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第三章 纯碱与烧碱 第一节?????? 概述 ● 纯碱与烧碱都是重要化工原料，广泛用于：玻璃、搪瓷、制皂、化纤、纺织、石油化工、造纸、治金等领域。 纯碱（ Na2CO3 ）(sodium carbonate)： 俗称苏打，为白色结晶粉末，易溶于水 水合物有一水、七水、十水 纯碱制备最早由法国路布兰提出: 2NaCl + H2SO4 === Na2SO4 + 2HCl↑ Na2SO4 + CaCO3 === Na2CO3 + CaSO4↓ 目前纯碱生产主要有： 氨碱法和联碱法，还可开采天然碱。 我国第一个厂建于1917年, 由侯得榜等建设。 我国目前纯碱产量仅次于美国，居世界第二位。主要由氨碱法生产（60~70%）。 烧碱（NaOH）(sodium hydroxide)： 无色透明结晶，熔点318.4℃，沸点1390℃。可与水生成多种水合物。 工业品为白色不透明固体（含少量NaCl和Na2CO3）。 常制成片、粒等形状。 有强吸湿性和腐蚀性。 制备： 19世纪初，发现盐水电解可生成烧碱溶液。 1833年确立了电解过程基本定律（法拉第定律）。 1888年建立工业装置。 烧碱生产主要采用电解法。 第二节??? 氨碱法制纯碱 一、主要反应? 制纯碱主反应： NaCl + NH3+ CO2+ H2O====NaHCO3↓+ NH4Cl ? 2NaHCO3 ==== Na2CO3 + CO2↑+ H2O 回收氨反应?： 2NH4Cl + Ca(OH)2==== 2NH3+ CaCl2+ 2H2O CaCO3 ===== CaO + CO2↑ CaO + H2O ==== Ca(OH)2 氨碱法制纯碱物料循环利用反应关系 CaCO3==CO2+CaO CaO＋H2O==Ca(OH)2 NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3↓+ NH4Cl 2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O 2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3+ CaCl2+ 2H2O 二、相图 1、相律 F = C － P + 2 F-----体系自由度, 体系可变动的物化因素。 C-----组分数 P-----相数 2-----体系的温度和压力 氨碱法在常压下进行，组分数为4（Na+，NH4+ // Cl-，HCO3-） 要求物系只有NaHCO3析出时，体系相数只有2相，即NaHCO3和母液。 F = 4－2 + 1 = 3（常压） 2、相图的组成 见P142~145， 自学！ 三、工业生产流程 1、工艺流程 氨碱法生产纯碱流程见图4-4（P146） 生产基本工序: ① 盐水制备及精制 ② 氨盐水制备 ③ 氨盐水碳酸化 ④ NaHCO3煅烧 ⑤ 母液回收氨 ⑥ 石灰石煅烧制生石灰及CO2 ⑦ 生石灰消化 ⑧ 重碱制造 2、主要操作过程及设备 盐水制备及精制： ⑴、饱和盐水制备 盐(sodium chloride)： 海盐、池盐、岩盐、井盐、盐湖盐等，含Ca++ 、Mg++ 等杂质。 水： 碱厂各工序来含NH3 、CO2或盐洗涤水。 过量盐充分溶于水而制的饱和盐水。 ⑵、精制反应 第一步除镁（一次盐水） Mg++ + Ca(OH) 2 ==== Mg(OH)2↓+ Ca++ 第二步除钙（二次盐水） Ca+++2NH3+CO2+H2O === CaCO3↓+ 2NH4+ (氯化钙 CaCl2 calcium chloride ） （氯化镁 MgCl2 magnesium chloride) 另一种除钙方法： Ca++＋Na2CO3===Ca