【導讀】CAS編號497-19-8，外觀白色粉末或細粒結晶，口味澀，相對密度(水=1)，熔點851℃，強堿弱酸鹽，純堿不是堿，化鈉和二氧化碳。中的水分及二氧化碳，生成碳酸氫鈉，并結成硬塊。易結成硬塊，在高溫下也不分解。含有結晶水的碳酸鈉有3種：NaCO3·10H2O. 外，尚有NaCO3·7H2O及NaCO3·H2O等。它們之間的轉(zhuǎn)變溫度分別為。萎縮及鼻中隔穿孔。未有特殊的燃燒爆炸特性。建議應急處理人員戴防。避免揚塵，小心掃起，置于袋中轉(zhuǎn)移至安。嚴格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全。配備泄漏應急處理設。儲區(qū)應備有合適的材料收容泄漏物。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。2021年美國的純堿銷售玻。璃行業(yè)占49%，化學品制造業(yè)占29%，肥皂和洗滌劑占11%，煙氣脫硫占29%，2021年美國純堿產(chǎn)量1170萬t、出口量達480萬t，其中向亞洲。目前許多大中型氨堿廠及聯(lián)堿廠

　　

【正文】 yxe ????? （ 5） 式（ 5）中的γ為每一循環(huán)中， 1摩爾干鹽的母液Ⅱ所產(chǎn)生 NaHCO3和 NH4Clmol量。γ的數(shù)值的大小就代表循環(huán)產(chǎn)量的大小。 由式（ 5）可以看出，當（ x1y1）增大和（ x2y2）減少時，γ的數(shù)值都增 28 加，而（ x1y1）和（ x2y2）取決于母液Ⅰ和母液Ⅱ的組成。 （ x1y1）代表母液Ⅰ的組成，它必須落在 NaHCO3結晶區(qū)內(nèi)。在圖中，過 I作 BD對角線的平行線交 BC邊于 M，則 BM線段的長度即代表（ x1y1）。在 NaHCO3結晶區(qū)內(nèi)各點所作這樣線 段的長度以母液Ⅰ落在 P1點時為最大。故由式（ 5）可以得出這樣的結論：每當母液Ⅰ落在 P1點時循環(huán)產(chǎn)量為最大。過 I點作 BD對角線的平行線交 BC邊于 N， BN線段的長度即代表（ x2y2）值，在 NH4Cl結晶區(qū)各點所作的（ x2y2）的長度以母液Ⅰ落在 P2點時為最短。這就是說，當母液Ⅰ落在 P2點時可以使循環(huán)產(chǎn)量最大。 在整個循環(huán)過程中， NaCl、 NH CO2和 H2O只允許加入，并只允許以 NH4Cl、NaHCO3形式取出，因此式（ 1）中的系數(shù) a、 b、 c、 d及式（ 5）中的系數(shù)（γ a）、（γ b）、（γ c）、（γ d）都必須為正值，即 a、 b、 c、 d≥ 0而又≤γ?？捎晌锪虾馑愕贸鋈缦玛P系： 由式（ 4）： ? ? ? ?21 11 yyea ???? （ 6） 由式（ 1）作全氨衡算 ? ? ? ?2211 pxpxeb ???? （ 7） 由式（ 1）作 CO2衡算，并將式（ 5）的γ關系代入其中，可得： 21 xexc ?? (8) 對式（ 1） 作 H2O衡算： ? ? ? ?2211 mxmxed ???? （ 9） 式 (5)—— 式（ 9）五個方程式表明， a、 b、 c、 d、 r五個系數(shù)都是 x y xy2和 e的函數(shù)。在選定母液Ⅰ和母液Ⅱ以后，就可以假定某一 e值來試算這五個系數(shù)。如果它們都是正值，且又小于γ，那么所選的母液Ⅰ和母液Ⅱ就可以構成良好的循環(huán)。返之，如果它們之中有一個為負值或大于γ，則所選用的這對母液Ⅰ和母液Ⅱ就不可能進行穩(wěn)定的循環(huán)產(chǎn)生。 母液Ⅰ和母液Ⅱ雖然以落在 P P2點時循環(huán)產(chǎn)量最大，但為了選擇構成良好循環(huán)的母液Ⅰ和母液Ⅱ的操作點及操作時容許的波動幅度，往往將母液Ⅰ選在NaHCO3結晶區(qū)的內(nèi)部，將母液Ⅱ選在 NH4Cl結晶區(qū)上網(wǎng)內(nèi)部，當然盡可能地靠近P1點和 P2點。 