烧碱工艺学习.ppt

化工工艺学 制烧碱的工艺组员 左姣 P071914128 张佳 P071914147 林捷杰 P071914121 制烧碱的工艺 关于减少污染的工艺 现在常用工艺简介 应用和现存的问题 工艺简介 氢氧化钠在工业上被称作工业碱 烧碱 苛性碱等 按存在形态可分为液碱 片碱 固碱 粒碱 其中片碱 固碱 粒碱是固体氢氧化钠的三种形态 烧碱是一种重要的氯碱产品 主要用作化工原料 广泛应用于造纸 纺织 人造纤维 肥皂与洗涤剂 炼铝 玻璃 橡胶 塑料 农药 医药和石油炼制等领域 在国民经济中占有重要地位 世界上烧碱的生产方法主要有隔膜法 水银法 离子膜法以及苛化法4种 附 氯碱工业 工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH Cl2和H2 并以它们为原料生产一系列化工产品 称为氯碱工业 氯碱工业是最基本的化学工业之一 它的产品除应用于化学工业本身外 还广泛应用于轻工业 纺织工业 冶金工业 石油化学工业以及公用事业 烧碱主要生产方法 隔膜法 最主要的方法 离子膜法 比率不断增多 水银法 苛化法 隔膜法 在隔膜电解槽中 隔膜放在阳极和阴极之间 它能使食盐水通过 能防止两极产生的气体混合而发生副反应 隔膜通常用石棉制成 将浆状的石棉纤维均匀的吸附在阴极网上 近年来 有些工厂在石棉浆中添加聚四氟乙烯 聚多氟二氯乙烯纤维来延长隔膜的使用寿命 阴极材料一般用铁丝网或打铁的铁板制成 阳极过去主要用石墨板 它使用寿命短 降低电能的利用率 70年代后 我国的一些大厂陆续改用金属钛为基体的金属阳极 隔膜法流程图 离子膜法 定义 离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱 即氢氧化钠 优点 使用阳离子交换膜 该膜有特殊的选择透过性 只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过 即只允许H Na 通过 而Cl OH 和两极产物H2和Cl2无法通过 因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险 还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用 水银法 2NaCl 2nHg Cl2 2NaHgn2NaHgn 2H2O 2NaOH H2 2nHg食盐用电解槽排出的淡盐水进行化盐 盐水溢流入精制槽 加入纯碱 烧碱和氯化钡除去钙 镁和硫酸根等杂质 然后流入澄清槽 并加入苛化淀粉 加速沉降 经砂滤器 中间槽 送入中和槽 加盐酸溶化 流入精盐水贮槽 再经预热 进入水银电解槽进行电解 电解槽分电解室和解汞室两部分 食盐中钠离子与水银结合成钠汞齐 流入解汞室 钠汞齐与端部加入的清水反应生成氢氧化钠 钠汞齐分解后又变为水银 回电解室循环使用 自解汞室出来的含氢氧化钠约45 50 的碱液 可直接作为商品液碱 也可制成固碱 苛化法 1 碱苛化法 纯碱 石灰分别经化碱 化灰进行苛化反应 苛化液澄清后清液蒸发浓缩至一定浓度得液体烧碱 另一部分浓缩液进一步熬浓得固体烧碱 苛化泥过滤 洗涤 洗水用于化碱 Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH2 天然碱苛化法 天然碱经粉碎 溶解 澄清后加入石灰乳进行苛化 苛化液经澄清 蒸发 盐分离进一步熬浓得固体烧碱 NaHCO3 Ca OH 2 CaCO3 NaOH H2O 二 减少污染的工艺 废水 废气 废渣的治理已成为目前氯碱行业研究的热点 21世纪是绿色环保世纪 绿色化工是化学工业的必然趋势 氯碱工业必须朝绿色化方向发展 所谓绿色化学 是指消耗最少的资源和能源 并产生最少废物的工艺过程 1 利用海水制备烧碱的方法 主要是利用涨潮时的海水 经过日光自然浓缩至波美度 以上 加入石灰和纯碱 使镁和钙沉淀而出 然后加入碳酸氢铵进行复分解反应 制成纯碱 然后加入氢氧化钙苛化制取烧碱 此种方法是将海水转化成碳酸氢钠 经苛化反应制成烧碱 其特征在于用海水浓缩成盐卤 加入石灰和纯碱制成精制盐卤后在复分解槽中直接加入碳酸氢铵 加温至 并以 转 分钟的速度搅拌 使其反应 分钟以上 利用海水制取烧碱 工艺简单 设备投资少 可广泛用于沿海中小企业 2 采用氨镍法制备烧碱 原理 将原盐溶解 在除钙和镁后的饱和盐水中加入氢氧化镍吸氨至饱和 再进行复分解反应 过滤 分离出烧碱氨水溶液和Ni NH3 6Cl2 将烧碱氨水溶液经蒸馏浓缩脱氨 再次过滤即得烧碱产品 将Ni NH3 6Cl2和石灰乳混合 用蒸汽加热蒸氨 将蒸出的氨回收到吸氨工序 蒸氨后的液固混合物过滤出Ni OH 2回收 滤液CaCl2溶液经蒸发浓缩得CaCl产品 优点 设备要求较低 生产规模不限 能耗小 制得的目标产物其含氯离子可控制在0 1 以内 其特征在于其化学反应式为 Ni OH 2 6NH3 2NaCl2 2NaOH Ni NH3 6Cl2 三 烧碱的应用和存在问题 烧碱的应用 1 化学实验中 用做试剂 由于它有很强的吸湿性 还可用做碱性干燥剂 2 国民经济中 化学药品的制造 生产染料 塑料 药剂及有机中间 造纸 合成洗涤及肥皂 粘胶纤维 人造丝及绵织品 3 国防工业中 存在问题 烧碱供过于求生产量增长迅猛但企业规模小且分散电价问题工业盐 氯化钠 质量与供应问题国