化学选修2纯碱工业

1、凡是黄头发蓝眼凡是黄头发蓝眼睛的人能办到的睛的人能办到的,我们黑头发黑眼我们黑头发黑眼睛的人也一定能睛的人也一定能办到。办到。纯碱发现史纯碱发现史 古代古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。18621862年年，比利时人索尔维以，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，即索尔维制碱法。该法实现了原料发明的制碱法，即索尔维制碱法。该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且

2、产品质量纯净，故被称纯碱。大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。 19211921年年1010月侯德榜在美国获得博士学位，为了创月侯德榜在美国获得博士学位，为了创建中国的制碱工业，受爱国实业家范旭东之聘请，建中国的制碱工业，受爱国实业家范旭东之聘请，毅然从毅然从启程回国，决心自己开发制碱新工艺，启程回国，决心自己开发制碱新工艺，经过经过600600多次研究实验，分析了多次研究实验，分析了20002000多个样品，于多个样品，于19421942年发明了氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺，年发明了氨碱法与合成氨联合生产的改进工艺，被命名为被命名为“联合制碱法联合制碱法”也叫也叫“侯氏制碱法侯氏制碱法

3、”从而从而开创了世界制碱工业的新纪元。开创了世界制碱工业的新纪元。碳酸钙、碳酸钙、氯化钠、氯化钠、NH3+CO2+H2O = NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3 = NaHCO3+NH4Cl氨 碱 法 原 理氨 碱 法 原 理1 1、原料：、原料：2 2、原理：、原理： 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2氨气氨气运用离子反应的知识解释氨碱法原理运用离子反应的知识解释氨碱法原理（1）通入氨气和二氧化碳后的）通入氨气和二氧化碳后的NaCl溶液中哪溶液中哪些溶质离子大量存在？些溶质离子大量存在？ （2）Na+、NH4+ 、CI-、 HCO3-四种离子可四种离子可以大量共存

4、吗？它们可以组成几种物质？以大量共存吗？它们可以组成几种物质？ NaCl NH4HCO3 NaHCO3NH4Cl（3）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？Na+、NH4+ 、CI-、 HCO3-溶解度数据溶解度数据NaClNH4HCO3NaHCO3NH4Cl3036.327.011.141.1NaHCO3Na2CO33011.150.54012.748.56016.446.4运用离子反应的知识解释氨碱法原理运用离子反应的知识解释氨碱法原理（3）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？）为什么能够得到碳酸氢钠固体呢？ 碳酸氢钠溶解度小。碳酸氢钠溶解度小。（4）析出碳酸氢钠后的母液

5、中还存在哪些离子？）析出碳酸氢钠后的母液中还存在哪些离子？哪些离子的数目发生了较大变化？哪些离子的数目发生了较大变化？ 还有：还有：NH4+ 、CI-， Na+ 、HCO3-浓度减小浓度减小。（5）向母液中加入研细的氯化钠后，为什么会析）向母液中加入研细的氯化钠后，为什么会析出固体氯化铵呢？出固体氯化铵呢？NH4ClNaCl10203040501020304050600温度溶解度图图选择生产条件时主要考虑的几个因素选择生产条件时主要考虑的几个因素（1 1）尽可能提高反应混合物中所需物质的百分含量；）尽可能提高反应混合物中所需物质的百分含量；（2 2）尽可能缩短反应到达平衡所需要的时间；）尽可能

6、缩短反应到达平衡所需要的时间；（3 3）尽可能降低对耐高压设备所需材料的要求；）尽可能降低对耐高压设备所需材料的要求；（4 4）考虑符合绿色化学原则。）考虑符合绿色化学原则。绿色化学绿色化学 绿色化学是研究和寻找能充分利用的无毒害原绿色化学是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大程度的节约能源，在各环节上实现材料，最大程度的节约能源，在各环节上实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和污染。具体内还体现在五个和污染。具体内还体现在五个“R”R”上。上。1 1、减量、减量(Reduction(Reduction）2 2、重复使用、重复使用(Reuse

7、(Reuse）3 3、回收、回收(Recycling(Recycling）4 4、再生、再生(Regeneration(Regeneration）5 5、拒用、拒用(Rejection(Rejection）饱和食盐水饱和食盐水通氨气通氨气氨盐水氨盐水过滤过滤洗涤洗涤通通CO2碳酸氢钠碳酸氢钠煅烧煅烧纯碱（产品）纯碱（产品）二氧化碳二氧化碳滤液滤液NH4ClNaCl加热加热Ca(OH)2氨（循环使用）氨（循环使用）（循环（循环使用）使用）废液废液CaCl2、NaCl石灰石石灰石煅烧煅烧二氧化碳二氧化碳CaOCa(OH)2石灰乳石灰乳 索尔维制碱法工业流程图索尔维制碱法工业流程图氨碱法优点原料（食

8、盐、石灰石）便宜产品（纯碱）纯度高副产品氨、二氧化碳可循环使用步骤简单，适用于大规模生产缺点两种原料的成分里只利用了一半食盐的利用率只有7274饱和食盐水饱和食盐水通氨气通氨气氨盐水氨盐水过滤过滤洗涤洗涤通通CO2碳酸氢钠碳酸氢钠煅烧煅烧纯碱（产品）纯碱（产品）二氧化碳二氧化碳滤液滤液NH4ClNaCl加氯化钠加氯化钠细粉、通细粉、通氨气氨气冷却、冷却、过滤、过滤、洗涤、洗涤、干燥干燥氯化铵（产品）氯化铵（产品）（循环（循环使用）使用）饱和饱和NaCl（循环（循环 使用）使用）合成氨工厂合成氨工厂二氧化碳二氧化碳氨气氨气侯氏制碱法工业流程图侯氏制碱法工业流程图联合制碱法食盐的利用率提高到96以上综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，生产出纯碱和氯化铵。向饱和的向饱和的NaCINaCI溶液中通入溶液中通入NHNH3 3至饱和至饱和 ，再，再通入过量通入过量COCO2 2得到固体得到固体NaHCONaHCO3 3 再将所得再将所得NaHCONaHCO3 3焙烧制得纯碱焙烧制得纯碱 向析出小苏打的母液中加入研细的向析出小苏打的母液中加入研细的NaCINaCI，还得到另一产品还得到另一产品NHNH4 4CICI固体固体侯氏制碱法的主要步骤：侯氏制碱