氯碱工业简述

氯碱工业简述
氯碱工业简述

氯碱生产简介

化工二班张晨200900112073

【摘要】我国是世界氯碱生产大国,氯碱工业是以盐和电为原料生产烧碱、氯气、氢气的基础原材料工业,氯碱产品种类多,关联度大,其下游产品达到上千个品种,具有较高的经济延伸价值,它广泛应用于农业、石油化工、轻工、纺织、建材、电力、冶金、国防军工、食品加工等国民经济各命脉部门,在我国经济发展中具有举足轻重的地位。据有关部门测算1万吨氯碱产品所带动的一次性经济产值在10亿元人民币以上。我国一直将主要氯碱产品产量及经济指标作为我国国民经济统计和考核的重要指标。因为知识有限,本文针对氯碱工业的原理方法,发展历史,生产现状作简要介绍。

【关键字】氯碱工业电解方法发展现状研究方向

一、生产原理

氯碱工业利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱(氢氧化钠)和氯气并副产氢气的生产过程。过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序,其中主要工序是电解,其中电解主要采用电解饱和食盐水反应原理。

1.电解过程的反应:(1)电解过程的主反应食盐水溶液中主要有四种离子,即Na+、C1一、OH一和H+。当直流电通过食盐水溶液时,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动。当阴离子到达阳极时,在阳极放电,失去电子变成不带电的原子;同理,阳离子到达阴极时,在阴极放电,获得电子也变成不带电的原子。离子在电极上放电的难易不同,易放电的离子先放电,难放电的离子不放电。

在阴极上,H+比Na+容易放电,所以,阴极上是H

2

放电,电极反应为:

2H+一2e-→H2

在在阳极上,C1-比OH-易放电,所以,阳极上是Cl

2

放电,其放电反应为

2C1-一2e-→C1

2

不放电的Na+和OH一则生成了NaOH。

电解食盐水溶液的总反应式为2NaCl+2H

2O →2NaOH+CI

2

十H

2

(2)电解过程的副反应随着电解反应的进行,在电极上还有一些副反应发生。在阳极上产生的C1

2

部分溶解在水中,与水作用生成次氯酸和盐酸:

Cl

2

+H20→HCl+HClO

电解槽中虽然放置了隔膜,但由于渗透扩散作用仍有少部分NaOH从阴极室进入阳极室,在阳极室与次氯酸反应生成次氯酸钠。

NaOH—HClO————+NaClO—LHzO

次氯酸钠又离解为Na+和C10一,C10一也可以在阳极上放电,生成氯酸、盐酸和氧气。

12C1O- + 6H20—12e-→ 4HCl03+8HCl+302

生成的HCl03与NaOH作用,生成氯酸钠和氯化钠等。

此外,阳极附近的OH一浓度升高后也导致OH一在阳极放电,-发生以下副反应:

40H--4e→ 0

2十2H

2

副反应生成的次氯酸盐、氯酸盐和氧气等,不仅消耗产品,而且浪费电能。必须采取各种措施减少副反应,保证获得高纯度产品,降低单位产品的能耗。

2.理论分解电压

某电解质进行电解,必须使电极间的电压达到一定数值。电解过程能够进行的最小电压,称为理论分解电压。理论分解电压E理是阳离子的理论放电电位E+和阴离子的理论放电电位E-之差,即

E理=E+一E-

某电解质的理论分解电压主要与其浓度、温度有关。

3 . 过电压

过电压(又称超电压,E超)是离子在电极上的实际放电电位与理论放电电位的差值。金属离子在电极上放电的过电压不大,可忽略不计。但如果在电极上放出气体物质,过电压则较大。过电压的存在,要多消耗一部分电能。利用过电压的性质选择适当的电解条件,以使电解过程符合需要。如阳极放电时,氧比氯的过电压高,所以阳极上的氯离子首先放电并产生氯气。过电压的大小主要取决于电极材料和电流密度,降低电流密度、增大电极表面积、使用海绵状或粗糙表面的电极、提高电解质温度等,均可降低过电压。

一、氯碱生产工艺简介

1.盐水精制

为使电解过程顺利进行并保证设备、操作的安全,无论采用哪种电

解方法,原料都必须精制。精制过程如下:

海盐、岩盐湖盐等固体原盐(NaCl)都是生产氯气和烧碱的原料。固体盐溶于水中所得的饱和盐水,或来自地下盐井的盐水,在60℃左右加入碳酸钠、氢氧化钠,使其与盐水中的钙、镁杂质反应生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀。盐水中硫酸盐过高时,还需加入氯化钡(或碳酸钡)以生成硫酸钡沉淀。各种沉淀物经过絮凝、澄清、过滤分离后,清盐水加入盐酸调节pH使之成为中性或微酸性,再通过精制的(或回收的)固体盐层重新饱和,并加热到60~80℃,成为一次精制盐水,可供隔膜法或水银法使用。有的盐水中含有铵离子或有机氮化合物,将在隔膜电槽内生成三氯化氮(NCl3),当氯气液化时,三氯化氮积累过多会引起爆炸,故应在饱和盐水中加入少量的次氯酸盐,使转变为可挥发的一氯胺(H2NCl)。精制盐水中含有10~15ppm的有效氯,会使氨含量降低到1ppm的安全范围之内。将一次精制盐水再经过滤和螯合树脂吸附,进行二次精制,控制钙、镁含量在 0.05ppm 以下,才能用于离子膜电槽。

2.电解方法

氯碱生产工艺有隔膜电解、水银电解和离子膜法。水银法电流效率高,产品质量好,但污染严重,易发生炸槽事故;隔膜法生产效率低,产品质量差,所用石棉污染环境,对人体有危害;离子膜法电流效率高,产品质量好且无污染,但膜与机框的成本高。

2.1隔膜法

食盐水溶液中,主要存在四种离子:Na+、Cl-、H+、OH-。电解槽的阳极通常使用石墨电极或金属涂层电极;阴极用铁丝网或冲孔铁板;中间的隔膜由一种多孔渗透件材料做成,多采用石棉,将电解槽分隔成阴极室和阳极室两部分,使阳极产物与阴极产物分离隔开,可使电解液通过,并以一定的速度流向阴极。目前,工业上较多使用的是立式隔膜电解槽:

立式隔膜电解槽示意图

饱和食盐水由阳极室注入,使阳极室的液面高于阴极室的液面,阳极液以一定流速通过隔膜流入阴极室以阻止OH-的返迁移。得到产品氢气、氯气分别从阴极室和阳极室上方的导出管导出,氢氧化钠则从阴极室下方导出。

2.2离子交换膜法

目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20

世纪50年代开始研究,80年代开始工业化生产。离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。

精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。

离子膜电解槽的结构示意图,其主要部件是阳极、当中,有~块隔板将阳极室与阴极室隔开。两室所用材料不同,阳极室一般为钛,阴极室一般为不锈钢或镍。隔板~般是不锈钢或镍和钛板的复合板。隔板的两边还焊有筋板,其材料分别与阳极室和阴极室的材料相同。筋板上开有圆孔以利于电解液流通,在筋板上焊有阳极和阴极。

氯碱工业上离子膜法生产工艺流程主要包括原盐溶解,盐水的一次及二次精制,电解产生浓度为32%的烧碱及氢气和氯气,淡盐水脱除游离氯返回原盐溶解,氢气和氯气的冷却、干燥、压缩等,烧碱液的蒸发与浓缩。

2.3水银电解

水银电解槽由电解器、解汞器和水银泵三部分组成(见图),形成水银和盐水两个环路。电解器为钢制带盖的沿纵向有一定倾斜度的长方形槽体,两端分别有槽头箱和槽尾箱,由分隔水银与盐水的液封隔板与槽体相连。槽体的底部为平滑的厚钢板,保证水银流动时不致裸露钢铁,钢板下面连接导电板。槽壁衬有耐腐蚀的硬橡胶或塑料的绝缘衬里。槽盖上有通过密封圈下垂的石墨阳极或金属阳极组件,露出槽外的阳极棒由软铜板连接阳极导电板,槽盖与槽体密闭。水银与精制的饱和盐水同时连续进入槽头箱,水银借重力形成流动的薄膜,覆盖整个槽底作为阴极。

通入直流电时,盐水中的氯化钠被电解,由于水银阴极上氢的超压(又称过电压),远大于钠的超压,因而钠离子在阴极放电生成的金属钠立即与水银形成钠汞齐,溶在水银中从槽尾箱流出进入解汞器。氯离子在阳极上失去电子生成氯气泡,穿过盐水从槽盖上的氯气出口管引出。解汞后的水银流入水银贮槽,由水银泵送到电解器槽头箱,构成水银流动的环路。饱和食盐水溶液流经电解器,一部分氯化钠(约15%~16%)解离,剩余的溶有氯气的淡盐水流出槽外,经盐酸酸化后,在真空下或吹入空气脱氯,然后再用固体食盐重新饱和,制成精制盐水,重新使用,构成盐水流动环路。解汞器目前多采用立式,汞齐从器顶均匀流下,经石墨粒填料床与器底流入的纯水逆流接触,汞齐为阳极,石墨粒为阴极,两者接触短路,生成氢氧化钠和氢气。氢气经解汞器顶部冷却器冷却,以捕集大部分水银后再进一步精制。现代电解器均装有超负荷电极保护装置,由电子计算机控制,随时调整阳极的高低,使阴阳两极在最小的间距下运转而不致短路。

