工業(yè)制純堿課件

純堿的工業(yè)制法純堿的用途

純堿是重要的化工原料之一,絕大部分用于工業(yè)，一小部分為民用。主要應(yīng)用于輕工、建材（每噸玻璃消耗純堿0.2噸）、化工、冶金、印染、制革、石油、國(guó)防、醫(yī)藥、洗滌等。少量食用級(jí)純堿用于生產(chǎn)味精、面食等，用量極大，被譽(yù)為“化工之母”。1ppt課件完整思考1：從物質(zhì)組成、構(gòu)成的角度，要合成Na2CO3，需要哪些原料？Na2CO3①

②

CO32-

Na+NaCl

CaCO3

NaHCO3

③2ppt課件完整一、索爾維制堿法（氨堿法）飽和食鹽水NH3CO2NaHCO3過(guò)濾母液（NH4Cl、NaCl、NaHCO3）3ppt課件完整思考2：

為什么飽和食鹽水中通入氨氣和CO2能有碳酸氫鈉沉淀產(chǎn)生？（1）體系有幾種物質(zhì)？

（2）哪些物質(zhì)相互間會(huì)反應(yīng)？

NaCl+H2O+NH3+CO2H2O+NH3+CO2（3）NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些離子？可能會(huì)形成哪些物質(zhì)？Na+，Clˉ，NH4+，HCO3ˉ

NaCl，NH4Cl，NH4HCO3，NaHCO3（4）為什么NaHCO3會(huì)以沉淀的形式析出？

4ppt課件完整四種鹽在不同溫度下的溶解度（g/100g水）表0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃NaCl35.735.836.036.636.637.037.339.8NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3NH4HCO311.915.821.027.0—①———NaHCO36.98.19.611.112.714.516.4—①>35℃時(shí)NH4HCO3會(huì)有分解

思考：通過(guò)以上溶解度表，你得到什么結(jié)論？同溫下NaHCO3是四種物質(zhì)中溶解度最小的

。5ppt課件完整1.生產(chǎn)原料：氯化鈉、石灰石、氨氣2．生產(chǎn)原理：（1）往飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳：NH3+CO2+H2O→NH4HCO3；

NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl（2）過(guò)濾出碳酸氫鈉經(jīng)煅燒制碳酸鈉：

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O（3）原料CO2、NH3的生產(chǎn)與循環(huán)：CaO+H2O→Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2OCaO

+CO2↑

CaCO36ppt課件完整思考討論：為確保反應(yīng)的順利進(jìn)行，生產(chǎn)上要注意哪些問(wèn)題？

1.物質(zhì)的量的問(wèn)題2.加料順序的問(wèn)題3.原料循環(huán)的問(wèn)題NaCl要飽和，提高Na+的濃度CO2要過(guò)量先通NH3，加壓后通CO22NaCl+

CaCO3→Na2CO3+CaCl27ppt課件完整3.生產(chǎn)工藝：8ppt課件完整思考討論：

：根據(jù)工藝流程圖，請(qǐng)說(shuō)說(shuō)氨堿法有什么優(yōu)缺點(diǎn)?關(guān)注每個(gè)環(huán)節(jié)：原料、產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

（1）優(yōu)點(diǎn)：

1.原料（食鹽和石灰石）價(jià)廉易得；2.產(chǎn)品純堿的純度高、質(zhì)量好；3.步驟較簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)；4.循環(huán)使用氨氣和二氧化碳、成本較低（2）缺點(diǎn)：

1.原料食鹽的利用率低，僅為72%~74%；2.產(chǎn)生大量氯化鈣、氯化鈉的廢液，生成的氯化鈣基本無(wú)用9ppt課件完整1.針對(duì)上節(jié)課分析的兩個(gè)缺點(diǎn)問(wèn)題，關(guān)鍵是原料的利用率問(wèn)題。追根求源，原料的利用率低出現(xiàn)在工藝的哪個(gè)環(huán)節(jié)？能否進(jìn)行改進(jìn)？

