化工生产纯碱的制备ppt课件

5 3化工生产 1 二 联合制碱工业 2 玻璃 制皂 纺织 食品 造纸 纯碱的用途 3 自然界中有纯碱吗 鄂尔多斯天然碱厂 内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖 4 纯碱的制法 天然盐湖制碱法索尔维法 氨碱法 侯氏制碱法 联合制碱法 目前纯碱的生产方法有索尔维法 氨碱法 联碱法及天然碱法 美国是世界纯碱生产第一大国 纯碱全部来自天然碱 亚洲纯碱以合成碱为主 主要生产国家为中国 印度和日本 5 比利时化学家 索尔维 一 氨碱法生产纯碱 索尔维制碱法 6 1862年比利时人索尔维以NaCl CaCO3 NH3和H2O为主要原料 制得纯净的碳酸钠 叫索尔维制碱法 其主要操作是 在氨化饱和食盐水中通入二氧化碳 制得小苏打 索尔维制碱法 氨碱法 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl NH3 CO2 H2O NH4HCO3 NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl 把小苏打在250 下焙烧以制得碳酸钠 CO2循环利用 7 问题1 20 时 由NH4HCO3 NaCl和H2O配制成一混合溶液 当把溶液加热蒸发后冷却至20 首先析出的物质是什么 8 问题2 在纯碱的生产中饱和食盐水中先通入氨气还是先通入二氧化碳 原因是什么 在工业生产流程中 将饱和的食盐溶液在冷却后通入足量的氨气 然后在加压条件下通入二氧化碳 原因是 先通氨气使溶液碱性增强 能溶解更多的二氧化碳 生成较多的碳酸氢钠 使碳酸氢钠晶体析出 9 CaCO3 CO2 CaO NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O CaO H2O Ca OH 2 2NH4Cl Ca OH 2 2NH3 CaCl2 2H2O 产品 副产品 一 氨碱法生产纯碱 索尔维制碱法 NaCl NaCl NaCl 10 优点 原料便宜易得 产品纯度高 氨和部分二氧化碳可以循环使用 制作步骤简单 请你分析一下氨碱法的优缺点 缺点 副产物氯化钙的处理 食盐的利用率不高 大约只有70 11 如何进一步提高食盐的利用率 不生成无用的CaCl2是必须要解决的问题 1939年 侯德榜改良了索尔维制碱法 摒弃了氨碱法的缺点 被称为侯德榜制碱法 12 2 候氏制碱法 联合制碱法原理 同索尔维法 NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl 13 氨碱法制纯碱 产生用途不大的CaCl2 NaCl利用率低 14 饱和食盐水 通氨气 氨盐水 通CO2 过滤洗涤 碳酸氢钠 煅烧 纯碱 产品 二氧化碳 循环使用 滤液 NH4ClNaCl 侯德榜制碱法 改进方案 使NH4Cl单独结晶出来 由合成氨厂提供 15 如何使NH4Cl从含有NH4Cl和NaCl的母液中结晶析出 且不夹带NaHCO3固体 措施 1 通入NH3 3 降温至 0 10 分析 2 加入磨细的食盐 1 增大NH4 的浓度 使NH4Cl更多地析出 2 使NaHCO3转化为Na2CO3 提高析出NH4Cl的纯度 同离子效应 使NH4Cl沉降 在降温至t1 以下分离析出更多的NH4Cl沉淀 同时又补充了下一过程中所要的Na 16 联合制碱法二氧化碳来源 氨来源 C H2O g CO H2CO H2O g CO2 H2 二氧化碳 氨均来自合成氨厂 故称为 联合制碱法 17 侯德榜制碱法的优点 1 提高了氯化钠的利用率 2 同时得到了纯碱和氯化铵两种产品 3 综合利用了氨厂的废弃物CO2 工厂设备比氨碱法简单 联合制碱法 18 3 氨碱法和联合制碱法比较 19 1 下图为纯碱生产工艺 生产流程可简要表示如下 1 上述生产纯碱的方称 副产品的一种用途为 侯德榜制碱法 化肥 2 沉淀池中发生的化学反应方程式 3 写出上述流程中X物质的分子式 CO2 NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl 练习 20 4 使原料氯化钠的利用率从70 提高到90 以上 主要是设计了 填上述流程中的编号 的循环 从沉淀池中取出沉淀的操作是 过滤 5 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠 可取少量试样溶于水后 再滴加 稀硝酸和硝酸银溶液 21 A E Ca OH 2 2NH4ClCaCl2 2NH3 2H2O 2 3 4 5 Ca OH 2NH4Cl HClCaCO3 饱和NaHCO3溶液 冰水 产生白色沉淀 正反应是放热 降低温度平衡向右移动 22 3 已知纯碱试样中含有NaCl杂质 为测定纯碱的质量分数 可用图中装置进行实验 主要实验步骤如下 按图组装仪器 并检查装置的气密性 将ag试样放入锥形瓶中 加适量蒸馏水溶解 得到试样溶液 称量盛有碱石灰的U型管的质量 得到bg 从分液漏斗滴入6mol L的硫酸 直到不再产生气体时为止 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量 得到cg 重复步骤 和 的操作 直到U型管的质量基本不变 为dg 1 在用托盘天平称量样品时 如果天平的指针向左偏转 说明 2 装置中干燥管B的作用是 3 如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸 测试的结果 4 步骤 的目的是 5 步骤 的目的是6 该试样中纯碱的质里分数的计算式为7 设计 种不同的实验方法测定试样中纯碱的质量分数 样品重 砝码轻 防止空气中的CO2和是进入U型管中 偏高 把反应产生的CO2全部导入U型管中 判断反应产生的CO2是否全部排出 并被U型管中的碱石灰吸收 106 d b 44a 23 化工生产的一些基本原理 一 充分利用原料 1 原料的循环利用 是使化工生产降低成本 提高产量 增加经济效益的关键 2 利用廉价的空气来提高预料气的转化率 二 充分利用能量 1 利用放出的热量对需加热的物料进行预热 热交换器 既降低能耗 又提高生产效率 24