在水银法汞阴极上,由于析氢反应的过电位比析钠的高得多,而析出的钠又容易与汞形成钠汞齐,这样更有利于钠离子的还原,其在汞阴极上反应主要是:Na+e-+xHg→NaHgx

将电解槽中生成的钠汞齐引出,进入加有水的解汞槽中,钠汞齐与水反应,生成氢氧化钠溶液和氢,即

NaHgx+H2O→Na++OH-+?H2↑+xHg

水银法可制得氯化钠含量极低的高纯度、高浓度的氢氧化钠溶液。水银法的电解槽中以汞为阴极,石墨或金属为阳极。解汞槽中以钠汞齐为阳极,石墨为阴极,在碱液中阴阳两极相互接触,组成短路电池以加速汞齐分解。这时钠汞齐中的金属钠作为阳极而溶解,水则在石墨阴极表面还原而析出氢。解汞反应中释放出来的化学能尚难加以利用,因而水银法的电耗比隔膜法高。水银电解槽的槽电压约比隔膜电解槽高1V左右,它相当于解汞反应的分解电压。盐水中钙、镁、铁以及钒、钼、钛、锰等重金属离子含量过高时,也会在汞阴极上还原,生成不稳定的汞齐和汞渣,降低析氢过电位,导致析出氢气并妨碍汞的正常流动。因此水银法电解对盐水的质量要求较高。

2.4 三种方法比较

1)隔膜法:隔膜法采用的主要设备是隔膜电解槽,其特点是用多孔渗透性的隔膜将阳极室和阴极室隔开,隔膜阻止气体通过,而只让水和离子通过。这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。隔膜法的缺点主要是投资和能耗较高,产品烧碱中会含有杂质食盐。

2 )水银法:此法采用的主要设备电解槽是由电解室和解汞室组成,其特点是以汞为阴极,得电子生成液态的钠和汞的合金。在解汞室中,钠汞合金与水作用生成氢氧化钠和氢气,析出的汞又回到电解室循环使用。此法的优点是制得的碱液浓度高、质量好、成本低。水银法的最大的缺点是会带来汞对环境的污染。所以此法已逐渐减少使用。

3 )离子交换膜法:在此法的主要设备——电解槽中,采用具有选择性的离子交换膜将阳极室和阴极室隔开,阳离子交换膜只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过,这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。离子交换膜法在建设费用、电能损耗、产品质量和解决环境污染等方面都比隔膜法、水银法优越,被公认是现代氯碱工业的发展方向。

二、发展历史

氯碱工业的核心是电解,电解方法有隔膜法、水银法、离子交换膜法。1890年,世界上第一个工业规模的隔膜电解槽制烧碱的装置,在德国哥里斯海姆建成,成为氯碱工业开端的标志。

隔膜法是在电解槽阳极室与阴极室之间设有多孔渗透性的隔层,它能阻止阳极产物与阴极产物混合,但不妨碍阴、阳离子的自由迁移。

水银法是美国人卡斯纳和奥地利人凯纳在1892年同时提出的。该法的特点是烧碱浓度高、质量好、生产成本低,曾获得广泛应用;缺点是汞对环境有污染。因此现已趋于淘汰,我国于1999年淘汰此法。

1900年以来,隔膜法及水银法电解所用阳极一直采用石墨,其缺点是消耗快,消耗急剧增大后而使耗电增加。在隔膜法中其粉末易堵塞隔膜;在水银法中易形成汞渣,影响钠汞齐质量,氯气中COz含量增加。1968年,金属阳极的出现为电解工业技术的发展开辟了新纪元,同时,也为离子膜电解槽的出现创造了良好的条件。

之后开发的离子交换膜法电解,1975年首先在美国和日本实现了工业化。此法用选择透过性的阳离子交换膜将阳极室和阴极室隔开,在阳极上和阴极上发生的反应与一般隔膜法电解相同。Na+在电场的作用下伴随水分子透过离子‘交换膜移向阴极室,离子交换膜不允许C1一透过,因此,在阴极室得到纯度较高的烧碱溶液。离子交换膜电解法的优点是:膜具有选择透过性,只允许阳离子通过;电解液浓度高,目前电解液中烧碱含量为32%~35%;产品质量好,不含石棉等其他杂质,浓缩至50%的离子膜烧碱,其氯化钠含量仍小于5.0×10_5;电流效率高,即使在较大的电流密度下,也能保持低电耗。离子交换膜电解法在现代氯碱工业中应用日益普及。美国离子膜法生产能力已达80%以上;日本已达100%。

我国最早的隔膜法氯碱工厂是1929年投资的上海天原电化厂(现在的上海天原化工厂前身),第一家水银法氯碱工厂于1952年在锦西化工厂投产。1974年我国首次采用的金属阳极电解槽,在上海天原化工厂投入工业化生产。1986年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少上海天原化工厂研制的C30—ING型固定式小极距隔膜电解槽,已达到了引进的MDC-55型电解槽的同等水平。北京化工机械厂开发的复极式离

子膜电解槽(GL型),使中国成为世界上除日本、美国、英国、意大利、德国等少数几个发达国家之外能独立开发、设计、制造离子膜电解槽的国家之一。此外,我国在金属扩张阳极、活性阴极、改性隔膜及固碱装置等方面都有很大进展。四、我国氯碱工业的发展现状

国内氯碱行业发展迅速,2010年中国烧碱产量达到2087万吨,聚氯乙烯产量达到1130万吨。烧碱和聚氯乙烯产能、产量均居世界第一,成为名副其实的氯碱大国。

2010年底,我国在产烧碱生产企业176家,总产能达到3021万吨/年,产量2087万吨。产能增幅在105.4%,产量增幅在68.3%。烧碱产能主要分布在山东、江苏、河南、内蒙、新疆和浙江六省份,产能合计占总产能的59.4%。我国氯碱行业中拥有百万吨级别的化工集团也在逐渐形成,对于地域性的单个烧碱生产企业而言,2010年进入我国烧碱产能40万吨/年以上(含40万吨/年)规模的企业已增至15家,占总产能的25.6%,相比2009年行业集中度进一步提高。烧碱生产工艺主要有离子膜法和隔膜法两种,由于离子膜法能耗较低,生产工艺先进、清洁,近几年发展较快,2010年离子膜法产能所占比例已提高到84.3%。

2010年底我国在产聚氯乙烯生产企业94家,总产能达到2043万吨/年,产量1130万吨。产能主要分布在山东、内蒙、河南、天津和新疆,我国共有7个省区聚氯乙烯产能超过100万吨级水平,但产能不足50万吨/年级水平的省区仍有15个,我国聚氯乙烯产能分散的状况仍较为突出。2010年进入我国聚氯乙烯产能40万吨/年以上(含40万吨/年)规模的企业已增至17家,产能合计占总产能的45.8%。聚氯乙烯生产工艺主要有电石法和乙烯法两种,电石法聚氯乙烯近几年发展较快,新扩建项目绝大部分都采用电石法工艺,2010年电石法产能占总产能的80.9%。

目前,西北地区成为重要的氯碱生产基地。内蒙地区烧碱产能占全国比重从2005年的1.8%上升到2010年的8%。新疆地区聚氯乙烯产能占全国比重从2005年的4.1%上升到2010年的13.4%。

1)产品需求方面,烧碱下游需求结构基本保持稳定,仍旧以轻工、化工、纺织、冶金为主。氧化铝行业发展迅猛,2010年氧化铝产能4035万吨/年,产量2894万吨;聚氯乙烯下游需求结构发生一些变化,受国内房地产及工业建设热

潮拉动,管材、管件、型材、门窗等用量大幅提升,硬制品比例不断提高,软制品比例有所减少,主要消费区域仍集中于华东和华南地区。

2)原料方面,受两碱行业的快速发展,原盐行业发展也呈现了一定的变化。海盐发展较慢,井矿盐和湖盐产能持续增长。电石是我国聚氯乙烯生产的主要原料,受能源、资源和物流因素影响,在煤、电发达的中西部地区形成了几个大型的电石产地,中西部地区的电石法聚氯乙烯生产企业相比东部地区具有较为明显的成本优势。自2008年开始,电石行业受国家政策影响,落后产能相继被淘汰,行业产能过剩、产能分布零散的状况得到一定程度的改观。乙烯法聚氯乙烯生产的主要原料有乙烯、二氯乙烷和氯乙烯,这些原料大部分依靠进口,产能主要集中在东部地区。