在第一過程中加入 CO2是碳酸化制取 NaHCO3所必需的，不得省略。如果省去第Ⅱ過程的碳酸化就成了一次碳酸化流程。作式（ 2）的 CO2衡算，并令（γ c） 29 =0,即得： 12 eyy ? （ 10） 或由式（ 1）作 CO2的衡算，并令γ =C,得： 12 exx ? （ 11） 第Ⅰ過程的吸氨是中和 HCO3,以免 NaHCO3與 NH4Cl同時析出，就是省略不得的。但課省略第一過程中的吸氨，成為一次吸氨流程。令式（ 7）中的 b=0,即得出一吸氨流程的條件為 ? ? 2211 pxpxe ??? （ 12） 第Ⅰ過程中的加 NaCl是為了鹽析 NH4Cl所必需的，因此不能省略。令式（ 6）中的 a=0,即得一次加鹽流程的條件為 ? ? 21 11 yye ??? （ 13） 如果既要采用一次碳酸化，又要一次加鹽，則必須同時 滿足式（ 11）和式（ 9），則得 21 yy ? e= (14) 采用一次吸氨，一次碳酸化和一次加鹽的流程，就必須同時滿足式（ 11）、式（ 7）和式（ 8）。 在二次碳酸化流程中，由于母液Ⅰ要再次吸收 CO2，就必須吸收大量的NH3，才能避免 NaHCO NH4HCO3與 NH4Cl一起析出。因此氨母液Ⅰ和母液Ⅱ中的氨蒸氣較一次碳酸流程中的要高，氨損失較多，環(huán)境條件較差。但由于二次碳酸化增加了母液Ⅰ的 NH4+含量，加強了 NH4Cl的鹽析作 用。 （ 3）副產(chǎn)品 —— 氨水 以煤為原料制氨時， 1t 氨約需變換氣 4300m2，其中含 CO28%，含 CO2 量=4300*=1024m3,制造 1t 純堿需 CO2520m3制造 30 萬噸純堿需 CO215600m3，故如果用變換氣直接碳酸化制堿，生產(chǎn) 1t噸 CO2只能生產(chǎn)純堿 =1204/520=(也即 NH4Cl 的量 )。 1t氯化銨實際氨耗為 ，因此 1t氨可加工成 NH4Cl=1/=(也即為 Na2CO3的量 )。 因 此所產(chǎn)的 CO2不能滿足將 NH3全部加工成 NH4Cl 的要求，有一部分氨必須以氨水出售。 （ 4） 循環(huán)系統(tǒng)中消耗掉的水量 30 水有三個出處：一是化學反應用去的水；二是重堿濾餅帶走的水；三是 NH4Cl成品帶走的水。對這三項水量分別計算如下： ① 每合成 1噸純堿（同時也聯(lián)產(chǎn) 1噸氯化銨）所需要的水量可按反應式計算 碳酸化： ClNHN a H C OOHCONHN a C l 43223 ??? ????? 煅燒： ????? ?? 223232 COOHCONaN aH C O 后一反應產(chǎn)生的 H2O經(jīng)過煅燒氣送入爐氣冷凝塔形成含 NH Na2CO（ NH4）2CO3的凝縮液而離開循環(huán)系統(tǒng)，所以循環(huán)系統(tǒng)中消耗的水為碳酸化過程中所示，消耗的水量為： ? ?kg340106 ??? 式中 106， 分別為 Na2CO3和 H2O的相對分子質(zhì)量。 ② 根據(jù) NaHCO3晶體的粒度和均勻程度，一般用真空過濾機所得的重堿濾餅中水分在 18%21%范圍之內(nèi)，良好時為 16%20%，相應的燒成 %%，而一噸純堿所需的粗重堿量為燒成率的倒數(shù)，即 ~ 噸，因此 1噸堿由粗重堿帶出系統(tǒng)的水分為（ ~） （ ~） =300~390(kg) ③ 合成一噸純堿就聯(lián)產(chǎn)一噸氯化銨，其中含 H2O4%，故一 噸氯化銨帶走 H2O量 =42（ kg） ,而合成 30 噸純堿由 30 噸氯化銨帶走的水量為 1260（ kg） 由此可見，如果要使母液總量平衡，在真空過濾機過濾重堿時，所加入的洗水不應超過 10200+（ 9000~11700） +1260~1740=18720~21420（ kg） 在聯(lián)堿生產(chǎn)中水量能否平衡主要決定于過濾洗水的 用量，而重堿結晶的好壞對過濾洗水的用量影響極大。