[精选]纯碱的生产培训教材6066.pptx
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1、高二化学组 自然界中哪些地自然界中哪些地方存在纯碱?方存在纯碱?碳酸钠在自然界存在相当广泛碳酸钠在自然界存在相当广泛n一些生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有碳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。酸钠,可以从植物的灰烬中提取。n大量的碳酸钠主要来自一些地表碱湖,这些地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、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,经简单的加工就水中所含的碳酸钠结晶析出,经简单的加工就得到天然碱,得到天然
2、碱,n18世纪中期工业革命以后,天然碱和从植物灰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,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。纯碱工业随之发展起来。思考与交流思考与交流 1.从天然碱的形成推测碳酸钠从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响?些因素的影响?2.根据天然碱的存在及其主要根据天然碱的存在及其主要化学成分,请你设想工业生化学成分,请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么产碳酸钠的主要原料是什么?为什么?为什么?寸草不生的盐碱地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中
3、国最大的内陆湖泊,也是国内最大的咸水湖青海湖青海湖1.1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶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?析出主要受到哪些因素的影响?2.2.根据天然碱的存在及其主要化学成分,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原料是什请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么?为什么?么?为什么?路布兰法路布兰法世界上最早实现纯碱的工业生产世界上最早实现纯碱的工业生产1.1.用硫酸将食盐转变为硫酸钠用硫酸将食盐转变为硫酸钠NaCl+H2SO4 NaHSO4+HClNaCl+NaHSO4 Na2SO4+HCl 1206007002.2.将硫
4、酸钠与木炭、石灰石一起加热,反应生成碳酸将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,反应生成碳酸钠和硫化钙钠和硫化钙Na2SO4+2C Na2S+2CO2Na2S+CaCO3 Na2CO3+CaS10001000路布兰法路布兰法缺点资料卡片:资料卡片:n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。n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。(索尔维索尔维制碱制碱法法)比利时化学家比利时化学家索尔维索尔维1.生成碳酸氢钠和氯化铵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,可得将二氧化碳通入含氨的饱和食盐
5、溶液中,可得到碳酸氢钠和氯化铵:到碳酸氢钠和氯化铵:NH3CO2H2O=NH4HCO3 NaClNH4HCO3=NaHCO3NH4Cl 2.制取碳酸钠制取碳酸钠 2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O(索尔维制碱法)(索尔维制碱法)CaCO3=CO2+CaONaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2OCaO+H2O=Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O产品产品副产品副产品图111 氨碱法生产原理示意图表表1-4 20 时一些物质在水中的溶解度时一些物质在水中的溶解度/g氯化钠氯化钠氯化铵氯化铵碳酸
6、钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸氢钠碳酸氢铵碳酸氢铵35.937.221.59.621.71.两支试管分别盛有两支试管分别盛有2mLNH4HCO3和和2mL饱和食盐饱和食盐水。将两支试管的溶液混合于一支试管中,振荡,水。将两支试管的溶液混合于一支试管中,振荡,观察现象。观察现象。优点:优点:原料便宜易得,产品纯度高,氨和部分原料便宜易得,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。二氧化碳可以循环使用,制作步骤简单。缺点:缺点:副产物氯化钙的处理,食盐的利用率副产物氯化钙的处理,食盐的利用率不高,大约只有不高,大约只有70%。个人简历:个人简历:1890年年 出生出生1911年年 考入清华留美
7、预备学校,后以考入清华留美预备学校,后以10门功门功课课1000分的优异成绩被保送到美国留学分的优异成绩被保送到美国留学1916年年 获美国麻省理工学院学士学位获美国麻省理工学院学士学位1919年年 获美国哥伦比亚大学硕士学位获美国哥伦比亚大学硕士学位1921年年 获博士学位获博士学位n合成氨工艺中需要将合成氨工艺中需要将CO转化为转化为CO2除去,排除去,排空的二氧化碳空的二氧化碳使使原料的利用不尽合理,还会对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工专家侯德榜提出了将氨碱法与联合生产的
8、改进工艺,这就是进工艺,这就是联合制碱法,也称侯氏制碱法联合制碱法,也称侯氏制碱法。n特点:特点:生产过程中所需的氨和二氧化碳都是由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优点,克服了它的缺点使氯化钠的利用率提高到了到了96以上,尽管增加了设备循环处理的量,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也会加重设备的腐蚀,但经济上完全可以补偿此法的不足。此法的不足。n联合制碱
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