3)进出口方面,随着中国氯碱行业的发展,烧碱和聚氯乙烯的出口开始增多,进口逐步减少。液碱已经出口美国、澳大利亚、加拿大等国。固片碱主要出口东南亚及非洲地区。聚氯乙烯出口到俄罗斯、印度、埃及和独联体国家等几十个国家。

4)产业布局方面,生产重心向中西部转移的趋势日益明显,中西部地区氯碱企业发展过程中呈现出了显著的资源导向的特征,而东部地区企业依靠其悠久的发展历史、成熟的市场经验在发展过程中体现出了明显的市场导向特征。

能源消耗方面,烧碱是我国工业品中耗电大户,氯碱行业历来非常重视节能降耗,通过产品结构调整和节能减排技术改造使得吨碱综合能耗呈现逐年递减的趋势。

5)生产技术方面,烧碱生产工艺不断优化。2010年离子膜法产能所占比例已提高到84.3%。2008年,蓝星(北京)化工机械有限公司已研制开发出自然循环膜极距离子膜电解槽,并在生产企业运行,运行指标达到设计要求。2010年,中国山东东岳掌握了离子膜从原料树脂到离子膜交换膜工业品的全套制备技术,产品进入工业运行评测,并开始应用推广。我国一次盐水精制技术相继开发了陶瓷膜过滤器和CN过滤器,效果良好,在我国部分企业也均有装置运行。135m3大型聚氯乙烯聚合釜投入运行,干法乙炔发生工艺不断成熟,氯碱装备行业自主创新能力不断提高,进一步提升了我国氯碱行业的竞争力。

五、氯碱行业存在的问题

1)氯碱行业集中度低,布局不合理

截至2010年底,我国在产烧碱生产企业176家,烧碱企业平均产能约17万吨/年;在产聚氯乙烯生产企业94家,聚氯乙烯企业平均产能近22万吨/年,行业集中度仍然偏低。由于我国历史形成的条块分割、地区保护,使得我国中小氯碱企业偏多,地区分布不均。从总体分布来看东多西少。虽然随着中西部地区氯碱工业迅速崛起,改变了氯碱工业传统的东西部分布格局,但是“西货东进”、“北货南下”的长途跋涉所需的大量运力和高昂的运费成本已经成为制约中西部地区氯碱行业发展的主要瓶颈之一。从今后发展趋势看,布局不合理如不得到有力调整,会对我国氯碱工业的总体竞争力水平的提高带来一定影响。

2)产品结构不合理,新产品研发和市场开发力度不够

我国氯碱产品结构不合理。今后氯碱产品参加国际化的竞争不只是看某单一产品的竞争实力,更重要的是看企业氯碱平衡总体产品的竞争力。我国目前有机氯产品、高档产品、专用产品、深加工、高附加值产品,特别是对氯碱工业发展有十分重要意义的精细化工产品比例小,开发力度不够。聚氯乙烯产品通用牌号多,专用树脂少,低附加值产品多,高附加产品少,PVC产品工艺、技术水平与国外相比仍有较大差距,很多在国外已经大量应用的领域尚未完全开拓,导致产品竞争力低,不适应升级换代的要求。

3.)缺乏有效调控,产能扩张过快3

近年来,氯碱行业产能扩张过快,2010年底我国烧碱产能达3021万吨/年,开工率约70%左右。PVC产能达2043万吨/年,开工率55%左右。烧碱和PVC 产能均居世界第一。按中国氯碱工业协会统计,十二五期间,每年仍有新的烧碱和PVC装置投产。产能过剩将导致全行业开工率不高和恶性竞争更加激烈,产品价格进一步走低,全行业盈利能力降低。

4)氯碱工业与石化工业相结合发展力度差

国外发达国家均走氯碱工业与石化工业相结合发展大型的乙烯氧氯化法聚氯乙烯装置。我国由于长期缺乏地方之间、行业之间总体的协调性,乙烯氧氯化法聚氯乙烯项目发展缓慢。有限乙烯资源的综合利用率和聚氯乙烯产业的总体竞争力均受到一定程度的影响,并难以实现装置规模的大型化、经营集约化。

5)受能源及原材料行业影响较大

氯碱工业是能源密集型行业。在我国经济发展中电力、石油、煤炭等能源供

应紧张,对氯碱产业影响较大。氯碱行业面临较为严峻的节能减排压力。电价的波动对氯碱行业的正常经营秩序和发展造成一定影响。我国的能源政策及价格走势将决定氯碱工业的发展速度和生存环境。

6)国际化进程中贸易摩擦加剧

随着氯碱行业的发展,国际化也在不断深入。一方面,国内市场受到进口产品的冲击和压力;另一方面,随着中国氯碱产能的增加,出口量也在不断增加。2010年中国出口烧碱154万吨,出口PVC纯粉22万吨。金融危机后,世界各国贸易保护主义开始抬头,因此中国产品出口在世界遭遇的贸易摩擦也逐渐增多。

六、解决思路()

根据世界抓碱工业的发展趋势,把生产技术先进化、高新化;原料路线多样化、合理化;

规模布局集中化、大型化;产品品种系列化、精细化;市场经营国际化,作为我国抓碱工业未来的发展方向。

以市场为导向,因地制宜发展耗碱化工产品。

一是加强产业安全工作

全球金融风暴引发的世界范崮为内商品市场需求

的萎缩正在逐步显现,实力强大且具备全球资源配置

能力的大型跨国化工企业集团正在加紧对世界范围内

市场份额的争夺。

中围聚氯乙烯等氯碱行业主要产品的出口企业一

方面要面对国外同行业对手的残酷竞争,同时又要时

刻警惕国外企、№以低价倾销或其他非正当手段强行进

占中国市场的现实威胁。特别是近期,随着国际原油

8 I石油和化工设苗l 2009.∞

价格的大幅走低,已经在相当程度上给依托煤化工路

线发展的中国氯碱工业创造了极佳的外部条件。

这就要求国内企业既要准备随时应对国外政府对

我产业实施贸易制裁,同时又要合理合法的运用法律武器和WTO规则维护本国产业利益不受侵害。

二是为行业健康发展争取有利政策环境

近期中央和各地方政府出台了一系列刺激宏观经

济增长的具体政策和针对社会企业的帮扶措施,国内氯碱企业应该支持并配合行业协会积极与政府主管部门沟通和协调,降低困难时期企业运黄的政策成本。力争在提高出口退税、争取合理优惠电价、技改贴息资金、取消盐业管理条例、老企、Ip搬迁中的结构优化等与企业效益直接相关的政策领域,分享到政府宏观经济刺激政策的经济效益和社会效益。

三是把握机遇。引导并推动行业整体的产业结构

升级

在本轮宏观经济调整的大背景下,国内氯碱行业

产、蚍结构不舍理、行业企业产品结构单一的问题逐渐体现出来,特别是在聚氯乙烯市场出现剧烈波动的情况下,碱氯平衡成为了业内相当一部分企业无法回避的生死攸关的考验。因此,在行业发展周期的波谷阶段,通过市场或政策手段,适时合理地引导、推动企业产品结构调整,将对确保未来行业、企业快速健康的发展起到极为重要的作用。

四是树立信心。维护健康稳定市场秩序

在市场起伏明显时期,信息的不对称往往会动摇

市场信心,并导致市场对产品价格的预期产生严重偏差,从而给企业带来本可避免的巨大损失。在当前的特殊时期,特别需要企业能够团结一致。在市场上树立氯碱行业的积极形象,维护市场信心,从而保证行业自身及上下游行业的稳定发展。

七、研究方向

汞污染、碳排放、产品低值化等问题将成为制约行业发展的关键瓶颈。现在针对氯碱发展现状和问题其研究方向主要有:

1)加强汞污染防治,逐步实现氯碱化工从有汞到无汞的革命性转变,汞污染防治技术研发(新型固汞触媒研发、无汞触媒研发)。

2)促进氯碱工业与石油化工、新型煤化工相结合。针对中国氯碱化工行业典型的煤炭一电力一电石一乙炔一聚氯乙烯建材为特征的循环经济工业发展模式.将汞减排和无汞化、氯元素高值利用、电石炉气深度净化及化工利用作为突破口,将会进一步提升循环经济发展水平,实现清洁生产。

3)加强国产离子膜、干法乙炔发生技术、新型干法水泥制造技术和低汞触媒在全行业的推广,加快研究电石法聚氯乙烯使用的新型固汞触媒和无汞触媒,大力推动烧碱离子膜电解槽氧阴极技术、非电解法催化剂制氯技术、新型制氯工艺等先进技术的发展与应用。

4)不断开发高附加值耗碱、耗氯产品,开发精细化、专用化和系列化的PVC 产品,进一步拓宽产品应用领域。汞污染防治技术研发(新型固汞触媒研发、无汞触媒研发)、离子膜国产化、氧阴极的研发、以及干法乙炔发生、低汞触媒、盐酸脱吸和氯化氢合成余热利用等先进工艺技术的推广应用等技术。

5)研究氯碱设备的腐蚀与开发新的防腐材料与防腐新技术。

【参考文献】

1.田铁牛主编.化学工艺(第二版).化学工业出版社,2007.7.

