氯碱工业和联合制碱工业课件

高三10班郁旭芬纯碱的化工生产高三10班郁旭芬纯碱的化工生产1纯碱即苏打，化学组成为Na2CO3。碳酸钠用途非常广泛。是一种重要的化工原料。盐碱湖

天然碱(Na2CO3·NaHCO3·nH2O)自然界中的纯碱纯碱即苏打，化学组成为Na2CO3。碳酸钠用途非常广泛。是一2纯碱与国民经济各部门,人民生活中的衣、食、住、行有着密切的联系。玻璃制造、钢铁工业、有色冶金工业、铸造工业、化学工业、医药工业、石油炼制、搪瓷、纺织、印染、造纸、食品等工业都以纯碱为原料,民间食用碱也在纯碱产量中占相当比重。你知道纯碱的用途吗？纯碱与国民经济各部门,人民生活中的衣、食、住3工业如何获得纯碱阅读化学史话1：纯碱工业的开端——勒布朗法纺织、造纸、制皂等工业需要大量的纯碱，单纯地依靠从盐碱地和碱湖中获得碳酸钠，已远远不能满足工业生产的需要。地球上的海水中含有大量的氯化钠，怎样使氯化钠转化为碳酸钠呢？法国人勒布朗，比利时人索尔维，中国人侯德榜等，都先后为此作出了突出的贡献。工业如何获得纯碱阅读化学史话1：纯碱工业的开端——勒布朗法4一、索尔维制碱法（氨碱法）：原理：NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NH4HCO3

+NaCl→NH4Cl+NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O溶解度数据0℃10℃20℃30℃40℃NaCI35.735.836.036.336.6NH4HCO311.915.821.027.0——NaHCO36.98.19.611.112.7NH4Cl29.433.337.241.445.8↓一、索尔维制碱法（氨碱法）：原理：NH3+CO2+H5氨碱法工业流程图：原料：氯化钠、石灰石、氨气饱和食盐水NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NH4HCO3

+NaCl→NH4Cl+NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O↓煅烧石灰石CO2CaO通氨气通CO2Na+、NH4+CI-、HCO3-沉淀：NaHCO3CO2CO2循环焙烧产品：纯碱滤液：NH4+、CI-、Na+、HCO3-主要含有哪些离子？CaOH2OCa(OH)2NH3NH3循环加热过滤废液CaCl2、NaCl氨碱法工业流程图：原料：氯化钠、石灰石、氨气饱和食盐水NH36归纳：氨碱法工业流程1、煅烧石灰石提供二氧化碳，并使生石灰转化为消石灰。CaCO3→CaO+CO2高温CaO+H2O

→Ca(OH)22、向饱和食盐水中先后通入氨气和二氧化碳，析出碳酸氢钠固体。NaCl+CO2+H2O+NH3→NaHCO3↓+NH4Cl3、过滤得到碳酸氢钠，通过焙烧就可获得碳酸钠。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）4、向滤液中加入消石灰，产生可循环使用的氨气。2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O（NH3循环使用）总反应：归纳：氨碱法工业流程1、煅烧石灰石提供二氧化碳，并使生石灰转7氨碱法的优点与缺点：1、原料（食盐和石灰石）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。优点缺点1、NaCl利用率低；（NaCl的利用率仅为72%~74%）2、在回收氨的过程中，大量CaCl2作为废液排出，原料的利用率低。不符合绿色化学的要求。思考：

为什么不能先在饱和食盐水中通CO2至饱和，再与氨反应？

标况下溶解性CO2NH3（体积比）1:1.71:700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，在各环节上实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染。氨碱法的优点与缺点：1、原料（食盐和石灰石）便宜；优点缺点18二、侯德榜制碱法（联合制碱法）：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。阅读化学史话2——侯氏联合制碱法二、侯德榜制碱法（联合制碱法）：凡是黄头发蓝9

