工业上怎么生产碱

‘壹’ 纯碱工业制作方法

纯碱即苏打(soda)，化学式为Na2CO3，是一种重要的化工原料，是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。
一:布兰制碱法: 古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。远不能满足化工生产需求，1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐为原料制碱，称路布兰制碱法，该法分三布：
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
缺点:; 该方法生产时需要高温，硫酸对设备腐蚀严重，CaS废弃物长期堆积臭气四溢，加之成本较高，后被氨碱法代替。
二: 氨碱法即索尔维制碱法， 是1862年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，其反应也分三步进行：
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
反应生成的CO2可回收利用，NH4Cl又可与生石灰反应重新生成氨气：

2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O
缺点: 该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。
三: 候氏制碱法 对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3)，而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氢钠(NaHCO3)，此时母液中Na+减少而Cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（NH4Cl）溶解度突然降低，而食盐(NaCl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（NH4Cl）析出而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（CO2），结果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法。该法生产的碱质量优良，纯白如雪，在1926年获美国费城“万国博览会金质奖”。具体是这样的：
1 向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳
NH3+H2O+CO2+NaCl=NH4Cl+NaHCO3（析出）
2 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠
2NaHCO3＝Na2CO3+H2O+CO2
3 利用碳酸钠通入石灰水，制得氢氧化钠
Na2CO3＋Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3
4 培烧碳酸钙，得到二氧化碳循环
CaCO3=CaO+CO2
CaO+H2O=Ca(OH)2
5 向1步反应的母液中，加入过量食盐，氯化铵结晶析出，制成化肥使用。
侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制碱法。这种方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。

‘贰’ 工业上如何制纯碱

工业制纯碱（侯氏）
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl（NH4HCO3结晶析出）
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2（反应条件：加热）
6、工业制氨气
3H2+N2=2NH3 （反应条件：高温高压催化剂作用下）
注：催化剂为铁触媒
中国工程师侯德榜(1890-1974)将制碱厂与合成氨厂共建，从而将氨碱法改造成了“联合制碱法”。两种方法的区别主要体现在对母液的处理上。联合制碱法在母液中再次通入NH3并补充加入NaCl(而不是加入石灰乳)，一方面利用沉淀平衡的移动原理迫使NH4Cl沉淀，一方面使NaHCO3转化为溶解度较大的Na2CO3，从而得到较纯的NH4Cl。
NH3·H2O+HCO3-→CO32-+NH4++H2O
NH4++Cl-→NH4Cl↓
(侯德榜联合制碱法流程图)
同样可以给出联合制碱法的“理论总结果”：
2NaCl+2NH3+CO2→Na2CO3+2NH4Cl
从中可见它与氨碱法的基本区别：
1．NH3不再“相当于催化剂”，它是被完全消耗的原料，需要由合成氨厂不断提供。
2．副产品是可作化肥的NH4Cl而不是CaCl2。
3．没有Ca2+的干扰，母液被循环使用，NaCl等原料的利用率明显提高。
碳酸钠俗名纯碱或苏打，是白色固体，常含结晶水(Na2CO3·10H2O)。我国北方的天然碱矿中存在纯碱资源。它被广泛用于玻璃制造、造纸、纺织等工业。

‘叁’ 工业上用来制碱的方法

工业制备烧碱是通过电解饱和氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气，叫做氯碱工业！
工业制备纯碱——碳酸钠是在氨化的饱和氯化钠溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠晶体，再加热碳酸氢钠得到碳酸钠！

‘肆’ 纯碱的生产工艺流程是怎样的

1、氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，如图：

(4)工业上怎么生产碱扩展阅读：

碳酸钠 [497-19-8]（Na2CO3），分子量105.99 。化学品的纯度多在99.5%以上（质量分数），又叫纯碱，但分类属于盐，不属于碱。国际贸易中又名苏打或碱灰。

‘伍’ 工业上制取烧碱的主要方法

氢氧化钠工业制法
（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↓（Ca(OH)2微溶,可出现浑浊现象） Mg2++2OH-==== Mg(OH)2↓ （3）利用反渗透膜法生产技术出去盐水中的SO4 2- （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 ==电解== H2↑+ Cl2↑+ 2NaOH

