纯碱的生产教学课件.ppt

1、课题3 纯碱的生产,知道纯碱的用途吗？,你,关于纯碱的一些常识,碳酸钠的用途：洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织 、玻璃、造纸、漂染，还可以用于其他含钠化合物的制备。,自然界中有纯碱吗？,内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖,寸草不生的盐碱地,中国最大的内陆湖泊，也是国内最大的咸水湖青海湖,我们如何获得这些天然的纯碱呢？,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，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。,思考与交流,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？,改变温度、结晶水合物的组成

2、以及溶剂水的质量等因素，可以改变碳酸钠在水中的溶解情况，提高结晶析出的速率和质量（纯度）。,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。,2.根据天然碱的存在及其主要化学成分，请设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？,碳酸钠中含有钠离子和碳酸根离子。自然界中存在的含钠离子的化合物很多，大量存在的、最常见的是氯化钠；因此，氯化钠是比较理想的生产原料之一。碳酸根可以有碳酸盐直接提供，也可由二氧化碳制取，较为理想的原料是碳酸钙。,思考与交流,资料卡片,路布兰法世界上最早实现纯碱的工业生产,1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠,2.将硫酸钠与木炭、石灰

3、石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙,路布兰法缺点,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。 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。,资料卡片,（索尔维制碱法）,比利时化学家索尔维,一、氨碱法生产纯碱,氨碱法是由比利时人索尔维（E.Solvay,1838-1922）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才能实现。 索尔

4、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。,表1-4 20 时一些物质在水中的溶解度/g,1.两支试管分别盛有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。,科学探究,现象：有白色沉淀生成,1）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 2）制取碳酸钠 2NaHCO3 =Na2CO3CO2H2O,1、原理,一、氨碱法生产纯碱,（索尔维制碱法）,CaCO3=CO2+CaO

5、,NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O,CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O,产品,副产品,2、图111 氨碱法生产原理示意图,一、氨碱法生产纯碱,在纯碱的生产过程中是先通入NH3还是CO2？,优点：,原料便宜易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。,缺点：,副产物氯化钙的处理问题，食盐的利用率不高，大约只有70%。,3、氨碱法生产纯碱的优缺点,个人简历： 1890年 出生 1911年 考入清华留美预备学校，后以10门功课1000分的优异成绩被保送到

6、美国留学 1916年 获美国麻省理工学院学士学位 1919年 获美国哥伦比亚大学硕士学位 1921年 获博士学位,二、联合制碱法,合成氨工艺中需要将CO转化为CO2除去，排空的二氧化碳使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合成氨联合生产的改进工艺，这就是联合制碱法，也称侯氏制碱法。,（侯氏制碱法）,NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O,原料,NH3,CO2,（原料，来自合成氨）,（副产品）,图112联合制碱法生产原理示意图,二、联合制碱法,特点：生产过程中所需的氨和二氧

7、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，尽管增加了设备循环处理的量，也会加重设备的腐蚀，但经济上完全可以补偿此法的不足。 联合制碱法既体现了大规模联合生产的优越性，也是综合利用原料、降低成本、减少环境污染的典型代表。,两种著名的制碱技术,(1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法) (2)联合制碱法(侯氏制碱法),思考:,阅读图1-11和图1-12,总结这两种 方法的有何异同?,思考与交流,根据联合制碱法生产原理示意图，比较它与氨碱法的有哪些异同？,相同点：,不同点：,原理相同,NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl,原料的来源和副产物不同,练习,1.下列属于侯氏制碱法的优点的是（ ） A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供 B.母液可回收氯化铵 C.氯化钠的利用率达96% D.以上全是,D,2.工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨碱法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ） A.KHCO3溶解度较大 B.KHCO3溶解度较小 C.K2CO3溶解度较大 D.K2CO3溶解度较大,A,3.为