管线(特别是普通钢材) 腐蚀严重；
• 但路布兰法存在产品纯度差，生成成本高 ，人工消耗大，难以连续作业等缺点，遂 有索尔维法问世，并取而代之。
索尔维法制碱
• 1861年比利时人索尔维，在煤气厂从事稀 氨水浓缩时，发现用盐水吸收氨和二氧化 碳可得到碳酸氢钠。当年该法获得专利， 即为索尔维法，后人又称之为氨碱法。并 取代了路布兰法，在欧洲乃至世界逐渐发 展起来并延续至今。
联合制碱生产工艺流程
重碱工艺（一过程）
氯化铵来MⅡ
AⅠ去氯化铵
1.工艺流程
该工序主要是利用氨母液
吸收 NH3 AⅡ
澄清桶
AⅠ NH3 吸收
Ⅱ在碳化塔中吸收二氧化碳， 制得碳酸氢钠结晶及适合二过 程要求的氨母液Ⅰ，达到氯化
AⅡ桶 AⅡ泵
滤 过废 气 真空泵
钠转化率高和母液当量低的要 求，右图为重碱工艺流程图。
主要化学反应为：
清洗塔
碳 化 尾 气
综
中和泵 尾 气回 收 合
主要分为氯化铵 （包括综合）和 重碱（包括煅烧 ）两大车间。
水 水CO2 水
重碱
AⅠ MⅡ
纯碱
氯化铵
联碱四个工序网络示意图
联合制碱法生产原理
本联碱生产采用的是“一次加盐 、两次吸氨、一次碳化”生产循 环过程，第一过程为纯碱生产过 程，第二过程为氯化铵生产过程 。如图1—1所示，由母液Ⅱ开始 ，在第一过程加入原料氨（NH3 ）和二氧化碳（CO2），得到碳 酸氢钠 （NaHCO3）和母液Ⅰ， 在第二过程加入原料盐（NaCL） ，得到氯化铵（NH4CL）和母液 Ⅱ，如此完成一个循环。
用途
• 氯化铵主要用于农业作氮素肥料，中国的 氯化铵产量居世界第一位；
• 工业氯化铵用于制造电池，金属焊接，电 镀，印染，医药等；
• 食用氯化铵一般与碳酸钠混合后使用，主 要用于面包、饼干等；
• 饲料添加剂用氯化铵，可提高产肉率；
纯碱工业的发展
路布兰法制纯碱
• 1791年路布兰获得专利权，之后由奥利安 公爵拨款20万利费，在巴黎附近建立碱厂 ，不久公开其制碱发。纯碱工业成为世界 上最早的化学工业，它是化学工业的开端 。