‘陆’ 工业上氢氧化钠制法

工业上生产烧碱的方法有苛化法（也称化学法）和电解法、离子交换膜法三种。

1、苛化法

苛化法即利用石灰乳与纯碱(Na2CO3)水溶液反应制得，由于此法制得的烧碱纯度低，经济效益差，目前只在少数国家有小规模生产。

2、电解法

电解法又分水银法、隔膜法和离子膜法，我国主要采用的是隔膜法和离子膜法。隔膜法生产中汲出的电解液，经过预热、蒸发、分盐、冷却，得到液体烧碱用中学化学的实验操作描述就是：汲出的电解液中含有剩余的NaCl和约10%左右的NaOH，经过加热蒸发、除去一部分水。

使NaCl结晶析出而除去，得到较浓的NaOH溶液。离子膜法生产中，阴极室生成的高纯度烧碱溶液质量分数在30%～32%，可以直接做为烧碱产品。

商品氢氧化钠有固体和液体两种，简称固碱和液碱（即烧碱溶液），后者有73％、50％、45％、42％和30％等规格。

制取固碱时，将各种方法生产的50％或73％氢氧化钠溶液在降膜蒸发器内，用450℃熔融载热体间接加热，并加入蔗糖之类的还原剂，去除氯酸盐杂质。

烧碱溶液可进一步浓缩，也可以在含镍铸铁锅内用直火加热，蒸发浓缩成为熔融的无水氢氧化钠（NaOH的熔点为381.4℃）。

熔融的氢氧化钠可直接加入铁桶凝成为整块固碱，也可经结片机或造粒塔制成片状或珠、粒状固碱。工业制得的氢氧化钠中仍含有少量杂质，如需更高纯度的氢氧化钠，还需进行进一步提纯精制。

3、离子交换膜法

将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制，把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后，再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制，使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下。

将二次精制盐水电解，于阳极室生成氯气，阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH生成氢氧化钠，H+直接在阴极上放电生成氢气。

电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-，阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%～32%（质量），可以直接作为液碱产品，也可以进一步熬浓，制得固体烧碱成品。

(6)工业上怎么生产碱扩展阅读

氢氧化钠的用途十分广泛，在化学实验中，除了用做试剂以外，由于它有很强的吸水性和潮解性，还可用做碱性干燥剂。氢氧化钠在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要氢氧化钠。

使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。

‘柒’ 烧碱是用什么方法生产的

工业上生产烧碱的方法有苛化法和电解法两种。
苛化法按原料不同分为纯碱苛化法和天然碱苛化法；电解法可分为隔膜电解法和离子交换膜法。
纯碱苛化法
将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、化灰制成石灰乳，于99～101℃进行苛化反应，苛化液经澄清、蒸发浓缩至40%以上，制得液体烧碱。将浓缩液进一步熬浓固化，制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤，洗水用于化碱。
Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2NaOH+CaCO₃↓[3]
天然碱苛化法
天然碱经粉碎、溶解(或者碱卤)、澄清后加人石灰乳在95～100℃进行苛化，苛化液经澄清、蒸发浓缩至NaOH浓度46%左右、清液冷却、析盐后进一步熬浓．制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤，洗水用于溶解天然碱。
Na₂CO₃+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO₃↓NaHCO₃+Ca(OH)2→NaOH+CaCO₃↓+H2O[3]
隔膜电解法
将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质，再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀，砂滤后加入盐酸中和，盐水经预热后送去电解，电解液经预热、蒸发、分盐、冷却，制得液体烧碱，进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。
2NaCl+2H₂O[电解] →2NaOH+Cl₂↑+H₂↑[3]
离子交换膜法
将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制，把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后，再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制，使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下，将二次精制盐水电解，于阳极室生成氯气，阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的0H生成氢氧化钠，H+直接在阴极上放电生成氢气。电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-，阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%～32%(质量)，可以直接作为液碱产品，也可以进一步熬浓，制得周体烧碱成品。[4]
2NaCl+2H₂O→2NaOH+H₂↑+Cl₂↑[3]

