补充：烧碱纯碱生产

• 我国最早的隔膜法氯碱工厂是1929年投产 的上海天原电化厂 • 1952年国内第一家水银法氯碱工厂——锦 西化工厂建成投产。 • 1974年我国首次采用金属阳极电解槽，在 上海天原化工厂投入工业化生产。 • 1986年我国甘肃盐锅峡化工厂引进第一套 离子膜烧碱装置投产以来，离子交换膜法 电解烧碱技术迅速发展。
离子膜电解槽
• 复极槽和单极槽之间的主要区别在于电 槽的电路连接方法不同。单极槽内部各 个单元槽是并联的，而各个电解槽之间 的电路是串联的。所以每台单极槽运转 的特点是低电压、大电流。
• 复极槽则相反，在槽内各个单元槽之间 是串联，而电解槽之间为并联。所以每 台复极槽运转的特点是低电流、高电压。
二次盐水精制
二次盐水精制流程
钙镁离子吸附
螯合树脂再生
在电槽阴极室加入与碱浓度相当的纯水 量控制产品浓度在32.0～32.5%指标范围内。 在直流电作用下进行电解，电槽阴极分离器 溢出规定浓度的氢氧化钠产品，冷却后用泵 送至用户。阴极分离器放出的氢气经处理后 送用户，同时阳极分离器流出的淡盐水经调 节PH至2左右，使氯酸盐和次氯酸盐分解， 析出氯气并入总管，淡盐水经脱氯合格后送 回化盐工序再使用；阳极分离器放出氯气经 洗涤、冷却、干燥后送用户。不合格氯气和 事故氯自动切入事故氯除害塔，用15.0%氢 氧化钠循环吸收制成10.0%次氯酸钠后综合 利用。
用碳酸化塔尾气
吸收1kgNH3放热4280kJ
联合法制碱
我国采用一次碳化，两次吸氨，一次加盐 的工艺流程。 由母液Ⅱ(MⅡ)开始，经吸氨、碳化、过滤、 锻烧即可制得纯碱，这一过程称为“Ⅰ过 程”。过滤重碱(NaHCO3) 后的母液Ⅰ(MⅠ) 经吸氨、冷析、盐析、分离即可得到氯化铵， 该过程称为“Ⅱ过程”。两个过程构成一个 循环。
• 1892年美国人卡斯勒(H. Y. castner)发明水银 法电解槽。 • 第二次世界大战后，随着氯碱产品从军用转 入民用，以及石油化工的迅速发展，氯的需 求量大幅增加，更加促进了氯碱工业的发展。 • 1969年美国首先使用装备金属阳极的隔膜电 解槽，为隔膜电解槽工艺技术的发展开辟了 新纪元。 • 1975年，世界上第一套离子交换膜法电解装 置在日本旭化成公司投入运转。
二、离子膜电解法烧碱生产
• 一次盐水精制 • 二次盐水精制 • 饱和食盐水离子膜电解
磺酸型阳离子交换膜的化学结构
由于磺酸基团具有亲水性能，因此膜在 溶液中能够溶胀，而使膜体结构变松， 形成许多微细弯曲的通道。这样活性基 团中的对离子(Na+)，就可以与水溶液中 的进行交换，使其透过离子膜。而活性 基团中的固定离子(SO3-)，则具有排斥 Cl-和OH-的能力，使它们不透过离子膜。
纯碱的生产
• 索尔维(Ernest Solvay)法——采用食盐、石 灰石、焦炭和氨为原料，生产过程包括盐水 制备、石灰石锻烧、氨盐水制备及其碳酸化、 重碱的分离及锻烧、氨回收等。 • 联合法——将合成氨与纯碱两大工业联合， 故称联合法。采用食盐、氨、二氧化碳为原 料，同时生产纯碱和氯化铵肥料。
索尔维法的总反应： 2NaCl + CaCO3 → Na2CO3 +CaCl2 通过下列主要化学反应来完成： (1) CaCO3 → CaO +CO2↑ (2) CaO +H2O →Ca(OH)2 (3) 2NaCl +2NH3 + 2H2O + 2CO2 → 2NaHCO3↓+2NH4Cl (4) 2NaHCO3 → Na2CO3 +CO2↑+H2O (5) 2NH4Cl +Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 +2H2O
间歇法锅式蒸煮固碱
固碱的制造
根据薄膜蒸发的原理，采用升、降膜蒸发器， 分别用蒸汽和熔融盐加热，将45％的液碱浓缩 为熔融碱，经冷却制得固碱。
升膜蒸发
由蒸发工序送来的合格的45％液碱至高位 槽，经计量后送入升膜蒸发器，用0.3~0.4MPa （表压）的蒸汽加热，碱液在升膜蒸发器中呈 膜状沿管壁上升，被浓缩至60％左右，温度约 110℃。 然后从蒸发器下部出口流入60％碱液缓冲 罐，再由液下泵将碱液送至碱液分配管后进入 降膜蒸发器。碱液在降膜蒸发器中被熔融盐加 热，浓缩成熔融烧碱流入成品分离器。 成品分离器中的熔融烧碱温度一般控制在 395~415℃，经液封装置自动流出，直接灌桶 包装或流入片碱机制成片碱。
熔融盐由7%NaNO3、40%NaNO2、 53%KNO3组成。开车前将这三种固使其成熔融状，然后用液下泵送 入加热炉加热至425℃左右，再送入降膜 蒸发器。与降膜蒸发器中的碱液进行热 交换后流入成品分离器夹套，最后回流 到熔融液贮槽循环使用。
补充 烧碱纯碱生产
• 烧碱，NaOH，氢氧化钠，苛性钠。 工业品：液体，固体。 • 纯碱，NaCO3，苏打，碱灰。 工业品：白色粉末。
第一节 烧碱生产
• 苛化法：用纯碱水溶液与石灰乳通过苛 化反应生成烧碱。 • 电解法：采用电解饱和食盐水溶液生成 烧碱，并副产氯气和氢气。
一、烧碱生产发展过程
早在19世纪初，人们已经研究烧碱生 产的工业化问题。 • 1884年开始在工业上采用石灰乳苛化纯 碱溶液生产烧碱。 • 1890年德国在哥里斯海姆(Griesheim)建 成世界上第一个工业规模的隔膜电解槽 装置投入生产。