纯碱生产工艺流程.ppt

纯碱生产工艺流程 常州工程职业技术学院制药系吴朝华 2012年2月 氨盐水碳酸化生成碳酸氢钠沉淀NaCl NH3 CO2 H2O NaHCO3 NH4Cl这一过程在碳酸化塔中进行 由于NaCl水溶液不能吸收CO2 故如上式所示 NH3与CO2同时通入时CO2的吸收率是很低的 因此 必须先用NaCl溶液吸收NH3 再吸收CO2 吸氨是在吸氨塔中完成 氨碱法生产纯碱反应原理1 氨碱法生产纯碱反应原理2 所用的氯化钠溶液中或多或少地含有Ca2 Mg2 等杂质离子 它们在氨化或碳酸化过程中会生成CaCO3 Mg OH 2 MgCO3及其它不溶性复盐 堵塞设备与管道 影响传热和成品质量 故盐水在进入吸氨塔前必须除去这些杂质 精制方法是加入碱性物质如NaCO3和NaOH等 使Mg2 生成Mg OH 2沉淀 使Ca2 生成CaCO3沉淀 Mg2 2OH Mg OH 2 Ca2 CO32 CaCO3 生成的沉淀可借沉降法除去 沉淀除去Ca2 Mg2 以后的盐水 称为精制盐水 氨碱法生产纯碱反应原理3 反应式 1 所生成的NaHCO3固体 经过过滤分离后 送入煅烧炉中 在160 以上有高温煅烧 即得纯碱 4 此时与形成共晶的 也一起分解 5 放出的气称为炉气 经冷却 吸收除去氨后 压缩返回碳酸化塔中 氨碱法生产纯碱反应原理4 制碱母液中主要含有 并含有未转化的NaCl与NH4HCO3 当加热蒸馏时 母液中的在液相中也按式 5 分解 使以气相逸出 这是在加热塔中完成的 制碱母液中的 为了将其以NH3的形式回收 必须将加热塔出来的溶液 送入调和槽中 加入石灰乳 在不断搅拌下 使其进行如下的反应 6 氨碱法生产纯碱反应原理5 氨盐水碳酸化所使用的 蒸馏氯化铵所需要的石灰乳是由石灰石煅烧而得到的 7 石灰石的煅烧是在石灰窑中进行的 产生的气 浓度在40 左右 称为窑气 经过除尘 冷却和压缩后送入碳酸化塔中部用作碳酸化 得到的固体产品即为石灰 氨碱法生产纯碱反应原理6 为了易于调节和便于输送 送往调和槽分解氯化铵的石灰通常先制成石灰乳 将石灰和热水一起送入消化机中 在近于沸腾的情况下石灰进行消化而成悬浮液 即为石灰乳 CaO H2O Ca OH 2 8 氨碱法生产纯碱反应原理7 氨碱法生产纯碱的主要化学反应可以表示为 氨碱法生产纯碱工艺流程图 联碱法以食盐 氨及合成氨工业副产的二氧化碳为原料 同时生产纯碱及氯化铵 即联合产纯碱与氯化铵 简称 联合制碱 或称 联碱 主要反应为 NaCl NH3 H2O CO2 NaHCO3 NH4ClNaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 根据加入原料的次数及析出氯化铵温度的不同 联合制碱有多种工艺流程 我国多采用 一次碳化 两次吸氨 一次加盐 低温析铵流程 联碱法生产纯碱反应原理 联碱法生产纯碱工艺流程图 氨碱法与联碱法生产框图 侯氏制碱法1 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵 这是第一步 第二步是 碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀 碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小 根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大 而在低温下却比NaCl溶解度小的原理 在278K 283K 5 10 时 向母液中加入食盐细粉 而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥 NH3 H2O CO2 NH4HCO3NH4HCO3 NaCl NH4Cl NaHCO3 2NaHCO3 加热 Na2CO3 H2O CO2 即 NaCl 饱 NH3 H2O CO2 NH4Cl NaHCO3 2NaHCO3 加热 Na2CO3 H2O CO2 侯氏制碱法2 保留了氨碱法的优点 消除了它的缺点 使食盐的利用率提高到96 NH4Cl可做氮肥 可与合成氨厂联合 使合成氨的原料气CO转化成CO2 革除了CaCO3制CO2这一工序 侯氏制碱法3 石灰煅烧及化灰工艺流程 石灰纯碱法精制盐水流程 Mg2 Ca OH 2 Mg OH 2 Ca2 Ca2 Na2CO3 CaCO3 2Na 石灰石 碳酸铵法精制盐水工艺流程 Mg2 Ca OH 2 Mg OH 2