‘捌’ 工业制碱的方法与步骤

其工艺流程图为：

其主要工段是化盐电解蒸发干燥液氯盐酸

化盐：采用热法化盐，用烧碱、纯碱、氯化钡、次氯酸钠等精制剂进行反应，聚丙烯酸钠等助沉剂进行絮凝，盐酸进行中和，通过溶盐、反应、澄清、砂滤及中和等过程制得合格的精盐水。

电解：来自化盐工段的精盐水，预热到85℃后进入电解槽，在直流电的作用下进行电化反应，在阳极室产生氯气（湿），阴极室产生氢气（湿）和电解碱液（稀碱液），分别去氯氢处理工段（干燥工段）和蒸发工段。

蒸发：来自电解工段的电解液进入蒸发工段的电解液贮槽，由加料泵将电解液经两只螺旋板预热器预热后送进一效蒸发器，由热电站送来的蒸汽将一效内碱液加热蒸发到一定的浓度，再送至三效蒸发器浓缩成30%左右的液碱后出料至析盐槽，由第四只析盐槽内淌出的清液碱自流到浓碱冷却塔，再经过冷却后送至配碱塔，配成合格的成品送至商品塔出售。

一效内碱液蒸发产生的二次蒸汽作为二效加热源，二效内碱液蒸发产生的二次蒸汽作为三效加热器热源，三效产生的二次蒸汽经预冷器预冷再至喷射冷凝器冷凝后随下水排出，一效冷凝水送化盐工段使用，二、三效冷凝水及部分预冷器下水送入热水贮槽，供洗盐用。

二效内析出的结晶盐经旋液分离器排至盐集中槽，三效内析出的结晶盐经旋液分离器排入二效蒸发器内，结晶再长大后随二效分离器排出，盐集中槽内盐放入离心机进行洗盐操作，母液洗液进入母液池后送回淡碱贮槽，碱盐水进入碱盐水池后送至化盐工段。

干燥：氯气：来自于电解的湿热氯气，进入氯气水洗冷却塔，被喷淋的循环氯水直接冷却到45℃左右，进入氯气钛管冷却器，被管外流过的5℃的冷却水冷却到12～15℃，经水雾捕集后进入强化型板式塔、填料干燥塔，与浓硫酸充分接触干燥，然后由氯气压缩机加压到0.15～0.2MPa，经酸雾捕集后干燥氯气送往液氯等用氯工序。

氢气：电解来的氢气，进入盐水预热器回收部分热量后，经水洗冷却至40℃以下，经过罗茨鼓风机加压到0.02MPa左右送往气柜和盐酸等用氢工序。

液氯：来自氯氢处理的干燥氯气进入列管式氯冷凝管的管间，被管内流过的-35℃的冷冻盐水所冷却，大部分氯气被冷凝下来，然后在气液分离中分离，液氯流入液氯贮槽，加压后送去包装，未凝尾氯送合成盐酸、次氯酸钠工序作为原料。

贮槽内液氯在系统压力下送往汽化器，用60～80℃的热水进行加热，将液氯压入钢瓶，汽化器内残余液氯定期压往污氯处理槽回收氯气后，污物排入下水道。

盐酸：氯氢处理来的氢气经助火器、缓冲器、孔板流量计进入合成炉灯头的套筒，从液氯化来的尾气经缓冲器、助火器、孔板流量计进入合成炉灯头的内筒间，氯、氢气在合成炉内燃烧生成氯化氢气体，经冷却后依次进入Ⅰ级降膜吸收塔、Ⅱ级降膜吸收塔、尾气吸收塔，被自上而下的吸收水吸收生成盐酸，盐酸流入回收槽，以泵送贮槽，然后去包装，未吸收的尾气经水洗后，以抽风机排向大气。

‘玖’ 工业制碱怎么做

蒸发溶剂使溶液变成饱和溶液，多余的溶质就会以晶体的形式析出，也就是结晶的一种方法
工业制碱：
化学变化！
制纯碱：
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据
NH4Cl
在常温时的溶解度比
NaCl
大，而在低温下却比
NaCl
溶解度小的原理，在
278K
～
283K(5
℃～
10
℃
)
时，向母液中加入食盐细粉，而使
NH4Cl
单独结晶析出供做氮肥。