工业制纯碱ppt课件

Na2CO3，需要哪些原料？
Na2CO3 ①
Na+ CO32-
NaCl CaCO3
②
③
NaHCO3
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一、索尔维制碱法 （氨碱法）
NH3 CO2
饱和食盐水
过滤
母液 （NH4Cl、NaCl、NaHCO3）
NaHCO3
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思考2：
为什么饱和食盐水中通入氨气和 CO2能有碳酸氢钠沉淀产生？
（1）体系有几种物质？ NaCl+H2O+NH3+CO2
6.39
2009
46.32
48.17
5.51
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氨碱法
联碱法
发明者
索尔维（比利时）
侯德榜（中国）
生产原料 氯化钠、石灰石、氨气
氯化钠、氨气、二氧化碳
生产 原理
（1）NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3； NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl
（2）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
关注每个环节：原料、产品、生产过程、经济效益和社会效益
（1）优点： 1.原料（食盐和石灰石）价廉易得；
2.产品纯碱的纯度高、质量好； 3.步骤较简单，适合大规模生产； 4. 循环使用氨气和二氧化碳、成本较低 （2）缺点： 1.原料食盐的利用率低，仅为72%~74%；
2.产生大量氯化钙、氯化钠的废液，生成的氯化钙基本无用
2.缺点： 由于工艺所限（剩余饱和食盐水循环使用），产品
的盐分等杂质含量要高于氨碱法 ；
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表3 近几年三种纯碱生产工艺产能比例变化趋势（%）
年份 氨碱 联碱 天然碱
2005
51.64
42.62
5.78
2006
53.1
40.52
6.36
2007
50.64
42.21
7.15
2008
48.42
45.19
NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl （2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：
2NaHCO3
Na2CO3+ CO2↑+ H2O
（3）原料CO2、NH3的生产与循环：
CaCO3
CaO + CO2C↑aO + H2O → Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2 + 2NH3↑+ H2O
CaCO3 CaO+CO2↑
CaO + H2O → Ca(OH)2
NH3、CO2 均来自合成氨厂
2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 +2NH3↑+ H2O
生产工艺
盐水制备→ 氨盐水制备及碳酸化→ 重碱分离与煅烧→ 氨的回收
一次碳化→两次吸氨→ 一次加盐→ 低温盐析
循环物质 产品 NaCl利用率
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讨论：
1.针对上节课分析的两个缺点问题，关键是原料的利用 率问题。追根求源，原料的利用率低出现在工艺的哪个 环节？能否进行改进？
？
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2.石灰石的作用是什么？
提供原料气CO2和NH3
3.能否不用石灰石CaCO3？
寻找CO2和NH3的新途径 → 合成氨厂
二、侯氏制碱法（联碱法）
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思考： 如何把NaCl、NH4Cl混合液进行分离？
11.1 12.7 14.5
55.3 — 16.4
77.3 — —
① >35℃时NH4HCO3会有分解
思考：通过以上溶解度表，你得到什么结论？
同温下NaHCO3是四种物质中溶解度最小的 。
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1.生产原料：
氯化钠、石灰石、氨气
2．生产原理：
（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：
NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3；
NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl
（2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：
2NaHCO3
Na2CO3+ CO2↑+ H2O
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3.生产工艺：
NH3
CO2
合成氨工厂
①通NH3 ②加NaCl细粒 ③冷却
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思考讨论： ：
根据工艺流程图，请说说联碱法有什么优缺点?
1.优点：
（1）联合合成氨厂，原料易得，节约成本； （2）母液循环使用，大大提高了食盐的利用率（>96%），避免产 生大量含CaCl2的废液，对环境污染少，符合“绿色化学”的思想； （3）操作过程、工厂设备简单，投资少、成本低。
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思考讨论：为确保反应的顺利进行，生产上要 注意哪些问题？
1.物质的量的问题 2.加料顺序的问题
NaCl要饱和，提高Na+的浓度 CO2要过量 先通NH3，加压后通CO2
3.原料循环的问题 2NaCl+ CaCO3 → Na2CO3+ CaCl2
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3.生产工艺：
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思考讨论： ：
根据工艺流程图，请说说氨碱法有什么优缺点?
（2）哪些物质相互间会反应？ H2O+NH3+CO2 （3）NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些离子？
可能会形成哪些物质？ Na+，Clˉ，NH4+，HCO3ˉ
NaCl，NH4Cl，NH4HCO3Baidu NhomakorabeaNaHCO3
（4）为什么NaHCO3会以沉淀的形式析出？
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四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表
CO2、NH3
Na2CO3
72%~74%
NaCl
Na2CO3 、NH4Cl
>96%
优点
原料价廉易得、产品质量好、成本较低 设备简单，投资少；食盐的利用 率高；耗能少、对环境污染少
缺点
原料利用率低、产生氯化钙多、耗能多
产品纯度相对氨碱法差
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索尔维(E.Ernest Solvay 18381922)，比利时工业化学家。1861年 他又用氨溶液、二氧化碳与食盐混合制 成碳酸钠（称为氨碱法）。1863年创办 一个正式的制碱工厂，实现了氨碱法的 工业化，使制碱生产实现了连续化，食 盐的利用率也提高了很多。产品由于质 量纯净,而被称为纯碱。
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl
35.7 35.8 36.0 36.6 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3
29.4 33.3 37.2 11.9 15.8 21.0 6.9 8.1 9.6
41.4 45.8 50.4
27.0 —① —
温度 物质
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
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1.生产原料：
氯化钠、氨气、二氧化碳
2．生产原理：
（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳： NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3；
纯碱的工业制法
纯碱的用途
纯碱是重要的化工原料之一,绝大部分用于工业， 一小部分为民用。主要应用于轻工、建材（每吨玻璃 消耗纯碱0.2吨） 、化工、冶金、印染、制革、石油、 国防、医药、洗涤等。少量食用级纯碱用于生产味精、 面食等，用量极大，被誉为“化工之母”。
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思考1：
从物质组成、构成的角度，要合成