？討論：10ppt課件完整2.石灰石的作用是什么？提供原料氣CO2和NH3

3.能否不用石灰石CaCO3？

尋找CO2和NH3的新途徑

→合成氨廠

二、侯氏制堿法（聯(lián)堿法）

11ppt課件完整思考：如何把NaCl、NH4Cl混合液進(jìn)行分離？

77.355.350.445.841.437.233.329.4NH4Cl39.837.337.036.636.336.035.835.7NaCl100℃60℃50℃40℃30℃20℃10℃0℃溫度物質(zhì)12ppt課件完整1.生產(chǎn)原料：氯化鈉、氨氣、二氧化碳2．生產(chǎn)原理：（1）往飽和食鹽水中通入氨氣和二氧化碳：NH3+CO2+H2O→NH4HCO3；

NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl（2）過(guò)濾出碳酸氫鈉經(jīng)煅燒制碳酸鈉：

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O13ppt課件完整3.生產(chǎn)工藝：合成氨工廠CO2NH3①通NH3②加NaCl細(xì)粒③冷卻14ppt課件完整思考討論：

：根據(jù)工藝流程圖，請(qǐng)說(shuō)說(shuō)聯(lián)堿法有什么優(yōu)缺點(diǎn)?1.優(yōu)點(diǎn)：

（1）聯(lián)合合成氨廠，原料易得，節(jié)約成本；（2）母液循環(huán)使用，大大提高了食鹽的利用率（>96%），避免產(chǎn)生大量含CaCl2的廢液，對(duì)環(huán)境污染少，符合“綠色化學(xué)”的思想；2.缺點(diǎn)：

由于工藝所限（剩余飽和食鹽水循環(huán)使用），產(chǎn)品的鹽分等雜質(zhì)含量要高于氨堿法

；（3）操作過(guò)程、工廠設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少、成本低。

15ppt課件完整表3近幾年三種純堿生產(chǎn)工藝產(chǎn)能比例變化趨勢(shì)（%）年份氨堿聯(lián)堿天然堿200551.6442.625.78200653.140.526.36200750.6442.217.15200848.4245.196.39200946.3248.175.5116ppt課件完整氨堿法聯(lián)堿法發(fā)明者生產(chǎn)原料

生產(chǎn)工藝循環(huán)物質(zhì)產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

索爾維（比利時(shí)）侯德榜（中國(guó)）氯化鈉、石灰石、氨氣氯化鈉、氨氣、二氧化碳生產(chǎn)原理NaCl利用率（1）NH3+CO2+H2O→NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl（2）2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2OCaO+H2O→Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+H2ONH3、CO2均來(lái)自合成氨廠CaCO3CaO+CO2↑鹽水制備→氨鹽水制備及碳酸化→重堿分離與煅燒→氨的回收

一次碳化→兩次吸氨→一次加鹽→低溫鹽析CO2、NH3NaClNa2CO3Na2CO3、NH4Cl72%~74%>96%原料價(jià)廉易得、產(chǎn)品質(zhì)量好、成本較低設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少；食鹽的利用率高；耗能少、對(duì)環(huán)境污染少原料利用率低、產(chǎn)生氯化鈣多、耗能多

產(chǎn)品純度相對(duì)氨堿法差17ppt課件完整侯德榜一生在化工技術(shù)上有三大貢獻(xiàn)。第一，揭開(kāi)了蘇爾維法的秘密。第二，創(chuàng)立了中國(guó)人自己的制堿工藝——侯氏制堿法。第三，他為發(fā)展小化肥工業(yè)所做的貢獻(xiàn)。1921年，他在哥倫比亞大學(xué)獲博士學(xué)位后，懷著工業(yè)救國(guó)的遠(yuǎn)大抱負(fù)，毅然放棄自己熱愛(ài)的制革專(zhuān)業(yè)，毅然回到祖國(guó)。

索爾維(E.ErnestSolvay1838-1922)，比利時(shí)工業(yè)化學(xué)家。1861年他又用氨溶液、二氧化碳與食鹽混合制成碳酸鈉（稱為氨堿法）。1863年創(chuàng)辦一個(gè)正式的制堿工廠，實(shí)現(xiàn)了氨堿法的工業(yè)化，使制堿生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化，食鹽的利用率也提高了很多。產(chǎn)品由于質(zhì)量純凈,而被稱為純堿。18ppt課件完整三、化工生產(chǎn)的一些基本原理