海水中的化学详解.doc

海水中的化学海洋是人类的母亲，是人类千万年来取之不尽、用之不竭的巨大资源宝库。海洋被人们誉为“天然的鱼舱”、“蓝色的煤海”、“盐类的故乡”、“能量的源泉”，具有巨大的开发潜力。海洋是巨大的资源宝库，除海水中的化学资源和海底矿产资源外，海蕴藏着丰富的生物资源和海洋动力资源，海洋开发水平已经成为衡量各国综合国力的重要标志之一。食盐是我们生活中极为常见的物质，与我们的日常生活密切相关，同时食盐又是一种非常重要的化工原料食盐重要的化工原料无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。纯碱纯碱工业始于18世纪末，随着工业的需要和制碱原料的改变，纯碱(Na2CO3)生产技术得到迅速发展，生产装置趋向大型化、机械化、自动化。1983年世界纯碱产量约30Mt。在纯碱工业史上，法国人N.吕布兰，比利时人E.索尔维，中国人侯德榜等，都作出了突出的贡献。吕布兰法18世纪中叶，英、法爆发了七年战争(1756~1763)，当时依赖于西班牙植物碱的来源断绝。1775年法国科学院悬赏巨金，征求可供实用的制碱方法。吕布兰提出以普通食盐为原料，用硫酸处理得芒硝(硫酸钠)及盐酸，芒硝再与石灰石、煤粉配合入炉煅烧生成纯碱的方法。1791年，吕布兰获得专利权，同年由奥尔良公爵筹集巨款，在巴黎附近的圣但尼建立第一个吕布兰法碱厂。1823年英国取消盐税，引进吕布兰法，在利物浦建成纯碱工厂投入生产。从此，英国制碱工业突飞猛进，远远领先于法国。 1825~1880年间是吕布兰法制碱的极盛时期。它带动了硫酸、盐酸、漂白粉、芒硝以及硫磺等一系列化工产品的生产吕布兰法是化学工业兴起的重要里程碑。但其产品纯度低，生产成本高劳动效率低生产过程固相操作，难以连续作业，加之回收的盐酸腐蚀性强，必须外销或另作处理。这些缺点促使探索新的制碱方法。 ?(1)、发明“氨碱法”是比利时工程师索尔维发明的纯碱法。索尔维在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作时，在用盐水吸收氨和二氧化碳的试验中得到碳酸氢钠。同年，他获得了用食盐、氨和二氧化碳制取碳酸钠的工业生产方法的专利。此生产方法被称为索尔维法,又称氨碱法。1863年E.索尔维与兄弟A.索尔维筹集资金，组建至今依然存在的索尔维公司并在比利时库耶建立纯碱厂，1865年1月投产，1872年产量达到日产 10t。1873年索尔维公司所产纯碱在维也纳国际博览会上获得了质量纯净荣誉奖，从此索尔维法为世人所公认。中国实业家范旭东于1917年筹办永利制碱公司，1920年在天津塘沽兴建永利碱厂1924年8月开工生产，1926年8月红三角牌纯碱获得万国博览会(美国费城)金质奖章。??(2)、原料食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料。??以食盐和石灰石为原料，以氨气为媒介来生产纯碱生产能力大，产品质量好，纯度高(纯碱即由此得名)。反应将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和后在下通入CO2(由分解而来)由于NaHCO3溶解度较小而析出将析出的NaHCO3晶体煅烧即可制得碳酸钠母液中的氯化铵加石灰回收氨以便循环利用通入氨气制氨盐水，再通二氧化碳。因为氨气的溶解度大，若先通二氧化碳则有大部分没有溶解到海水中。 盐水精盐水氨盐水碳酸氢钠纯碱 氨碱法示意图反应方程式为:(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ (3)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 优缺点此法的优点是原料经济,能连续生产,副产物NH3和CO2可回收使用缺点是NaCl利用率只有70%左右,约有30% NaCl留在母液中大量的 4、侯氏制碱法(1)、发明简况1937年日本进一步入侵中国。位于塘沽的永利碱厂被迫迁至四川五通桥。当时盐价昂贵，牛华溪一带地下黄卤浓度过淡，不符合索尔维法要求，加之在该地区排放废液亦有困难，必须予以改进。该厂在侯德榜博士主持下，从事改进索尔维法的研究。几年后，获得成功。1941年 3月15日永利公司总经理范旭东集会宣布，决定将新法命名为侯氏碱法。1943年12日侯氏制碱法在中国化学学会第十一届年会上公布，现称联合制碱法。是我国化学工程专家侯德榜于1943年研究成功的制碱新工艺又称侯氏制碱法，是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。与氨碱法相比联合制碱法工艺进步了很多此法保持了氨碱法的优点消除了它的缺点一方面使食盐的利用率提高到96%另一方面生产出的NH4Cl可做氮肥是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法(2)、原料原料是食盐、氨和二氧化碳合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。反应将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和,后在加压下通入二氧化碳(由分解而来),由于NaHCO3溶解度较小而