侯氏制碱法的诞生1918~1921年，范旭东先生在天津塘沽筹办永利碱业公司。同年10月侯德榜接受了的聘请，毅然从美国回国。1924年，用索尔维制碱法成功制得纯碱1927年，中国制造的纯碱出口朝鲜、日本等国。1926年8月，在美国费城进行的纪念美国独立150周年的万国博览会上,中国生产的“红三角”纯碱荣获大会金质奖。侯氏制碱法的诞生1918~1921年，范旭东先生在天津塘101937年，抗日战争爆发，日本入侵天津。永利碱厂迁往川西。1938~1941年，侯德榜先生自己开发制碱新工艺，期间分析了2000多个样品，经过500多次研究实验。新法制碱初步成功。1943年，发明并创立了举世闻名的“侯氏制碱法”。1937年，抗日战争爆发，日本入侵天津。永利碱厂迁往川西。111原理：（同氨碱法）二、侯德榜制碱法（联合制碱法）：NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NH4HCO3

+NaCl→NH4Cl+NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O↓原料：氯化钠、二氧化碳、氨气与合成氨工厂“联合”，由合成氨工厂提供合成氨工厂的反应：催化剂高温高压N2+3H22NH3N2的制取：空气液化分离法H2的制取：C+H2O(g)→H2+COCO+H2O(g)→H2+CO2高温高温水煤气法原理：（同氨碱法）二、侯德榜制碱法（联合制碱法）：NH3+12联合制碱法流程图：合成氨工厂CO2NH3侯德榜的设想：使NH4Cl析出，作为另一产品如何实现？资料通入NH3加食盐冷却饱和食盐水通氨气通CO2Na+、NH4+CI-、HCO3-滤液：NH4+、CI-、Na+、HCO3-沉淀：NaHCO3焙烧CO2CO2循环产品：纯碱过滤滤液NaCl循环思考：为何要向滤液中加入氨气和食盐？过滤1、增大NH4+以及Cl-的浓度，使NH4Cl更多地析出2、通入的氨气使母液中接进饱和的NaHCO3转化为溶解度更大的Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度。产品：氯化铵联合制碱法流程图：合成氨工厂CO2NH3侯德榜的设想：使NH13归纳：联合制碱法工业流程1、向饱和食盐水中先后通入氨气和二氧化碳，析出碳酸氢钠固体。总反应：NaCl+CO2+H2O+NH3→NaHCO3↓+NH4Cl2、过滤得到碳酸氢钠，通过焙烧就可获得碳酸钠。2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）3、向析出小苏打的母液中加入研细的NaCl等，还得到另一产品NH4Cl固体（母液循环使用）归纳：联合制碱法工业流程1、向饱和食盐水中先后通入氨气和二氧14索尔维制碱法（氨碱法）侯德榜制碱法（联合制碱法）相同点原理不同点原料母液的处理循环物质向母液中通入NH3、降温、加入NaCl晶体，使NH4Cl结晶析出CO2NH3CO2NaCl1、设备更简化，节省了石灰窑、蒸氨塔等。NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NH4HCO3

+NaCl→NH4Cl+NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O↓NH3+CO2+H2O→NH4HCO3NH4HCO3

+NaCl→NH4Cl+NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O↓氯化钠、石灰石、氨气氯化钠、二氧化碳、氨气

来自合成氨工厂向母液中加入消石灰2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O思考：与氨碱法相比，联合制碱法的优点？

3、充分利用原料，避免产生大量含氯化钙的废液，并生成了重要的化工原料和化肥氯化铵，更符合绿色化学的要求。2、提高了NaCl利用率提高到90%以上“联合”的意义：联合制碱法体现了大规模联合生产的优越性：利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2，可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl-，可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥。降低了成本，提高了综合经济效益。索尔维制碱法（氨碱法）侯德榜制碱法（联合制碱法）相同点原理不15课堂练习1：（05上海）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：上述生产纯碱的方法称

，副产品的一种用途为

。(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是

。(3)写出上述流程中X物质的分子式

。联合制碱法或侯德榜制碱法(提取副产品)CO2Na2CO3X食盐水循环II循环I母液煅烧炉合成氨厂沉淀池NH3NH3NH3+CO2+H2O+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓CO2作氮肥、电镀液、焊药、制造干电池、祛痰、镇咳药等课堂练习1：（05上海）我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工16(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了

（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是

。(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加

。(6)向母液中通氨气，加入