2.氯碱行业“十二五”规划,2011年3月

3. 我国氯碱工业的现状和发展张爱华

4. 氯碱工业新5年技术进步是发展主题——访中国氯碱工业协会理事长李军

5. 氯碱工业的清洁生产《化工环境保护概论》 -杨永杰主编

6. 《应用电化学》 -陈伟,邹淑君编著

高中化学必修选修氯碱工业

氯碱工业 1.掌握电解饱和食盐水的基本原理及其产品的主要用途。 2.了解先进的电解制碱技术离子交换膜法。 一、自学探究 (课本56页图4---7)⑴一根碳棒作阳极,一根铁棒作阴极,即电极为_______电极,溶液中存在的离子有_________。根据放电的先后顺序,阳极电极反应式为______________。阴极电极反应式为_______________。总反应式为:________________。 ⑵电解前向溶液中滴加酚酞,现象_____________,随着电解反应的进行,溶液颜色由_______________,两极极板上都有_______________产生,如何检验气体的种类? 二、总结与评价 [总结] 在饱和食盐水中接通直流电源后,溶液中带负电的OH —、和Cl —向阳极移动,由于Cl — 比OH —容易失去电子,在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出;溶液中带正电的Na +、和H +向阴极移动,由于H +比Na +容易失去电子,在阴极被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子放出;在阴极上得到NaOH 。 [评价] 1.怎样除去饱和食盐水中 Fe 3+ 、Mg 2+ 、Ca 2+ 、SO 42-等杂质,(方法 、药品及反应方程式)。 2. 技术 离子交 物质(1) 、(2) 、(4) 、(5) 、(6) 。 3.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl 2被完全吸收,制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图的装置,则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )。 A .a 为正极,b 为负极;NaClO 和NaCl B .a 为负极,b 为正极;NaClO 和NaCl C .a 为阳极,b 为阴极;HClO 和NaCl

现代氯碱工业技术

今天由我来代表我们最后一组,为大家介绍现代氯碱工业生产技术。 首先我们先来了解什么是氯碱工业。其实氯碱工业就是指工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。 反应方程式如下:2NaCl+2H2O=2NaOH+ H2 + Cl2 今天给大家讲的内容主要分为三个部分 第一部分是氯碱工业发展概况,近20年来离子膜法氯碱生产技术得到了快速发展.……经过近几年的高速发展,中国已经成为全球氯碱行业主要产品最重要的生产国和消费国之一。 咱们再来看一下氯碱工业的特点,氯碱工业主要特点有三个部分,第一个是能源消耗大,第二是氯与碱的平衡,由反应方程式可以看出,氯与碱的物质的量比是1:2,然后分别乘上他们的相对分子质量,得出质量比是1:0.85,第三是腐蚀和污染. 那氯碱工业产品有哪些用途呢? 我们知道氯碱工业的三大产物分别是烧碱、氯气和氢气。 氯气和氢气可以去制取盐酸;氢气可以进行有机合成和金属的冶炼;氯气也能参与有机合成、氯化物的合成以及农药的生产;烧碱可以和氯气可以制成含氯的漂白剂,也是造纸、玻璃、肥皂生产必不可少的物质。随着石油化工的发展用途进一步扩大 接下来咱们看一下第二个部分氯碱工业的原理及工艺流程图, 这个流程图主要分为四个工段,第一个是化盐阶段, 就是把盐溶解经澄清槽过滤精制得到饱和食盐水为电解工段做准备,…… 第二是电解工段'电解二次精制的盐水生产氯气氢气和烧碱 第三工段是氯氢处理工段,主要针对电解槽出来的氢气氯气进行冷却干燥处理,为后续生产做准备, 第四就是蒸发工段也就是固碱工段, 我们来看一下烧碱的生产方法,主要分为三个 1、人们最早制取NaOH的方法是苛化法、

氯碱工业发展史

氯碱工业发展史 氯碱工业是基本无机化工之一。主要产品是氯气和烧碱(氢氧化钠),在国民经济和国防建设中占有重要地位。随着纺织、造纸、冶金、有机、无机化学工业的发展,特别是石油化工的兴起,氯碱工业发展迅速。 氯碱工业的形成18世纪,瑞典人K.W.舍勒用二氧化锰和盐酸共热制取氯气: 这种方法称化学法。将氯气通入石灰乳中,可制得固体产物漂白粉,这对当时的纺织工业的漂白工艺是一个重大贡献。随着人造纤维、造纸工业的发展,氯的需要量大增,纺织和造纸工业,成为当时消耗氯的两大用户。用化学方法制氯的生产工艺持续了一百多年。但它有很大缺点,从上述化学反应式,可见其中盐酸只有部分转变为氯,很不经济;且腐蚀严重,生产困难。烧碱最初也用化学法(也称苛化法,即石灰-苏打法)生产: Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3 电解食盐水溶液同时制取氯和烧碱的方法(称电解法),在19世纪初已经提出,但直到19世纪末,大功率直流发电机研制成功,才使该法得以工业化。第一个制氯的工厂于1890年在德国建成,1893年在美国纽约建成第一个电解食盐水制取氯和氢氧化钠的工厂。第一次世界大战前后,随着化学工业的发展,氯不仅用于漂白、杀菌,还用于生产各种有机、无机化学品以及军事化学品等。20世纪40年代以后,石油化工兴起,氯气需要量激增,以电解食盐水溶液为基础的氯碱工业开始形成并迅速发展。50年代后,苛化法只在电源不足之处生产烧碱。 电解法的发展氯碱生产用电量大,降低能耗始终是电解法的核心问题。因此,提高电流效率,降低槽电压和提高大功率整流器效率,降低碱液蒸发能耗,以及防止环境污染等,一直是氯碱工业的努力方向。 初期为了连续有效地将电解槽中的阴、阳极产物隔开,1890年德国使用了水泥微孔隔膜来隔开阳极、阴极产物,这种方法称隔膜电解法。以后,改用石棉滤过性隔膜,以减少阴极室氢氧离子向阳极室的扩散。这不仅适用于连续生产,而且可以在高电流效率下,制取较高浓度的碱液。1892年美国人H.Y.卡斯特纳和奥地利人C.克尔纳同时提出了水银电解法,其特点是采用汞阴极,使阴极的最终产物氢氧化钠和氢气,不直接在电解槽而在解汞槽中生成,以隔离两极的电解产物。这种方法所制取的碱液纯度高、浓度大。1897年英国和美国同年建成水银电解法制氯碱的工厂。20世纪以来,水银法工厂大部分沿用水平式长方形电解槽,解汞槽则由水平式改为直立式,目的在于提高电解槽的电流效率和生产能力。隔膜法电解槽结构也不断改进,如电极由水平式改为直立式,其中隔膜直接吸附在阴极网表面,以降低槽电压和提高生产强度。立式吸附隔膜电解槽代表了20世纪60年代隔膜法的先进水平。 近期水银法最大缺点是汞对环境的污染。70年代初,日本政府将该法分期分批进行转换,美国决定不再新建水银法氯碱厂,西欧各国也制定了新的法规,严格控制汞污染,隔膜法电解技术便迅速发展。60年代末,荷兰人H.比尔提出了长寿命、低能耗的金属阳极并用于工业生产之后,隔膜与阴极材料也得到了改进。70年代初,改性石棉隔膜用于工业生产。80年代塑料微孔隔膜研制成功。此外,应用镍为主体的涂层阴极,并在扩散阳极的配合下,可使电极间距缩小至2~4mm。至此,电解槽运转周期延长,能耗明显降低,电解槽容量不断增大。例如:60年代初美国虎克电解槽单槽容量为55kA,至60年代末,发展为150kA,每吨氯的电耗则由2900度(10.4GJ)降至2300~2600度(8.3~9.4GJ)。随着氯碱厂的大型化,生产能力大的复极式隔膜电解槽开始使用。

