第4章 纯碱和烧碱.pptx

第4章 纯碱和烧碱Soda and Caustic Soda;4.1 纯碱(Industry of making soda);纯碱，又叫碳酸钠，俗称“苏打” 相对分子量（或原子量） 105.99 1、密 度 2.532kg/dm3 2、熔 点 851℃ 3、性 状 白色粉末或细粒 4、溶解情况 易溶于水，水溶液呈碱性。不溶于乙醇、乙醚。 5、其 他 吸湿性强，能因吸湿而结成硬快。;§2 纯碱的用途 纯碱是一种大吨位化工原料，用途极其广泛 制造玻璃 制肥皂 硬水变软水 石油和油类的碱精制 冶炼工业上的应用 化学工业上的应用 洗涤、印染、漂白及其他;内蒙古远兴天然碱股份有限公司;4.1.2 氨碱法制纯碱;(1) 主要化学反应;(2) 氨碱法相图讨论; 氨盐水碳酸化反应实质上是液固相反应，原则上可用液相平衡常数来确定平衡反应量。但由于体系复杂，液相活度系数计算困难，所以工业上往往利用实验得到的相图来确定生产条件，保证在给定工艺条件下得到所需的产品及质量。 反应体系有5种物质: NaCl - NH4Cl - NH4HCO3 - NaHCO3 - H2O，但是其中有一个不是独立组分，由复分解反应决定，因此体系是四元交互体系。 ; 复分解反应，反应过程反应物交换了各自的离子，故反应称为交互反应，这类体系称为四元相互盐水体系。 反应体系有NaCl-NH4Cl-NH4HCO3-NaHCO3-H2O五种物质。在等温情况下仍需四棱柱体图表示 等压 四棱柱底面的四方形表示干盐的组成，四个顶点代表四种盐，水含量用垂直于四方形的高度表示。;① 相图的组成;② 平面干盐相图;干盐图的四条边表示具有一个相同离子的两种盐和水所构成的溶液 AB 表示 NaCl和 KCl溶液 BC表示 KCl和 KNO3溶液 DA表示 NaCl和 NaNO3溶液 四元相互体系中的水含量用垂直于四方形底的高度表示，其单位为mol H2O/mol总盐， LL’ ;a）图中四个独立存在组分，用正四边形代表，每个顶点代表一种物质。 b）图中1表示NaHCO3的结晶区，2表示NH4HCO3的结晶区，3表示NH4Cl的结晶区, 4表示NaCl的结晶区 c) 图中的每条线代表相邻两种盐的共析饱和线。 d) P1点是NaHCO3，NH4Cl，NH4HCO3的饱和点，其落在DCB之外，叫不相称共饱点，P2 ？相称共饱点 e）NaHCO3和NH4Cl结晶区相邻，稳定盐对，NaCl和NH4HCO3不相邻，不稳定盐对;(f) NaCl(A)与NH4HCO3(B)的配比不同，对NaHCO3析出量有明显影响。NaCl (A)与NH4HCO3(C)混合的总组成必然在AC线上。如果只需析出NaHCO3时，其必须在NaHCO3饱和面上（1）区，所以组成应在R-S线内，超过S析出NH4HCO3,超过R析出NaCl。 (g) 如果总组成在X点，物系在平衡后分为2相，溶液组成在T点，T点为饱和溶液，固相组成在D点，结晶与溶液比为TX:XD，比值越大，析出结晶越多。可见P1点操作最好。 (h) 以X点为例，要得到该组成的液体组成，[NaCl]:[NH4HCO3 ]=CX：XA。;从图中可看出，操作点在P1点时?角最小，只析出NaHCO3时, 在P1点钠利用率最高，?角较小 在P2点时，?角最小，氨的利用率最高。 由于在氨碱生产中，钠利用率比氨利用率，是影响生产消耗定额更为重要的工艺指标，所以在生产中，为提高钠的利用率，总是尽可能地使碳酸化母液靠近P1点。; (i)注意到只析出NaHCO3时P1点?角最小，P1点钠利用率最高。若操作点向P2方向移动，钠利用率降低，氨利用率提高。因为实际生产中氨是循环利用的，所以应主要考虑钠利用率，操作点要尽量靠近P1点。;2;(2)氨盐比的影响;1、 温度升高，NH4 Cl溶解度显著增大，NaHCO3增加不多。 2、 NaHCO3饱和面随着温度升高而扩大，P1向右上方移动， ?角变小，Na+的利用率高。 3、但是温度高，不利于吸收气体。 注意：氨盐水浓度不变，碳酸化后降低温度可减少其溶解度，相应提高钠利用率。;4.1.2.2 氨碱法的工业生产;两种除钙(Ca2+)方法的比较;(2) 盐水吸氨制备氨盐水;吸收氨的主要设备;;(3) 氨盐水的碳酸化;氨盐水的碳酸化反应;碳酸化度R;碳酸化塔; 碳酸化塔的结构如图 中段气和下段气是否一样，含有的CO2量是否一致？ 氨盐水进塔温度约30~50℃，塔中部温度升到60℃左右，中