第三节 纯碱的生产.ppt

1、第三节 纯碱的生产,碳酸钠，俗名纯碱，是一种重要的化学基本工业产品。,纯碱 soda,碳酸钠在自然界存在相当广泛,一些生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠，可以从植物的灰烬中提取。 大量的碳酸钠主要来自一些地表碱湖，这些地区大多干旱、少雨，图我国的内蒙古、吉林、黑龙江、青海和宁夏等地，当冬季到来时，湖水中所含的碳酸钠结晶析出，经简单的加工就得到天然碱， 18世纪中期工业革命以后，天然碱和从植物灰烬中提取的碱已经不能满足生产发展的需要，纯碱工业随之发展起来。,1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？ 2.根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产碳酸钠的主要

2、原料是什么？为什么？,资料卡片：,世界上最早是通过路布兰（N.Leblanc，1742-1806）法实现碳酸钠的工业生产。其生产原理： 用硫酸将食盐转变成硫酸钠 NaClH2SO4 =NaHSO4HCl NaClNaHSO4 =Na2SO4HCl 将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙 Na2SO42C =Na2S2CO2 Na2SCaCO3=Na2CO3CaS 缺点：原料利用不充分、成本较高，设备腐蚀严重等。直到19世纪60年代后逐渐被氨碱法所取代。,120,600700,1000,1000,一、氨碱法生产纯碱,氨碱法是由比利时人索尔维（E.Solvay,1838-1922）

3、发明的，所以，氨碱法也称索尔维制碱法。 氨碱法是以碳酸钙和氯化钠为原料生产碳酸钠（副产物为氯化钙）的过程。 尽管食盐和碳酸钙是生产纯碱最廉价的原料，但食盐和碳酸钙并不能直接发生反应而生成碳酸钠，必须通过中间产物作为过渡。 索尔维发明的氨碱法以食盐、氨（来自炼焦副产品）和二氧化碳（来自碳酸钙）为原料，通过一系列反应来生产碳酸钠。,生成碳酸氢钠和氯化铵 将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵： NH3CO2H2O=NH4HCO3 NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl 制取碳酸钠 2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,CaCO3 = CO2CaO,(原料),CaO

4、H2O = Ca(OH)2,NaClNH3CO2H2O = NaHCO3NH4Cl,(原料),2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,(产品),2NH4ClCa(OH)2=2NH3CaCl22H2O,(副产品),图1-11 氨碱法生产原料示意图,科学探究：,表1-4 20 时一些物质在水中的溶解度/g,两支试管分别盛有2mLNH4HCO3和2mL饱和食盐水。将两支试管的溶液混合于一支试管中，振荡，观察现象。,优点：原料（食盐和石灰石）便宜易得、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用、制造步骤简单。 缺点：原料食盐中的另一成分氯（Cl -）和石灰石中的另一成分钙（Ca2+）生成氯化钙，如何

5、处理它成为氨碱法生产的一个问题；氨碱法生产中食盐的利用率不高，大约只有70，如何提高食盐的利用率成为氨碱生产的另一问题。,二、联合制碱法,合成氨工艺中需要将CO转化为CO2除去，排空的二氧化碳是原料的利用不尽合理，还会对大气造成一定影响。为解决这一问题，我国化工专家侯德榜提出了将氨碱法与联合生产的改进工艺，这就是联合制碱法，也称侯氏制碱法。,(原料，来自合成氨),NH3,CO2,NaClNH3CO2H2O = NaHCO3NH4Cl,(原料),(副产品),2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,图1-12 联合制碱法生产原理示意图,特点：生产过程中所需的氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供的，从滤出碳酸氢钠后所得的母液中可回收氯化铵，因此，它保留了氨碱法的优点，克服了它的缺点使氯化钠的利用率提高到了96以上，尽管增加了