氯碱工业

《氯碱工业》的教学设计 1、教学目标: 1.1知识与能力: 1.1.1、了解氯碱工业反应原理,正确书写电极反应式和电解的总化学方程式。 1.1.2、初步了解电解槽的简单结构和食盐水的精制。 1.1.3、常识性介绍以氯碱工业为基础的化工生产。 1.2过程与方法: 1.2.1、通过实验,培养学生的观察能力、分析问题能力和利用还学原理解决实际问题的能力。 1.2.2、通过网上查询资料重组和资源共享,培养学生的自学能力、归纳能力和创新意识。 1.3情感态度与价值观目标: 通过氯碱工业的学习,培养学生确立理论联系实际的科学方法,进一步树立探究精神及合作意识,同时增强环保意识。 2、教学重点、难点: 教学重点:氯碱工业反应原理 教学难点:氯碱工业反应原理 3、学情分析: 学生由于刚学习电解原理,对电解食盐水的原理分析问题不大,此节内容与学生生活实际联系较为密切(我校学生每年参观化工厂,知道有氯碱工业,但不具体的了解),学生有较强的求知欲,为上好探究课打下较好的基础,但正是由于学生对原理理解较为清晰,理论上认识较高,而对实际生产中遇到的问题缺乏足够的认识和估计,会对实际生产中的问题的解决带来一些影响,因此教学中需要做好足够的问题铺垫,启发引导学生思考、解决问题,全面提高解决实际问题的能力。让学生客观的认识理论与实际的关系,为下一单元讲硫酸工业作更高更好的铺垫。 4、教学方法

探究式 以学生为主体从分析电解食盐水原理入手,让学生讨论上课的演示试验装置能否运用于工业化生产?为什么?如何解决演示试验中出现的问题?步步深入,从而使学生理解目前氯碱工业的生产流程和发展方向。 5、课型: 新课 6、教学过程:

高三化学 氯碱工业-电解法制碱法优缺点

氯碱工业 1.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示: 电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙,精制食盐水时经常进行以下措施 (1)过滤海水 (2)加入过量氢氧化钠,去除钙、镁离子,过滤 Ca2++2OH-=Ca(OH)2(微溶) Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ (3)加入过量氯化钡,去除硫酸根离子,过滤Ba2++SO42-=BaSO4↓ (4)加入过量碳酸钠,去除钙离子、过量钡离子,过滤Ca2++CO32-=CaCO3↓Ba2++CO32-=BaCO3↓ (5)加入适量盐酸,去除过量碳酸根离子2H++CO32-=CO2↑+H2O (6)加热驱除二氧化碳

(7)送入离子交换塔,进一步去除钙、镁离子 (8)电解 2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH 离子交换膜法制碱技术,具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点,是氯碱工业发展的方向。 2.以氯碱工业为基础的化工生产 NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料,可以进一步加工成多种化工产品,广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。 由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH,称为液碱,液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O H2O+Cl2=HCl+HClO H2+Cl2=2HCl 2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O NaOH+CO2=NaHCO3(小苏打) 随着人们环境保护意识的增强,对以氯碱工业为基础的化工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视。

氯碱工业的发展

氯碱工业的发展 论文提要: 氯碱工业生产的是最基本的化工原料,其产品及下游产品广泛应用于国民经济的各个领域,在国民经济中占重要地位;氯碱工业作为国民经济的重要部分,它的发展壮大与否关乎着国家经济的好坏,如何使氯碱工业健康发展,如何处理氯碱工业发展中所面临的问题,是能否保证氯碱工业在国民经济中地位的首要任务。笔者所在单位是国内从事离子膜电解槽电解设备制造的企业,属于氯碱工业的源头企业,近几年,由于氯碱工业的飞速发展,作为设备制造商的我们也是销售额年年攀升,但是,透过这股猛吹而过的“氯碱风”观察氯碱工业,氯碱工业在飞速发展中还是产生了很多的问题,特别是 2008年金融危机发生时,氯碱工业生存环境急转直下,许多氯碱厂商被迫减产或者停产,本单位的设备成品也出现提货延迟的情况。这次金融危机,将氯碱工业所存在的问题彻底的暴露出来,让我们不得不思考,怎么才能让氯碱工业健康顺利的发展。本文主要是根据实际情况,简单介绍了氯碱工业,阐述说明氯碱工业发展中所遇到的种种困难以及应对这些困难的方法手段,展望了氯碱工业未来的机遇与挑战,寻找氯碱工业的健康发展之路。 正文: 一、氯碱工业概述 工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。氯碱工业是基本原材料工业,是最基础的化学工业之一。氯碱工业产品主要是烧碱、氯气、氢气,其下游产品可达900多种,广泛应用于轻工、纺织、化工、农业、建材、电力、电子、国防、军工、冶金、食品加工等国民经济各个部门,是我国经济发展与人民生活衣、食、住、行不可缺少的重要基本化工原料。 中国氯碱工业始于上世纪20年代末期,那时处于建国前的战乱时期,主要氯产品仅有液氯、漂白粉、盐酸、三氯化铝等简单几种。烧碱的年产量也不足2万吨。建国后,氯碱行业迅速扩建,且氯碱厂注重产品种类及生产技术的创新,科研人员不惧困难,合作研发,为此后氯碱工业的发展奠定了坚实基础。近年来,我国的氯碱工业在产量、质量、品种、生产技术等方面更是飞速发展,努力向国际水平靠拢。目前我国烧碱的总生产能力已经达到年产量8620千吨,居世界第2位。 二、氯碱工业的生存状况及问题 我国氯碱企业先后从发达国家引进多项高新科技,使我国的氯碱技术有了很大的提高。我国从世界知名公司引进的先进离子膜法制碱技术,迅速发展离子膜法电解工艺,正在不断改造和转换原有的水银法和隔膜法工艺,在此背景下,我国氯碱工业迅速的发展和壮大起来,氯碱工业的发展壮大是国民经济实力的具体体现,但是行业过热也带来一些隐患,产生了许多问题,在行业迅速发展时期,这些隐患和问题都被隐藏或者没有重视。随着2008年金融危机的爆发,氯碱工业原本被掩盖的一些问题彻底暴露出来或者激化,主要表现为行业出现明显的产能过剩;工业布局不合理;企业规模小,产业集中度低;技术的研发创新无法满足行业发展的需要;生产过程中存在的高耗能、重污染的状况尚未根本改变等方面。在金融危机背景下,这些结构性矛盾突现得更加明显,已严重影响到氯碱工业的持续健康发展。主要体现在以下几个方面: 1、产能过剩 近年来,随着我国国民经济的快速发展,氯碱行业迎来了一轮新的发展机遇,碱氯需求两旺,烧碱和聚氯乙烯产能高速增长,据统计,仅2004~2008年间,烧碱产能年均增幅就达到了20%,产量年均增幅约为16%;PVC产能年均增幅达到了24%,产量年均增幅约为15%。而另据统计,2009-2011年全国各地还有一大批氯碱项目计划投产,如内蒙古君正40万t/a PVC和40万t/a烧碱项目以及新疆中泰45万t/a PVC

氯碱工业生产

氯碱化工生产专题 [教学背景] 【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容,包括氯碱工业、联合制碱工业等。 【意义】化工生产与理论实际关系密切,教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产,学生已有一定的知识储备,对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础,同时巩固了已有知识。 【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学,应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示,提高学生的感性认识和理论联系实际的能力,激发学生的兴趣和求知欲,落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系,发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法,运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进,根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动,从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想,感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。 一.[教学目标] 知识与技能 1、氯碱工业原理(B) 2、索氏制碱法原理(A) 3、候氏制碱法和简单流程,并与索氏制碱法作对比(B) 4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A) 过程与方法 1、用对比的方法,分析索氏制碱法和候氏制碱法,感受化学原理应用于实际化工生产的方法;产生学习兴趣,懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系(A) 2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路,探讨氯碱工业发展的前景(A) 2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神(A) 情感态度价值观 1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系,树立“绿色化学”思想,增强民族自豪感(A) 2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点,形成合理利用资源、保护环境,确立可持续发展的观念,增强社会责任感(A) 教学重点和难点 重点:氯碱工业原理、候氏制碱法原理 难点:①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点 [教学过程]

