工业制纯碱ppt课件

纯碱的工业制法,纯碱的用途,纯碱是重要的化工原料之一,绝大部分用于工业，一小部分为民用。主要应用于轻工、建材（每吨玻璃消耗纯碱0.2吨）、化工、冶金、印染、制革、石油、国防、医药、洗涤等。少量食用级纯碱用于生产味精、面食等，用量极大，被誉为“化工之母”。,1,思考1：,从物质组成、构成的角度，要合成Na2CO3，需要哪些原料？,Na2CO3,CO32-,Na+,NaCl,CaCO3,NaHCO3,2,一、索尔维制碱法,（氨碱法）,过滤,母液（NH4Cl、NaCl、NaHCO3）,3,思考2：,为什么饱和食盐水中通入氨气和CO2能有碳酸氢钠沉淀产生？,（1）体系有几种物质？,（2）哪些物质相互间会反应？,NaCl+H2O+NH3+CO2,H2O+NH3+CO2,（3）NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些离子？可能会形成哪些物质？,Na+，Cl，NH4+，HCO3,NaCl，NH4Cl，NH4HCO3，NaHCO3,（4）为什么NaHCO3会以沉淀的形式析出？,4,四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表,35时NH4HCO3会有分解,思考：通过以上溶解度表，你得到什么结论？,同温下NaHCO3是四种物质中溶解度最小的。,5,1.生产原料：,氯化钠、石灰石、氨气,2生产原理：,（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：,NH3+CO2+H2ONH4HCO3；,NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,（2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：,（3）原料CO2、NH3的生产与循环：,CaO+H2OCa(OH)2,6,思考讨论：为确保反应的顺利进行，生产上要注意哪些问题？,1.物质的量的问题,2.加料顺序的问题,3.原料循环的问题,NaCl要饱和，提高Na+的浓度,CO2要过量,先通NH3，加压后通CO2,2NaCl+CaCO3Na2CO3+CaCl2,7,3.生产工艺：,8,思考讨论：,根据工艺流程图，请说说氨碱法有什么优缺点?,关注每个环节：原料、产品、生产过程、经济效益和社会效益,（1）优点：,1.原料（食盐和石灰石）价廉易得；,2.产品纯碱的纯度高、质量好；,3.步骤较简单，适合大规模生产；,4.循环使用氨气和二氧化碳、成本较低,（2）缺点：,1.原料食盐的利用率低，仅为72%74%；,2.产生大量氯化钙、氯化钠的废液，生成的氯化钙基本无用,9,1.针对上节课分析的两个缺点问题，关键是原料的利用率问题。追根求源，原料的利用率低出现在工艺的哪个环节？能否进行改进？,讨论：,10,2.石灰石的作用是什么？,提供原料气CO2和NH3,3.能否不用石灰石CaCO3？,寻找CO2和NH3的新途径,合成氨厂,二、侯氏制碱法,（联碱法）,11,思考：,如何把NaCl、NH4Cl混合液进行分离？,12,1.生产原料：,氯化钠、氨气、二氧化碳,2生产原理：,（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：,NH3+CO2+H2ONH4HCO3；,NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,（2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：,13,3.生产工艺：,通NH3,加NaCl细粒,冷却,14,思考讨论：,根据工艺流程图，请说说联碱法有什么优缺点?,1.优点：,（1）联合合成氨厂，原料易得，节约成本；,（2）母液循环使用，大大提高了食盐的利用率（96%），避免产生大量含CaCl2的废液，对环境污染少，符合“绿色化学”的思想；,2.缺点：,由于工艺所限（剩余饱和食盐水循环使用），产品的盐分等杂质含量要高于氨碱法；,（3）操作过程、工厂设备简单，投资少、成本低。,15,表3近几年三种纯碱生产工艺产能比例变化趋势（%）,16,索尔维（比利时）,侯德榜（中国）,氯化钠、石灰石、氨气,氯化钠、氨气、二氧化碳,生产原理,NaCl利用率,（1）NH3+CO2+H2ONH4HCO3；,NH4HCO3+NaClNaHCO3+NH4Cl,CaO+H2OCa(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+H2O,NH3、CO2均来自合成氨厂,CaCO3CaO+CO2,盐水制备,氨盐水制备及碳酸化,重碱分离与煅烧,氨的回收,一次碳化,两次吸氨,一次加盐,低温盐析,CO2、NH3,NaCl,Na2CO3,Na2CO3、NH4Cl,72%74%,96%,原料价廉易得、产品质量好、成本较低,设备简单，投资少；食盐的利用率高；耗能少、对环境污染少,原料利用率低、产生氯化钙多、耗能多,产品纯度相对氨碱法差,17,侯德榜一生在化工技术上有三大贡献。第一，揭开了苏尔维法的秘密。第二，创立了中国人自己的制碱工艺侯氏制碱法。第三，他为发展小化肥工业所做的贡献。1921年，他在哥伦比亚大学获博士学位后，怀着工业救国的远大抱负，毅然放弃自己热爱的制革专业，毅然回到祖国。,索尔维(E.ErnestSolvay1838-1922)，比利时工业化学家。1861年他又用氨溶液、二氧化碳与食盐混合制成碳酸钠（称为氨碱法）。1863年创办一个正式的制碱工厂，实现了氨碱法的工业化，使制碱生产实现了连续化，食盐的利用率也提高了很多。产品由于质量纯净,而被称为纯碱。,18,三、化工生产的一些基本