因此欲使系統(tǒng)水量保持平衡，首先要提高重堿的結晶質(zhì)量，其次為嚴 格控制洗鹽的含水量。 六、環(huán)境保護與安全措施 純堿生產(chǎn)具有高度的連續(xù)性，在工藝過程中，許多物質(zhì)往往具有易 燃 、易爆、易 中 毒和易腐蝕的特性，稍有不慎，就有可能引起事故的發(fā)生，給員工的生命和企業(yè)的財產(chǎn)安全造成危害。純 堿 生產(chǎn)主要危險性如下： 1．火災爆炸 31 ① 為生產(chǎn)配套的電力系統(tǒng)，如變壓器、低壓配電裝置、電、電纜以及各種泵的電機，當存在設備、材質(zhì)質(zhì)量不好或安裝施工質(zhì)量不好，以及電線溝被車壓壞等情況時，可能引起短路或漏電，或由于 電 負荷過載，均能導致電器設施過度發(fā)熱，引發(fā)電器、電纜的絕緣材料或附著物 (如袖 脂、有機易燃物等 )著火而發(fā)生火災。 ② 在純堿生產(chǎn)過程中用到氨，氨是一種中間媒介質(zhì)，在生產(chǎn)過程 中 它是循環(huán)使用的。氨在儲存、輸送和使用的過程中，如果設備、管道存在缺陷或人為操作失誤導致液氨泄露，遏明火就極可能發(fā)生爆炸著火。 ③ 防火、防爆區(qū)域 (加液氨庫區(qū) )內(nèi)使用的電氣設備、機械設備的電機、照明、開關箱，如果不使用防爆型或使用防爆級別不夠的設備，在電氣設備作業(yè)時，一旦產(chǎn)生電火花，就有爆炸火災的危險。 ④ 在設備檢修時 (如給碳化塔檢修 )，如果檢修的設備沒與系統(tǒng)徹底斷開、隔離，沒對檢修的設備進行置換、情洗，未進行易燃易爆物質(zhì) 測定，違章進行動火、燒焊作業(yè)，就存在發(fā)生爆炸的危險。 ⑤ 進人塔、耀、釜作業(yè)或檢修時，如果照明燈電壓等級不是安全電壓或沒有保護罩，燈泡接口產(chǎn)生的電火花，存在著引起爆炸的危險。 ⑥ 生產(chǎn)過程中使用到多種壓力容器和壓力管道 (炮燒爐、壓縮空氣儲灌 )，當設備存在缺陷且?guī)Р∵\行或人為操作失誤，都有可能引起居炸事故的發(fā)生。 2．電傷害 這類危險主要發(fā)生在電源配電裝置和生產(chǎn)設施中的各種機泵的電動機、通排風設備以及動力、照明電氣線路、照明和電焊作業(yè) 上。 在安裝施工過程中，由于選用了質(zhì)量低下或安裝質(zhì)量有缺陷的電氣設備、器材而導致生產(chǎn)過程中發(fā)生事故，或在工作過程和維修保養(yǎng)過程中，由于作業(yè)人員不能按照電氣上作安全操作規(guī)程進行操作，或缺乏安全用電常識的非電氣技工劉電氣設備自主進行操作、維修，均有可能造成觸電事故的發(fā)生。 3．機械傷害 生產(chǎn)裝置里有許多起重設備、轉(zhuǎn)動設備、高壓設備，如吊干、電動葫蘆、卷揚帆、離心機、引風機、空壓機、壓縮機、皮帶運輸機、各種泵等，對起重設備未定期檢修，或?qū)D(zhuǎn)動設備的轉(zhuǎn)動部位末加防護以及操作人員的失誤等，均有可 32 能對員工造成機械傷害。 4．高處墜落與落物打擊 在純堿生產(chǎn)裝置中，有許多設備布置在不同高度 的層面上，因此須設置一定數(shù)量的直鋼梯，斜鋼梯、釜罐、高位榴和平臺。若梯、臺的防護欄桿、圍欄、踏板設施不完善、不合理；人員疏忽大意及蠻干；在高處槍修維護時，違反高空作業(yè)安全操作規(guī)程，未采取安全防護措施，都有可能發(fā)生高處墜落、落物打擊事故。 5．腐蝕性危害 在純堿生產(chǎn)過程中，用到幾種酸堿，如重減車間用來對鐵板進行酸洗的鹽酸，熱電車間用來水處理的氫氧化鈉．