氯碱工业中三废的处理

氯碱工业中三废的处理 摘要:氯碱工业是重要的化学工业,其在国民经济中起着重要的作用。氯碱工业在生产过程中的三废问题严重,合理处置废气污染物对环境及产业效益都有良好的影响。本文着重于氯碱工业中废弃物污染物的处理和综合利用。 关键词:氯碱工业废弃物处理综合利用 一、前言 氯碱行业是基本化工原材料工业,在国民经济中占有重要地位,其主要产品烧碱、氯气和氢气广泛应用于轻工、化工、纺织、建材、农业、电子、国防、军工、冶金和食品加工等国民经济的各个部门。基本化工原料的“三酸二碱”中,氯碱工业就占据了烧碱和盐酸两种[1]。其主要原料为含汞和非汞原盐,产生的废弃物包括燃煤灰渣、废电石渣、废盐泥、含汞废活性炭、吸附器活性炭和废催化荆、水处理废污泥及盐泥污水和废气等,直接排放将对环境产生较大的不利影响[2]。 二、氯碱工业的发展 2.1氯碱工业的发展现状 水银电解法生产烧碱是以流动的水银层作为阴极,在直流电作用下使电解质溶液的阳离子成为金属析出,与水银形成汞齐,而与阳极的产物分开。产品氢氧化钠与氢气以及排出的废气、废水、废渣中均有少量水银。我国化工部于1996年出台了《关于化工发展的指导意见》,明确要尽快淘汰汞法醋酸和水银法烧碱,并得到有效实施,因此我国于“十五”初期已彻底淘汰水银法烧碱,“十五”后期淘汰了汞法醋酸[3]。虽然水银电解生产烧碱工艺和汞法醋酸已被淘汰,由于汞的使用和管理不善,已对外部环境造成了汞污染,其排放的汞污染物依然存在于环境中,对当地河流、土壤、植物甚至地下水等生态环境产生不利影响[3]。 我国氯碱工业于1995-2001年第一轮高速增长期,此时离子膜法得到推广,开始摒弃水银电解法。进入2l世纪,由于世界及我国经济的发展,我国正逐步成为世界工厂,由此带来对基础化工原材料的巨大需求,推动着我国氯碱工业的快速发展,2002~2010年第二轮高速增长期[4]。 目前国内的氯碱生产企业大约有200多家,至2003年底,国内烧碱综合生产能

2016高考化学一轮复习考点练习 氯碱工业.doc

氯碱工业 一.选择题(共18小题) 1.下列有关工业生产的叙述正确的是() A.合成氨生产中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高N2、H2的转化率 B.联合制碱法是将二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中,制得碳酸氢钠,再在高温下灼烧,转化为碳酸钠 C.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是利用SO3转化为H2SO4时放出的热量 D.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜,可防止阳极室产生的H2进入阴极室 2.饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打,滤出小苏打后,向母液中通入氨,再冷却、加食盐,过滤,得到氯化铵固体.下列分析错误的是() A.该制备小苏打的方程式为:NaCl+NH4HCO3→NaHCO3↓+NH4Cl B.母液中通入的氨气与HCO3﹣反应:NH3+HCO3﹣→CO32﹣+NH4+ C.加食盐是为增大溶液中Cl﹣的浓度 D.由题可知温度较低时,氯化铵的溶解度比氯化钠的大 3.NaCI是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法正确的是() A.常温干燥的Cl2能用钢瓶储存,所以Cl2不与铁反应 B.工业上利用澄清石灰水与Cl2反应来制漂白粉 C.往NaCl溶液中先通足量氨气后,再通入足量CO2才可能析出NaHCO3 D.电解含酚酞的NaCl溶液,由于OH﹣往阳极移动,故阳极先变红 4.下列关于工业生产的说法正确的是() A.在侯氏制碱工业中,向饱和氯化钠溶液中先通二氧化碳,后通氨气 B.在硫酸工业、合成氨工业、硝酸工业中,皆采用循环操作提高原料利用率

C.在氯碱工业,电解槽一般用铁网作电极 D.合成氨工业用天然气造气的方法中,与水蒸汽高温反应优于热分解法 5.下列化学工业中,未涉及原料循环使用的是() A.侯德榜制碱法B.索尔维制碱法 C.工业电解饱和食盐水D.工业炼铁 6.化学与人们的生产、生活息息相关.下列有关说法正确的是()A.氯碱工业是利用电解原理来生产氯气和纯碱 B.农业生产中可将氮肥硫酸铵与钾肥碳酸钾混合使用 C.区分食盐是否加碘的方法是观察食盐是否略显紫色 D.可用点燃的方法鉴别衣物是否为丝织品、毛织品 7.下列关于化工生产原理的叙述中,符合目前工业生产实际的是()A.氯碱工业中,离子交换膜的作用是防止离子运动 B.硫酸、硝酸、合成氨均使用了催化剂 C.石油裂化的主要目的是得到更多的乙烯、丙烯等气态短链烃 D.氯气和氢气混合在光照条件下生成氯化氢,用水吸收得到盐酸 8.下列有关说法中正确的是() A.自来水厂可用明矾对水进行消毒杀菌 B.氯碱工业中,NaOH是在阴极室中产生的 C.电解法精炼铜时,粗铜接电源的负极 D.实验室盛放Na2CO3、Na2SiO3等溶液的试剂瓶应用玻璃塞 9.下列化学工业原理对应不正确的是() 化工氯碱工业原理2H2O+2NaCl H2↑+Cl2↑+2NaOH

氯碱工业属于基本化工原料工业

氯碱工业属于基本化工原料工业,基本化工原料通常是指“三酸两碱”,盐酸和烧碱这两种氯碱工业的食盐电解产品就占其中的两种,再加上氯和氢可以进一步加工成许多化工产品,所以氯碱工业及其相关产品涉及国民经济和人民生活的诸多领域,除应用于化学工业本身外,在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用途。氯碱工业的主要产品——烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国防、军工、建材和食品加工等工业部门,耗碱和耗氯产品,已达数千种。据测算,每万吨氯碱可创造5—7亿元工业产值。发展氯碱工业,是相关产业部门的迫切愿望,其发展水平,在一定程度上反应出一个国家国民经济的发展程度。 一、氯碱工业的主要产品、特性和用途氯碱工业的生产流程、主要产品和用途如下图所示:原料盐烧碱用途:造纸、纺织、制铝、石化等 电氯用途:农药、氯产品、含氯溶剂等电石氢(副产品)用途:硬化油、炼钨等 (一)烧碱 烧碱naoh,又称苛性碱,学名氢氧化钠,是一种白色半透明状的结晶体。纯的无水氢氧化钠,潮解性极强,易溶于水,溶液呈强碱性。其水溶液由于浓度不同,可以生成含有1、2、3.5、4.5和7个水分子的水合物。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨。烧碱的主要用途最早从制造肥皂开始,逐渐用于造纸、纺织、印染等方面;制铝工业及60年代后石油化工的发展,进一步扩大了烧碱的用途。 西欧国家碱(包括纯碱和烧碱)的消费构成化学品32% 玻璃18% 纸及纸浆13% 制铝7% 肥皂及清洗剂6% 人造丝及赛璐珞2% 石油工业3% 纺织品2% 水处理1% 其他16% (二)氯 氯在常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯。具有极强的刺激臭味,性甚毒,即使少量吸入,亦足以损害咽喉及肺脏,故战争时用作毒气之一。氯略溶于水,在阳光下,氯水性不稳定,常放出氧,具有氧化作用,广泛用来消毒和杀菌。氯为活泼元素之一,除氧、氮、稀有气体、溴、碘、碳等外,能与一切单质,及多种含氢化合物反应,故用作强氧化剂和氯化剂。 氯的用途很广,分为无机氯产品和有机氯产品两大类。 氯最早用于制造漂白粉。含有效氯高且稳定性强的漂粉精(主要组成为次氯酸钙)正逐渐发展,现在世界产量近20万吨。60年代以后,又有氯代异氰尿酸及其盐类高效漂白剂问世,目前世界产量已近8万吨。此外,水消毒用的液氯,及纺织造纸工业用的次氯酸钠和亚氯酸钠,都为常用无机氯产品之一。 氯产品的第二个大用户是有机氯农药,含氯和通过氯来合成的农药很多,如速灭威、含氯菊酯等。 聚氯乙烯:国外有机氯产品远比无机氯产品为多,其中最大的耗氯产品为聚氯乙烯(pvc),目前它是仅次于聚乙烯的世界第二大塑料制品,聚氯乙烯的用途日趋广泛,目前其软制品多为日常生活用品和农用薄膜;硬质聚氯乙烯塑料多用于建筑材料,卫生设备等。美国80年代初用于建材的聚氯乙烯塑料已占总量的半数以上。聚氯乙烯能与醋酸乙烯、偏二氯乙烯、丙烯等第二单体共聚,制造塑料、涂料、纤维等用,它的透明度比聚乙烯好,可以注塑。生产聚氯乙烯塑料与同体积产品比,能量消耗仅为钢的1/3,铝的1/4。以石油为原料,生产1吨聚氯乙烯只需要石油1.9吨,而制聚乙烯要2.3吨,因而聚氯乙烯将来有可能超过聚乙烯,成为最大塑料品种。聚氯乙烯加工过程中的改性剂——氯化聚乙烯,世界年产量近10万吨,用氯7万吨。 含氯溶剂:这种产品自50年代初开始发展,代替易燃而且能耗大的石油系溶剂,发展最

