课题3__纯碱制造技术的发展.ppt

课题3纯碱制造技术的发展 知道纯碱的用途吗 你 玻璃纤维 纳米自净玻璃 玻璃制品 制皂 造纸 发酵剂 想一想 获得纯碱的方法有哪些 自然界中有纯碱吗 内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖 鄂尔多斯天然碱厂 内蒙古鄂托克旗碱湖 天然碱 Na2CO3 NaHCO3 nH2O 碱湖 纯碱 Na2CO3 纯碱即苏打 化学组成为Na2CO3 碳酸钠用途非常广泛 是一种重要的化工原料 虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠 但仍不能满足工业生产的需要 如果我是设计师需要考虑哪些问题 原料来源 生产环节 原料利用率 产品纯度 循环使用 环境保护 能源损耗等方面分析 纯碱的化工生产 纯碱生产车间 纯碱的生产 两种著名的制碱技术 1 氨碱法制纯碱 索尔维制碱法 2 联合制碱法 侯氏制碱法 总原理相同 两种著名的制碱技术 原料来源和副产物不同 氨碱法制纯碱原理 索尔维法 原料来源 原料价格 生产环节 原料利用率 产品纯度 循环使用 环境保护 能源损耗等方面分析 氨碱法的反应原理 NH3 H2O CO2 NH4HCO3NaCl 饱和 NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl2NaHCO3Na2CO3 H2O CO2 先在饱和食盐水中通NH3至饱和 制得氨化的饱和食盐水 再与CO2反应 措施1 思考 为什么不能先在饱和食盐水中通CO2至饱和 再与氨反应 结论 索尔维采取了以下措施以提高氨的利用率 1 先制得氨化的饱和食盐水 再与CO2反应2 使CO2与氨化的饱和食盐水在合成塔中逆流接触3 母液与熟石灰作用重新生成氨 母液 CO2 氨化的饱和食盐水 NaHCO3固体 优点 不足 原料便宜 成品纯度高 氯化钠利用率低 氨和部分二氧化碳可循环使用 制作步骤简单 产生了当时认为无用的氯化钙 请分析氨碱法的优点 有不足之处吗 侯德榜 二 侯氏制碱法 联合制碱法 侯氏制碱法的诞生 1918 1921年 范旭东先生在天津塘沽筹办永利碱业公司 同年10月侯德榜接受了的聘请 毅然从美国回国 1924年 用索尔维制碱法成功制得纯碱 1927年 中国制造的纯碱出口朝鲜 日本等国 1926年8月 在美国费城进行的纪念美国独立150周年的万国博览会上 中国生产的 红三角 纯碱荣获大会金质奖 1937年 抗日战争爆发 日本入侵天津 永利碱厂迁往川西 1938 1941年 侯德榜先生自己开发制碱新工艺 期间分析了2000多个样品 经过600多次研究实验 1942年 发明并创立了举世闻名的 侯氏制碱法 总原理相同 两种著名的制碱技术 原料来源和副产物不同 交流研讨 根据图2 3 7侯氏制碱法工艺流程图 侯氏制碱法对析出NaHCO3的母液如何处理 母液中通入NH3 再加入食盐粉 使NH4Cl从母液中析出 经处理得NH4Cl产品 余下的母液再通NH3和CO2制碱 形成纯碱与NH4Cl生产的循环 优点 不足 原料便宜 产品丰富 缩短了生产流程 降低成本 氯化钠的利用率高 没有氯化钙废料 减少污染 NH4Cl可能供过于求 交流研讨 侯氏制碱法的优缺点有哪些 讨论 侯氏制碱法 与 索尔维制碱法 的主要不同在母液的处理上 1 侯氏制碱法 采取了怎样的方式对母液进行处理 从化学原理上分析采取这些处理措施的原因 1 向母液中加食盐细粒 3 降温至5 左右 2 向母液中通氨气 CO2 NH3 细小的NaCl颗粒 CO2 2 侯德榜先生是在碱厂迁往川西后下决心改进 索尔维制碱法 的 侯氏制碱法 又称联合制碱法 至今仍为全世界绝大多数碱厂采用 试从历史的和现实的两个角度分析 侯氏制碱法 的意义 1 符合现在提倡的 绿色化学的要求 提高了原料 NaCl 的利用率 不产生无用的CaCl2 2 体现了大规模联合生产的优越性 利用一个厂的废料 作为另一个厂的主要原料 如合成氨厂的废料CO2 可以作为碱厂的主要原料 碱厂无用的Cl 可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨 制成氮肥 降低了成本 提高了综合经济效益 侯德榜1890年8月9日出生于福建的一个农民家庭 就读于福州英华书院和沪皖两省路矿学堂 1910年考入清华留美预备学堂 1913年公费赴美留学 1917 1921年先后获得麻省理工学院化学工程学学士学位 哥伦比亚大学硕士学位和博士学位 1935年荣获中国工程师学会金质奖章 1943年 接受英国皇家学会名誉会员荣衔 当时国外会员仅12人 1949新中国成立之后 侯德榜被任命为中国化学会会长 中国化工学会理事长 中国科学院院士中国科协副主席 化工部副部长等职 1973年获美国机械工程学会荣誉会员称号 近代历史上著名的 侯氏制碱法 侯德榜创建的 永利碱厂 中国民族资本主义的进一步发展 作业 请同学们模拟设计 侯氏制碱法 流程图 CO2 NH3 细小的NaCl颗粒 CO2 设计实验模拟 氨碱法 制备NaHCO3 可以在装置流程中标注原料和产物 以及相关操作 装置示意图中仪器的表示方法 敞口容器 密闭容器 玻璃漏斗 分液漏斗 玻璃导管 溶解度数据 溶解度数据 诸位 我们总算制出合格的中国碱 这是我们多少年来的夙愿 为此我们支付多少辛苦 尝尽人间辛酸 用索尔维法制碱我们永利是第31家 而在亚洲 在远东我们则是第一家 今天看见这雪白 纯洁的产品 心里无比激动和喜悦 为了使我们的产品区别于土法生产的口碱和进口的卜内门公司的洋碱 我提议取名为纯碱 范旭东 范旭东先生 侯德榜先生 侯氏制碱法 流程图 第一次世界大战期间 欧亚交通梗塞 我国所需纯碱由于均从英国进口 一时间纯碱非常短缺 一些以纯碱为原料的民族工业难以生存 1917年 爱国实业家范旭东在天津塘沽创办永利碱业公司 决心打破洋人的垄断 生产出中国造的纯碱 并于1920年聘请当时正在美国留学的侯德榜出任总工程师 为了发展我国的民族工业 侯德榜先生于1921年毅然回国就任 他全身心地扑在制碱工艺和设备的改进上 最后终于摸索出了索尔维法的各项生产技术 1924年8月 塘沽碱厂正式投产 1926年 中国生产的红三角牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章 产品不但畅销国内 而且远销日本和东南亚 最为难能可贵的是 在范旭东先生赞同下 侯德榜先生毅然将他摸索出的制碱方法写成专著 公诸于世 该书1933年由美国化学会出版 轰动了科学界 被誉为首创的制碱名著 为祖国争得了荣誉 接着侯德榜先生为进一步提高食盐的利用率 改进索尔维制碱法在生产中生成大量CaCl2废弃物这一不足 继续进行工艺探索 1940年完成了新的工艺路线 其要点是在索尔维制碱法的滤液中加入食盐固体 并在30 40 下往滤液中通入氨气和二氧化碳气 使它达到饱和 然后