都具有較強的腐蝕性，以及二次鹽水在吸氨以后生成的氨鹽水也具有腐蝕性。這些物質(zhì)在儲存、輸送和使用的過程中，由于管道、設備的缺陷或人為操作失誤而導致發(fā)生泄露，且作業(yè) 人員沒有采取有效的防護措施，都有可能對人造成危害。 6． 中毒危害 在純堿生產(chǎn)過程中，涉及到多種有毒物質(zhì)。如用作中間媒介質(zhì)的氨，石灰窯氣中的二氧化碳、 — 氧化碳，重減車間用作鐵板酸洗的鹽酸等，這些有毒物質(zhì)一旦發(fā)生泄露，將會對人體造成危害。發(fā)生中毒機率較高的主要有這＝個崗位：一是鹽水車間的除鈣崗位，容易發(fā)牛一氧化碳中毒；二是重堿車間的碳化崗位，容易發(fā)生氨中毒 lZ是石灰車間的電除少崗位，容易發(fā)生一氧化碳中毒。 7．噪聲危害 純堿生產(chǎn)過程中，用到各種離心機、鼓風機、空壓機、電動機、球磨機以及各種機泵等，如果選型不好或者末 采取降低噪音措施，當作業(yè)人員長期處于此環(huán)境下，會對人的聽覺系統(tǒng)造成傷害，也會對神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)造成不良影響。噪音危害較嚴重的地方主要有熱電車間的球西機房、石灰車間的投料問、壓縮車間的壓縮機房以及各車間的風機房。 8．高溫灼傷與中暑 ①純堿生產(chǎn)過程中，很多設備及管道中流有較高溫度的溶液，一旦由于設備缺陷或人員操作失誤導致高溫液體泄露噴出，且人員未采取任何防護措施，易造成人員燙傷。 ②蒸汽、反應罐、干燥器的設備和管道，介質(zhì)溫度都很高，有的甚至達到 l00℃ 33 以上。這些設備及督線的隔熱保溫層著有脫落之處， 人體直接接觸時可能發(fā)生高溫灼傷。 ③一些高溫設備的熱輻射，導致環(huán)境溫度升高，如在攝燒車間以及熱電車間的鍋爐房，尤其是在夏季，如末采取防暑降溫措施，人員長期在此環(huán)境下工作，有中暑的危險。 9．粉塵危害 粉塵對人的危害作用主要有兩個方面：其一是具有一般性的刺激作用，可引起呼吸系統(tǒng)、眼、皮膚等器官的疾病，其二，也是最主要的，就是引起肺部細胞的纖維化。長期吸人大量的有害粉塵，能使肺部產(chǎn)生彌漫性的纖維化病變而導致全身性疾病 —— 即塵肺病。包裝車間包裝現(xiàn)場、做燒車間以及石灰車間粉塵濃度較高，若不采取保護措施，就會對員工的 身體健康造成危害。 10．車輛傷害 許多生產(chǎn)工廠，在原料和產(chǎn)品運輸中用到多種車輛交通工具，如火車、叉車、裝載車、吊車、各種型號的卡車等，在車輛作業(yè)和行駛過程中，如果司機違反廠內(nèi)車輛安全作業(yè)及行駛規(guī)定，就會對員工的生命安全造成危害。 七、參考文獻 【 1】 薛榮書、譚世語主編．化工工藝學（第二版）．重慶大學出版社． 【 2】 陳五平主編．無機化工工藝學（下冊）．北京：化學工業(yè)出版社， 【 3】 崔恩選主編．化學工藝學．北京：高等教育出版社， 1985． 【 4】 蔣家俊編．化學工藝學．北京：高等教育出版社， 1988． 【 5】 呂秉玲，林 志祥．純堿生產(chǎn)相圖分析．北京：化學工業(yè)出版社， 1991,6668 【 6】 候德榜主編．純堿工學．北京：化學工業(yè)出版社， 1990． 【 7】 周光耀編．聯(lián)合制堿法技術進展， 2021（ 1）： 35． 【 8】 韓行治主編．聯(lián)合制堿工藝。大連：遼寧科學技術出版社， 1989． 【 9】 崔恩選主編．化學工藝學（第二版）．北京：高等教育出版社． 1985． 【 10】 呂秉玲．純堿工業(yè)． 1982,(1),20 【 11】 陳五平主編．無機化工工藝學（四）純堿與燒堿．第二版．北京：化學工業(yè)出版社， 1989 【 12】 呂秉玲．純堿工業(yè)， 1978,6；