氯碱工业发展

氯碱工业综述 摘要:介绍我国氯碱工业起源、发展及现状。主要经历过哪些阶段。 关键词:氯碱工业;起源;发展;现状。 氯碱工业是以食盐为原料,用电解法生产烧碱(氢氧化钠)、氯气、氢气和由此生产一系列氯产品(例如盐酸、高氯酸钾、次氯酸钙、光气、二氧化氯等)的无机化学工业。自19世纪90年代以来,至今已有90余年的历史。氯与烧碱都是重要的基本化工原料,广泛用于化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业,以及作为漂白、杀菌、饮水消毒之用。在国民经济和国防建设中占有重要的地位。[10] 我国氯碱工业主要经历了萌芽时期、发展时期、成熟时期。目前我国正处于成熟时期。 萌芽时期:在此期间我国出现了早期的氯碱工业,其中最具代表性的是著名化工实业家吴蕴除先生创办的上海天原电化厂。[1] 在萌芽时期我国正处于战争年代。在战火纷飞中。我国的氯碱工业坚强的长出绿芽。 我国的氯碱工业起源于二三十年代。开创者: 吴蕴初;吴蕴初:化工专家,著名的化工实业家,我国氯碱工业的创始人。二三十年代,他研究成功廉价生产味精的方法,在我国创办了第一个味精厂、氯碱厂、耐酸陶器厂和生产合成氨与硝酸的工厂。为我国化工行业的兴起和发展做出了卓越的贡献。[2]1930年投产的上海天原电化厂(现上海天原化工厂的前身)作为我国最早的氯碱工厂,日产烧碱2t。[7]到1949年解放时,全国只有少数几家氯碱厂,烧碱年产量仅1.5万吨,氯产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。[3] 1935年山西化学厂建成,并采用西门子水平隔膜电解槽。受战争的影响,上海天原电化厂迁往重庆并于1940年重庆天原电化厂并投产.[8] 在抗战期间,日军为扩大供给,充实战备,在东北、华北占领区也相继建立了一些氯碱工厂。这些工厂在日军投降后,经过当地政府的帮助与工人的维护,陆续恢复生产,经过几十年的发展,成为了日后几家重点氯碱生产企业。正是在战争中积累了顽强的生存经验使得多数氯碱厂能够在建国后积蓄力量,不断发展。新中国建立前,我国共有十几个氯碱厂。解放前夕,电解法烧碱年生产能力近1.5万吨,主要氯产品仅有液氯、漂白粉、盐酸、三氯化铝等简单几种。[5] 正是因为我国的氯碱工业萌芽于战火纷飞的年代。才能为接下来的蓬勃发展攒下充足的力量。 发展时期:我国氯碱工业的发展时期主要是在建国以后。在此期间为满足国民需求。我国的氯碱工业迎来了发展的好时节。 建国之初,百废待举,多数氯碱厂在国民党统治时期遭到物质被掠夺、设备被破坏的损害。但为了满足国家恢复经济建设对烧碱和氯产品的急切需要,各氯

我国氯碱工业的发展

我国氯碱工业的发展 我国最早的氯碱工厂是1930年投产的上海天原电化厂(现上海天原化工厂的前身),日产烧碱2t。到1949年解放时,全国只有少数几家氯碱厂,烧碱年产量仅1.5万吨,氯产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。 近年来,我国的氯碱工业在产量、质量、品种、生产技术等方面都得到很大发展。到1990年,烧碱产量达331万吨,仅次于美国和日本,位于世界第三位。1995年,烧碱产量达496万吨,其中用离子交换膜电解法生产的达56.2万吨,占总产量的11.3%。预计到2000年,烧碱年产量将达540万吨,其中用离子膜电解法生产的将达180万吨,占33.3%。 离子交换膜法制烧碱 目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究,80年代开始工业化生产。 离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽(包括16个单元槽)。 精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示: 电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙, 精制食盐水时经常进行以下措施 (1)过滤海水 (2)加入过量氢氧化钠,去除钙、镁离子,过滤 Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2(微溶) ① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓ ② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2O MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2

氯碱的生产工艺流程

氯碱生产现状及生产工艺 1:产品简介及生产现状 氯碱工业是国民经济的重要组成部分,是基础化工原材料行业,其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业,在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。氯碱工业以盐为原料,电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气,氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品,目前我国能够生产200多种耗氯产品,主要品种70多个。 2生产方法 氯碱生产工艺有隔膜电解、水银电解和离子膜法。水银法电流效率高,产品质量好,但污染严重,易发生炸槽事故;隔膜法生产效率低,产品质量差,所用石棉污染环境,对人体有危害;离子膜法电流效率高,产品质好且无污染,但膜与机框的成本高。 3离子膜法制烧碱 离子交换膜法制烧碱 目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究,80年代开始工业化生产。 离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽(包括16个单元槽)。 精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室。通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示: 电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙, 精制食盐水时经常进行以下措施 (1)过滤海水

浅谈氯碱行业的现状及发展方向

浅谈氯碱行业的现状及发展方向 摘要:本文主要简述了当前全球以及国内氯碱行业的现状及目前国内氯碱行业遇到的一些问题,简要分析了氯碱行业所面临的严峻形势,指出应当以清洁绿色工艺为发展方向,拉长产业链条,提高产品附加值,推进氯碱化工的全面、协调、可持续发展和经济发展方式的转变。 前言 在全球经济复苏缓慢,世界氯碱工业格局发生重大变化的形势下,中国氯碱行业结构调整进入关键期,化解产能过剩、加快新技术的推广应用、拓展氯产品的下游应用以及加快国际化发展水平等,成为当务之急。 一、当前世界形势 全球氯碱工业的发展格局正悄然发生变化。其主要表现在:美国氯碱工业抓住页岩气开发的机遇,增强了核心竞争能力,产品出口量有了较快的增长;中东地区依托能源优势,起乙烯产品具有较强的竞争力;欧洲氯碱行业在经济复苏中比较平稳;新兴经济体国家氯碱行业的发展引人注目,中国主要氯碱产品PVC、烧碱等产能位列世界第一,截止2013年底我国烧碱能力已达近4000万吨/年,聚氯乙烯生产能力2300万吨/年左右。印度PVC市场需求较为强劲。这些变化带来了全球氯碱产品贸易格局的改变。对此,各国相关企业及时调整贸易策略和进出口方向,扬长避短,以减少贸易摩擦,促进全球市场有效融合。 二、国内氯碱行业现状 对中国而言,尽管氯碱工业后来居上,成为全球最大氯碱生产国,但大而不强的问题突出,目前行业正遭遇产能过剩、结构失调、盈利能力下降、亏损面扩大的困境。中国氯碱工业结构调增已进入关键期。化解产能过剩是行业面临的首要任务。氯碱平衡是促进行业结构调整的重要问题,全行业必须在氯的下游开发方面做足文章,以拓宽下游,释放上游。另外,精细化、高端化发展也是氯碱行业结构调整和转型升级绕不开的问题。 目前,中国氯碱产能已严重过剩,但扩能的势头依然强劲。装置明显开工率不足,盲目扩产加剧了市场的无序竞争,企业效益下降。氯碱+PVC的发展模式已不能支撑企业经济增长。多数氯碱生产企业经营困难,新建氯碱项目面临投产即亏损的严峻局面。氯碱行业必须及时调整产品产业结构,发展氯碱下游产品的绿色清洁生产工艺,延长氯的下游产业链,发展高附加值产品,实现差异化平衡发展,全面提升行业竞争力。 首先节能降耗也是氯行业发展的一个重要因素,影响氯碱行业发展的一个较大阻力是能耗,有效实施节能降耗,是企业产生效益的关键。一般主要措施是高标准建设新项目,优先采用新工艺、新技术,使项目建成后处于较高的起跑线上;

氯碱工业简述

氯碱生产简介 化工二班张晨200900112073 【摘要】我国是世界氯碱生产大国,氯碱工业是以盐和电为原料生产烧碱、氯气、氢气的基础原材料工业,氯碱产品种类多,关联度大,其下游产品达到上千个品种,具有较高的经济延伸价值,它广泛应用于农业、石油化工、轻工、纺织、建材、电力、冶金、国防军工、食品加工等国民经济各命脉部门,在我国经济发展中具有举足轻重的地位。据有关部门测算1万吨氯碱产品所带动的一次性经济产值在10亿元人民币以上。我国一直将主要氯碱产品产量及经济指标作为我国国民经济统计和考核的重要指标。因为知识有限,本文针对氯碱工业的原理方法,发展历史,生产现状作简要介绍。 【关键字】氯碱工业电解方法发展现状研究方向 一、生产原理 氯碱工业利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱(氢氧化钠)和氯气并副产氢气的生产过程。过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序,其中主要工序是电解,其中电解主要采用电解饱和食盐水反应原理。 1.电解过程的反应:(1)电解过程的主反应食盐水溶液中主要有四种离子,即Na+、C1一、OH一和H+。当直流电通过食盐水溶液时,阴离子向阳极移动,阳离子向阴极移动。当阴离子到达阳极时,在阳极放电,失去电子变成不带电的原子;同理,阳离子到达阴极时,在阴极放电,获得电子也变成不带电的原子。离子在电极上放电的难易不同,易放电的离子先放电,难放电的离子不放电。 在阴极上,H+比Na+容易放电,所以,阴极上是H 2 放电,电极反应为: 2H+一2e-→H2 在在阳极上,C1-比OH-易放电,所以,阳极上是Cl 2 放电,其放电反应为 2C1-一2e-→C1 2 不放电的Na+和OH一则生成了NaOH。 电解食盐水溶液的总反应式为2NaCl+2H 2O →2NaOH+CI 2 十H 2 (2)电解过程的副反应随着电解反应的进行,在电极上还有一些副反应发生。在阳极上产生的C1 2 部分溶解在水中,与水作用生成次氯酸和盐酸:

