纯碱生产工艺摘要

纯碱生产工艺摘要

纯碱生产相关知识学习笔记

一、什么是纯碱

学名碳酸钠～分子NaCO～又名苏打～因为在化学上表23

-现出很多碱,OH,的特性～在工业上习惯被称为碱。纯碱易溶于水～易潮解～溶于水为放热反应。品种上分为重灰和轻灰两种～两种纯碱在物理性质上有所不同～顾名思义～表现在密度、粒度、形状等方面。

二、制取方法分类

化学制取纯碱有索尔维法,氨碱法,、联碱法两种～中国的侯氏制碱法和日本的AC法、NA法,新旭法,均属于联碱法～两种方法的根本不同在于氨碱原盐利用率低、蒸氨废液难以处理～联碱产品质量相对较低～工艺同时可生产氯化铵等。

另外～物理法还有天然碱法～美国地下有巨型天然碱矿。

三、我国近代纯碱规模化发展史。

20世纪初～范旭东在塘沽设永利纯碱厂～聘侯德榜～利用氨碱法生产纯碱～即天津碱厂前身。因纯度极高～产品被命名为“纯碱”～改名称因此一直被沿用。1937年抗战爆发～永利纯碱内迁四川～侯德榜鉴于盐价昂贵现状～历三年研发“侯氏制碱法”。上世纪80年代～国家在唐山、潍坊、连云港兴建三大纯碱

厂,“七五”重点项目,～一举扭转中国纯碱连续15年纯进口国历史～进入90年代～因国内总体产能持续扩大～供需结构发生根本性变化～中国变为纯碱净出口国。

1

四、纯碱用途

一个国家消耗纯碱的水平～基本代表了该国家化学工业水平及工业化进程。纯碱广泛应用于国民经济各个领域～可用于基本化工原料～还也用于基本工业原料。

主要用于化工、玻璃、冶金、造纸、纺织、印染、合成洗涤剂、肥皂、日用化工、日用玻璃、洗衣粉、石油化工等工业。

五、纯碱(氨碱法)生产工艺

原料主要是原盐、石灰石、焦炭或白煤、氨。

总方程式:CaCO+ 2NaCl = NaCO + CaCl 3 232

主要有八个生产环节～一是盐水制备和精制。二是石灰石煅烧及灰乳制备。三是精盐水吸氨。四是氨盐水碳酸化。五是重碱过滤。六是重碱煅烧。七是重碱生产。八是回收氨。

1.盐水制备和精制

任务:按照工艺要求～按规定浓度溶解原盐～制取溶液。去除原盐中存在的钙镁离子及杂质。

目的:减轻生产过程中的管道及设备结疤堵塞现象～降低物料消耗。

方法:碳酸铵法、石灰芒硝法、石灰碳酸铵法、石灰纯碱法～一般主要采用后两种。

2+2+原理方程式:Mg+Ca(OH)=Mg(OH)?+ Ca 22

2+2- Ca+CO3=CaCO? 3

注:为表述简单醒目～以下方程式均未配平。

主要设备:澄清桶、洗泥桶、化盐桶及钙镁反应器等。

2.石灰石煅烧及灰乳制备

2

任务:制备二氧化碳气体及石灰乳。

目的:灰乳用来沉淀盐水中的镁离子～二氧化碳气体用来供碳化工序使用。

方法:利用石灰窑高温灼烧石灰石～利用化灰机进行反应制取灰乳。这道工序里股份公司使用了我们所熟知的焦炭改白煤及富氧燃烧两个项目～尤其是白煤项目～对股份公司过去2010年的利润形成起到了巨大的支撑作用。

原理方程式:CaCO,煅烧～物理作用, ?CaO+CO32

C+O?CO 22

CaO+HO?Ca(OH),灰乳～化学反应, 22

主要设备:石灰窑及化灰机等。

3.精盐水吸氨

任务:用已经制备完成的精盐水吸收氨制备氨盐水。

目的:满足碳化工序需求。

方法:利用淡氨盐水吸收由蒸馏工序送来的氨气及氨库来的液氨。

原理方程式:CO+HO?HCO 2223

NH+HO?NHOH 324

NHOH+HCO?(NH)CO+HO 4234232

主要设备:吸收塔～分泡罩外冷式及多功能内冷式。股份公司使用泡罩内冷式吸收塔。

4.氨盐水碳酸化

任务:将氨盐水与CO气在碳化塔内进行反应～生成2

NaHCO结晶悬浮液。 3

3

原理方程式:2NH+CO?NHCOONH 3224

NHCOONH+HO?NHHCO+NH 242433

NaCl+NHHCO?NaHCO+NHCl 4334

主要设备:碳化塔

5.重碱过滤

任务:从碳化塔取出的悬浮液进行液固分离～分离出重碱结晶及母液～抽干和洗去滤饼中的母液～使产品NaCl含量符合标准。

主要设备:真空过滤机。

6.重碱煅烧

任务:将滤过分离出来的重碱加热分解以制得纯碱及CO2气体～产品为轻灰。

原理方程式:2NaHCO?NaCO，HO，CO? 32322

主要设备:内热式回转蒸汽煅烧炉～以蒸汽为热源。

7.重碱生产

任务:利用轻灰生产重质纯碱。

方法:主要有挤压法、固相水合法、液相水合法和水溶法等。

原理方程式:股份公司采用液相水合法

NaCO+HO?NaCO.HO 232232

NaCO.HO?NaCO+HO 232232

主要设备:重灰煅烧炉～液相结晶器及水合机、挤压机等。

8.回收氨

4

任务:利用蒸馏过程及设备回收母液及其它含氨杂水中所含以各种形式存在的氨及CO。 2

目的:实现氨循环。

原理方程式:NHHCO?NH+CO+HO 43322

(NH)CO?2NH+CO+HO 423322

2NHCl+Ca(OH)?2NH+CaCl+HO 42322

,NH,SO+Ca(OH)?2NH+CaSO+2HO 4242342

(NH)2CO+Ca(OH)?CaCO+2NH+2HO 432332 主要设备:蒸馏塔。

5