化工基礎(chǔ)概論第十一章純堿與燒堿(已修改)
2025-01-06 10:49 本頁(yè)面
【正文】 第十一章 純堿與燒堿 、用途及工業(yè)生產(chǎn)方法 純堿即碳酸鈉（ Na2CO3），也稱為蘇打或堿灰，為無水、白色粉末；相對(duì)分子質(zhì)量 ，相對(duì)密度 ，熔點(diǎn) 851 ℃ ；易溶于水，并能與水生成 Na2CO3 H2O 、Na2CO3 7 H2O 、 Na2CO3 10 H2O 三種水合物，微溶于乙醇，不溶于丙酮。 純堿是一種強(qiáng)堿弱酸生成的鹽，它的水溶液呈堿性，并能與強(qiáng)酸發(fā)生反應(yīng)；在高溫下，純堿可分為解為氧化鈉和二氧化碳；無水純堿長(zhǎng)期暴露在空氣中能緩慢地吸收空氣中的水分和二氧化碳，生成碳酸氫鈉。 純堿是一種重要的基本化工原料，其年產(chǎn)量在一定程度上可以反映出一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)發(fā)展的水平。純堿主要用于生產(chǎn)各種玻璃、制取各種鈉鹽和金屬碳酸鹽等化學(xué)品；其次用于造紙、肥皂和洗滌 劑、染料、陶瓷、冶金、食品工業(yè)與日常生活。因此，純堿在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。 法國(guó)人路布蘭于 1787 年首先提出的。 該法以芒硝、石灰石及煤為原料，將反應(yīng)物混合后置于反射爐（或回轉(zhuǎn)爐）加熱至 950~1000 ℃ 即生成碳酸鈉。 Na2SO4 + 2C + CaC O3 = Na2CO3 + CaS + 2CO2↑ 路布蘭法由于生產(chǎn)不連續(xù)、原料利用率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要，逐漸被其他方法所取代。 1 、二氧化碳?xì)夂褪胰榈闹苽洌簩⑹沂?940~1200 ℃ 在煅燒窯內(nèi)分解，得到氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w，氧化鈣加水制成氫氧化鈣乳液。 CaCO3 = CaO + CO2↑ CaO + H2O = C a(OH)2 2 、精鹽水的制備：將原鹽溶于水制得飽和食鹽水溶液。由于鹽水中含有 Ca2+、Mg 2+等雜質(zhì)離子，它們會(huì)影響后續(xù)工段的正常操作， 所以鹽水溶液必須精制。 3 、氨鹽水的制備：精制后的鹽水溶液吸氨制備含氨的鹽水溶液。 4 、氨鹽水的碳酸化：是氨堿法的一個(gè)重要工序，將氨鹽水與 CO2作用，生成碳酸氫鈉和氯化銨，碳酸氫鈉濃度過飽和后即結(jié)晶析出，從而與溶液分離。這一過程包括了吸收、氣液相反應(yīng)、結(jié)晶和傳熱等。 NaCl + NH3 + C O2 + H2O = NaH CO3↓ + NH4Cl 5 、碳酸氫鈉的鍛燒：鍛燒的目的是為了分解碳酸氫鈉，以獲得純堿碳酸鈉，同時(shí)回收近一半的 CO2氣體，供碳酸化使用。 2 NaHC O3 = Na2CO3 + H2O + 2CO2↑ 6 氨的回收：碳酸化后分離出來的母液中含有氯化銨、碳酸氫銨、碳酸銨等，需要將氨回收循環(huán)使用。 2 NH4Cl + Ca(OH )2 = C aCl 2 + 2 NH3↑ + 2 H2O 氨堿法具有原料來源方便，生產(chǎn)連續(xù)，產(chǎn)量大，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但排出的氯化鈣廢渣沒有出路，造成大量堆積而引起公害，食鹽總利用率低（不到 3 ０％）、工藝流程長(zhǎng)而復(fù)雜。 由于氨堿法存在上述缺點(diǎn)，有必要加以研究改進(jìn)。比較理想的解決辦法是，以食鹽、合成氨及生產(chǎn)合成氨過程中含有二氧化碳的氣體為原 料，同時(shí)生產(chǎn)純堿和氯化銨肥料，即將氨堿兩大工業(yè)聯(lián)合，簡(jiǎn)稱聯(lián)堿法，因其母液循環(huán)使用，又稱循環(huán)法。
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