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工业纯碱是怎么来的

发布时间:2024-07-10 11:12:06

1. 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。

2. 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。

3. 工业上制取纯碱的原料是

原料是食盐、氨和二氧化碳 联合制碱法(又称侯氏制碱法)

它是我国化学工程专家侯德榜(1890~1974)于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是:C+H2O=CO+H2 CO+H2O=CO2+H2

联合制碱法包括两个过程:第一个过程与氨碱法相同,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用。其工业生产的简单流程如图所示。

4. 工业上制取纯碱的原料是什么

联合制碱法
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
(3)2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑按①来看,所以原料是NaCl NH3 H2O CO2,要记得话可以记为半酸半碱与一盐,CO2和水可记为一酸,NH3和水可记为一碱,但由于水只有一个,所以各记为半个,记法不怎么科学,但很实用。

5. 纯碱的工业制取

以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。

6. 氯碱工业是利用电解原理来生产氯气和纯碱

对,食盐水进行电解,将NaCL分离,Na穿过离子膜与阴极的氢氧根离子结合生成NaOH,阳极室内氯的负离子放电得到一个电荷,产生氯气,上析↑,在阴极室经纯水调节NaOH的浓度,纯水被电解成氢氧根与氢离子,氢离子放电失去一个电子产生氢气↑;在阳极盐水NaCL被电解分离,浓度降低,不间断的添加高浓度精致盐水;期间要加入HcL调节阳极盐水的PH值,中和在压力作用下由阴极反渗透至阳极的氢氧根。氯.氢气产出气体后,根据电解槽内部的压力调整正压使离子膜贴向阳极,不可出现负压将膜贴向阴极,会给离子膜造成永久性损伤,且容易发生氯中含氢发生爆炸。随时根据化验调整控制范围,一般国内的氯碱厂用的电解槽大都是北京化工机械厂生产的,日本氯工程电解槽,德国伍德,德国意大利合资的伍迪电解槽。离子膜有美国杜邦,日本旭化成,旭肖子。我在氯碱行业工作十一年,相对还是了解的。手机打字有些不便敬请谅解。
希望对您有所帮助,如果有什么问题可以随时找我,望采纳谢谢!!

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