氯碱工业

氯碱工业 1.(2011北京26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示: (1)溶液A的溶质是____________; (2)电解饱和食盐水的离子方程式是________ ; (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的PH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用____________ ; (4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42-)>c(Ca2+)]。精致流程如下: ①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是_____________。 ②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是___________________ ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有_________________ ④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ,则处理10m3 盐水b ,至多添加10% Na2SO3溶液_________ kg(溶液体积变化忽略不计)。

2.(2010上海卷)27.工业生产纯碱的工艺流程示意图如下: 完成下列填空: 1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B 的化学式。 A B 2)实验室提纯粗盐的实验操作依次为: 取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。 3)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是。碳 酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是。 4)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是(填写 化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:。 5)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰水产生氨。加石 灰水后所发生的反应的离子方程式为: 滤液D加石灰水前先要加热,原因是。 6)产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠 的质量分数,纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为: (注明你的表达式中所用的有关符号的含义)

氯碱工业

氯碱工业 新桥中学习智勇一、教学目标 知识目标: 1,掌握电解饱和食盐水反应原理;正确书写电极反应方程式和总化学方程式。2,了解离子交换膜电解槽的组成,特点及主要生产流程. 3,初步掌握电解槽的简单结构及食盐水的精制。 4,常识性介绍以氯碱工业为基础的化工生产。 能力目标: 1,通过电解饱和食盐水演示实验的教学,培养学生观察、综合分析实验现象、归纳实验结论的能力。 2,通过饱和食盐水的净化过程的教学培养学生利用化学知识综合解决实际问题的能力。 情感目标: 1,通过了解氯碱工业的主要产品及在国民经济中的重要作用,培养学生学习兴趣和立志为科学技术作贡献的科学精神; 2,培养学生环境保护意识。 二、教学重点和难点 重点:电解饱和食盐水反应原理;食盐水的精制。 难点:电解饱和食盐水反应原理;食盐水的精制。 三、教法 实验探究阅读讨论分析讲解 四、教学用具 酚酞试液、碘化钾淀粉试纸、碳棒、铁棒、饱和食盐水、电流表、直流电源五、课时安排 二课时 六、教学过程 【引题】消毒设施广泛用于我们的生活,充当我们健康的保护伞,有一种家用消毒器的的广告词是这样说的"食盐+水,通电,就Ok!"你知道这种消毒器是怎么工作的吗?他是如何起到消毒的作用?今天我们就来一起揭开这神秘消毒器的面纱! 【板书】第二节氯碱工业 【过渡】实验事实是检验科学的唯一标准,我们不妨电解饱和食盐水看看 【演示实验】电解饱和食盐水,引导学生观察实验现象。 【学生活动】描述实验现象并归纳实验结论: 阳极:碳棒有刺激性气味气体逸出,湿润的碘化钾淀粉试纸靠近变蓝 阴极:铁棒有无色无味气体逸出

溶液中滴加了酚酞变红,说明有碱性物质生成 【组织学生讨论】阳极与阴极气体是什么?如何设计来检验(爆鸣) 【引导学生分析】在饱和食盐水中有哪些物质电离?溶液中存在哪些离子? 溶质 NaCl: NaCl=Na ++Cl - 溶剂 H 2O : H 2O=H ++OH - 阳离子:Na +、H + 阴离子: Cl - 、OH - 【师】在通过直流电之前,这四种离子在溶液中作无规则的自由移动;通直流电后,离子发生定向移动而导电。阳离子Na +和 H +向阴极移动,由于H +的放电顺序较Na +强,所以,H + 获得电子被还原为氢原子,氢原子结合为氢分子逸出。阴离子Cl -和OH -向阳极移动,并且,由于Cl -的放电顺序较OH -强,所以,Cl - 失去电子被氧化为氯原子,氯原子结合为氯气。 【板书】一、电解饱和食盐水反应原理 电极反应为:阳极 2Cl --2e -=Cl 2↑(氧化反应) 阴极 2H ++2e -=H 2↑ (还原反应) 【师】在阴极H +是H 2O 电离产生的,当H +由于反应被消耗时,剩下水电离出的OH -溶液显碱性,为NaOH ,故酚酞变红。 而H +是由H 2O 【板书】2NaCl+2H 22↑ + Cl 2↑ (阴极) (阳极) 【学生讨论】NaOH 、Cl 2 和H 2各有什么重要用途?得出他们的重要性,是很好的原料 【师】我们把工业上利用这一反应原理来制取NaOH 、Cl 2 和H 2 ,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。 【问】写出电解饱和食盐水的总反应后,你现在能解释"食盐+水,通电,就Ok !"这句广告词吗? 【生】生成了Cl 2 可转化为HClO 而杀菌消毒。 【师】工厂里生产的原理也是这样的,但生产过程要复杂得多,就我们这个实验装置生产有什么缺点? 【讨论】1 Cl 2 + H 2 === 2 HCl 容易发生爆炸 2 Cl 2 + 2NaOH === NaCl + NaClO + H 2O 是制得的NaOH 不纯 现实生产如何解决这两个问题呢 讨论后学生得出解决方案: 1 使产生的Cl 2 和 H 2不接触 2 使产生的Cl 2 和 NaOH 隔开 【师】工业生产是如何解决这两个问题的呢?请大家阅读课本P50

氯碱工业

2.1(2)氯碱工业 知识要点 1.氯碱工业 (1)氯碱工业是指“工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2,并以它们为原料生产一系列化工产品”。 (2)电解饱和食盐水 总反应式:NaCl+H 2O ??→ ?电解 H 2↑+Cl 2↑+2NaOH 电解 饱和 食盐水 反应 原理 电极 判断 电极名称 阳极 阴极 电极反应 2Cl — - 2e → Cl 2↑ 2H 2O + 2e → 2OH — + H 2↑ 电极材料 石墨 铁(或石墨) 本质 失去电子 得到电子 发生反应 氧化反应 还原反应 连接方式 与电源正极相连 与电源负极相连 电子流向 流出 流入 电流流向 流入 流出 反应现象 产生氯气 产生氢气和烧碱(使酚酞变红) 2.实验室制取氯化氢气体 氯 化 氢 的制备 实验室制备 反应原理 NaCl(s) + H 2SO 4(浓) ??→?微热 NaHSO 4 + HCl ↑ 说明: ① 反应在常温或微热条件下即可进行。用高沸点(难挥发)酸制低沸点(易挥发)酸。 ② 也可使用NaCl 与NaHSO 4固体混合强热方式制备 ③ 还可将浓硫酸与浓盐酸混合进行制备(注意混合方式) 实验装置 发生装置 净化干燥 收集装置 尾气处理 (防倒吸) 工业 反应原理 H 2 + Cl 2 ??→?点燃2HCl

3.电离和电离方程式 电解质(酸、碱、盐)在水分子的作用下,离解成自由移动离子的过程称为电离。电离过程一般用电离方程式表示。如NaCl→Na++Cl-;HCl→H++Cl-;H2SO4 →2H++SO42-。 例题解析 例1.把一张用饱和食盐水与酚酞的混合液浸透了的滤纸放在表面皿上,滤纸的两端用惰性电极跟直流电源的两极直接相连,通电一段时间后发现与滤纸接触的一个电极附近变成了红色,则这个电极与直流电源的_______相连。简述该电极附近变成红色的原因。例2.下列各反应中,通常不适用于制取氯化氢气体的是 A.氢气在氯气中燃烧 B.浓盐酸中滴加浓硫酸 C.氯化钠固体与浓硫酸微热 D.稀硫酸与氯化钡溶液 巩固练习 一、单项选择题 1.人体胃液是较强的酸性液体,所含的酸主要是() A.碳酸B.盐酸C.硫酸D.醋酸 2.烧碱在工业上有广泛的用途,下列不属于烧碱用途的是() A.制皂B.造纸C.精炼石油D.制食盐 3.下列关于电解饱和食盐水溶液叙述正确的是() A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B.阳极附近的气体呈黄绿色 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色 D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性 4.能证明氯化氢极易溶于水的实验是() A.溶于水可得盐酸 B.使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C.溶于水时形成喷泉 D.与硝酸银溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀

相关文档
最新文档