联合制碱工业4.ppt

联合制碱工业 在中国化学近代工业史上 有一位杰出的科学家 猜一猜他是谁 纯碱的用途有哪些 制玻璃 制肥皂 造纸 侯德榜 乌鲁木齐郊区盐碱地 天津碱厂 廉价的原料 纯碱 Na2CO3 Na CO32 NaOH NH3 H2O NaClCaCO3 你可以通过哪些学过的化学方法制Na2CO3 勒布朗法是纯碱工业的里程碑 但终因其生产成本高 产品纯度低等缺点而被淘汰 在含有Na CI NH4 CO32 四种离子的溶液中 能直接获得Na2CO3吗 溶解度g 100g 在含有大量Na CI NH4 HCO3 离子的溶液中 会有什么现象出现呢 1862年 比利时化学家索尔维创立了以食盐 石灰石 氨为主要原料的索尔维制碱法 又称氨碱法 由于产量高 质量优 能连续生产 很快被应用于工业化生产 氨碱法原理 一 索尔维制碱法 氨碱法 CaO H2O Ca OH 2 循环 循环 问题1 对于氨气和二氧化碳的量和通入顺序有要求吗 问题2 索尔维是如何提供二氧化碳和氨气的 在实际生产中需要补充二氧化碳和氨气吗 为什么 CO2在饱和食盐水中的溶解度很小 只有先通NH3 才有利于CO2的充分吸收 增大CO2的溶解量 分解产生的CO2理论上仅是通入CO2的一半 必须进行补充 产生的氨气在理论上与通入的相同 但氨气的利用率并非100 所以也要适当补充 思考 索尔维也经历过很多失败 当他把食盐水与碳酸氢铵溶液混合时 有时并没有看到沉淀 为什么 常温下碳酸氢钠是易溶于水的 当生成的碳酸氢钠浓度不够大时 就不析出 氨碱法的工艺流程简图 Na2CO3 问题3 你觉得氨碱法有哪些优点 不足在哪里 提示 母液中有哪些离子 抄课本p107右边 优点 原料便宜 产品纯度高 步骤简单 适合于大规模生产 氨和二氧化碳都可以回收循环使用 缺点 NaCl利用率低 生成用途不大的CaCl2 看课本 侯德榜介绍 在中国化学工业史上 有一位杰出的科学家 他为祖国的化学工业事业奋斗终生 并以独创的制碱工艺闻名于世界 他就像一块坚硬的基石 托起了中国现代化学工业的大厦 这位先驱者就是被称为 国宝 的侯德榜 侯德榜制碱背景 1937年 抗日战争爆发 由于当时内地盐价昂贵 用传统的索尔维法制碱成本太高 无法维持生产 为寻找适应内地条件的制碱工艺 永利公司准备向德国购买新的工艺 但德国与日本暗中勾结 除了向侯德榜一行高价勒索外 还提出了种种对中国人来说是丧权辱国的条件 为了维护民族尊严 侯德榜与永利的工程技术人员一起 认真剖析了氨碱法流程 终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺 1941年 这种新工艺被命名为 候氏制碱法 侯德榜把制碱法的全部技术和自己的实践经验写成专著 制碱 于1932年在美国以英文出版 凡是黄头发蓝眼睛的人能办到的 我们黑头发黑眼睛的人也一定能办到 侯德榜 二 侯德榜制碱法 联合制碱法 联合制碱法的工艺流程简图 思考1 与氨碱法比较 侯氏制碱法做了哪些改进 为什么 加入氯化钠 提高了氯离子的浓度 使氯化铵的溶解平衡向着析出氯化铵固体的方向移动 同时又补充了下一过程中所要的Na 比较侯德榜制碱法和氨碱法的流程图 分析两者的异同点 相同点 不同点 原料 母液处理方法 循环物质优缺点 原理相同 抄课本p112 原料 NaCl CaCO3 NH3 NaCl CO2 NH3 母液处理方法 Ca OH 2 2NH4Cl 2NH3 CaCl2 2H2O 1 通入NH3 2 降温 并加入过量NaCl 循环物质 CO2NH3 CO2NaCl 优缺点 优点 1 原料便宜 2 产品纯碱的纯度高 3 副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用 4 制造步骤简单 适合于大规模生产缺点 1 NaCl利用率低2 生成用途不大的CaCl2 优点 1 提高了NaCl利用率2 产生了有用的化工原料和肥料NH4Cl 1 检验A装置气密性的方法是 2 D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置 进气口是 填a或b D的作用是除去 气体 3 实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3 溶液显碱性 再通入足量的CO2 其原因是 4 用 的方法将生成的NaHCO3晶体从混合物中分离出来 例2 我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工艺 生产流程可简要表示如下 1 上述生产纯碱的原料是 纯碱的一种用途为 2 煅烧炉中发生的化学反应方程式是 3 写出上述循环1中物质的化学式 4 此生产工艺的优点有 a b 5 从理论上看 每生产1molNa2CO3 再补充的物质及其物质的量分别是 6 向母液中通氨气 加入细小食盐颗粒 冷却析出副产品 通氨气的作用有 a 增大NH4 的浓度 使NH4Cl更多地析出 b 使NaHCO3更多地析出 c 使NaHCO3转化为Na2CO3 提高析出的NH4Cl纯度 课