纯碱的调研报告

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纯碱

（北方民族大学）

第一章绪论

1.1 概述

纯碱又称苏打，白色细粒结晶粉末，分子式Na2CO3,密度2533kg/m3,熔点851℃，热容1.04kJ/kg。纯碱广泛应用玻璃、制皂、纺织、造纸、石油化工、化肥、冶金、医药等工业。

纯碱被业内人士称为工业之母，一个国家的纯碱生产和消费水平，实际上也反映了该国的工业水平。随着近两年国内外化工行业、冶金行业、电子工业、建材行业、装饰行业等快速发展，对纯碱需求十分旺盛，使得纯碱产销量呈现连续、稳定的增长，行业开工率保持在90%以上，预计未来几年中国纯碱将会继续保持较快增长。

1.2 纯碱工业发展史

纯碱工业始于18世纪末，随着工业的需要和制碱原料的改变，纯碱(Na2CO3）生产技术得到迅速发展，生产装置趋向大型化、机械化、自动化。1983年世界纯碱产量约30Mt。在纯碱工业史上，法国人N.吕布兰，比利时人E.索尔维，中国人侯德榜等，都作出了突出的贡献。

吕布兰法的盛衰18世纪中叶，英、法爆发了七年战争(1756～1763)，当时依赖于西班牙植物碱的来源断绝。1775年法国科学院悬赏巨金，征求可供实用的制碱方法。吕布兰提出以普通食盐为原料，用硫酸处理得芒硝（见硫酸钠）及盐酸，芒硝再与石灰石、煤粉配合入炉煅烧生成纯碱的方法（见吕布兰法）。1783年，法国科

学院同意授予吕布兰奖金，但终未颁发。1791年，吕布兰获得专利权，同年由奥尔良公爵筹集巨款，在巴黎附近的圣但尼建立第一个吕布兰法碱厂。1823年英国取消盐税，引进吕布兰法，在利物浦建成纯碱工厂投入生产。从此，英国制碱工业突飞猛进，远远领先于法国。

1825～1880年间是吕布兰法制碱的极盛时期。它带动了硫酸、盐酸、漂白粉、芒硝以及硫磺等一系列化工产品的生产;对于化工装置，如气体洗涤器、旋转炉、机械烤炉、开口式特兰锅和香克式浸溶装置等的出现，也起了很大的促进作用。吕布兰法是化学工业兴起的重要里程碑。但其产品纯度低，生产成本高，劳动效率低，生产过程均固相操作，难以连续作业，加之回收的盐酸腐蚀性强，必须外销或另作处理。这些缺点促使探索新的制碱方法。

索尔维法的崛起和演变1861年，E.索尔维在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作时，在用盐水吸收氨和二氧化碳的试验中得到碳酸氢钠。同年，他获得了用食盐、氨和二氧化碳制取碳酸钠的工业生产方法的专利。此生产方法被称为索尔维法，又称氨碱法。1863年，E.索尔维与兄弟A.索尔维筹集资金，组建至今依然存在的索尔维公司，并在比利时库耶建立纯碱厂，1865年1月投产，1872年产量达到日产10t。1873年索尔维公司所产纯碱在维也纳国际博览会上获得了质量纯净荣誉奖，从此索尔维法为世人所公认。1872年在法国南锡附近的栋巴勒另建一厂，现在年生产规模已达600kt。1874年英国在诺斯威奇附近的威灵顿、1881年美国在纽约州的锡拉丘兹、1883年俄国卢比莫夫索尔维公司在别列兹尼基相继建立碱厂。中国实业家范旭东于1917年筹办永利制碱公司，1920年在天津塘沽兴建永利碱厂，1924

年8月开工生产，1926年8月红三角牌纯碱获得万国博览会(美国费

城)金质奖章。索尔维法生产纯碱所用原料易得，成本低廉，产品纯净，而且是以液相和气相作业过程为主，适于大规模连续生产，因而使当时每吨纯碱价格由13英镑降到4英镑多，并逐步取代了吕布兰法。但索尔维法仍有不少缺点，如盐利用率低（以钠计最多为75％）；每产1t碱，排放9～10m3废渣、废液，淤塞港湾，污染环境。因此，索尔维法不断演变，在德国、中国和日本出现了多种改进的方法：

侯氏制碱法1937年日本进一步入侵中国。位于塘沽的永利碱厂被迫迁至四川五通桥。当时盐价昂贵，牛华溪一带地下黄卤浓度过淡，不符合索尔维法要求，加之在该地区排放废液亦有困难，必须予以改进。该厂在侯德榜博士主持下，从事改进索尔维法的研究。几年后，获得成功。1941年 3月15日永利公司总经理范旭东集会宣布，决定将新法命名为侯氏碱法。1943年12日侯氏制碱法在中国化学学会第十一届年会上公布，现称联合制碱法。

侯氏制碱法的突出特点，在于使工艺过程连续化，从而规模得到扩大；其次，此法不从固体碳酸氢铵开始，而是用盐卤先吸氨后碳酸化进行连续生产。由于该法不需中间盐作辅助剂，成本可以降低。1952年，中国在大连化工厂建立了日产10t的联合制碱中试车间，1957年加以改进，通过实验确定了一次加盐、二次吸氨、一次碳化的工艺流程，并对设备选型、操作指标加以肯定。1964年，大型联合制碱装置在大连化学工业公司建成投产。

中国纯碱工业的发展1949年，仅在天津塘沽、大连有两家纯碱厂，总产量为88kt。50年代，纯碱工业有了很大发展，除对原有厂进行扩建、改造外，从1958年起，先后兴建了四川自贡、山东

青岛、湖北应城三个中型纯碱厂和一批小型纯碱厂。1985年生产纯碱2Mt（不包括台湾省），产量仅次于美、苏两国。生产方法主要是索尔维法和侯氏制碱法，1984年以侯氏制碱法生产的纯碱占总量的

44.6％，农用氯化铵产量居世界第一。但现在纯碱产量仍然不能满足国民经济发展需要，为使纯碱的供应能满足需要，已确定了建设新厂的计划并与小型氨厂结合改建一些新的小型联合制碱法工厂。

1.3 世界纯碱生产发展动态

近年来全球纯碱工业发展出现了新的变化, 主要表现为以下特点: 天然碱发展速度继续加快, 占市场份额不断增大; 地区发展不平衡; 纯碱由80 年代旺销转为90 年代供求基本平衡。1996 年全球纯碱生产能力已超过4 000 万t / a, 消费量约3 800 万t。今后一段时间内, 全球纯碱市场将呈现供略大于求的饱和状态, 纯碱价格呈稳中有升的态

势, 但变化幅度较小。

1 美国

美国是全球纯碱产量最大的国家。自1953 年美国建立第一家27 万t / a 的天然碱加工厂以来, 由于不断改进采矿技术和加工工艺, 使天然碱的成本比合成碱低一半左右。美国索尔维法合成碱厂终因排污费多, 生产成本高, 经营亏损, 到1986 年10 个合成碱厂全部关闭。至此, 美国全部转向天然碱生产。近年来, 美国的天然碱工业发展较快, 天然碱厂家不断增多, 生产能力不断扩大。目前, 美国天然碱生产能力已达1 300 万t / a, 实际产量在1 100万t 以上, 国内年消耗量在650 万～700 万t , 年出口量为350 万～400 万t。由于