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工业制碳酸钠 工业上如何制纯碱

来源:朵拉利品网  |  2020-05-27 06:41:40

1, 工业上如何制纯碱



工业制纯碱(侯氏)
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl(NH4HCO3结晶析出)
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2(反应条件:加热)
6、工业制氨气
3H2+N2=2NH3 (反应条件:高温高压催化剂作用下)
注:催化剂为铁触媒
中国工程师侯德榜(1890-1974)将制碱厂与合成氨厂共建,从而将氨碱法改造成了“联合制碱法”。两种方法的区别主要体现在对母液的处理上。联合制碱法在母液中再次通入NH3并补充加入NaCl(而不是加入石灰乳),一方面利用沉淀平衡的移动原理迫使NH4Cl沉淀,一方面使NaHCO3转化为溶解度较大的Na2CO3,从而得到较纯的NH4Cl。
NH3·H2O+HCO3-→CO32-+NH4++H2O
NH4++Cl-→NH4Cl↓
(侯德榜联合制碱法流程图)
同样可以给出联合制碱法的“理论总结果”:
2NaCl+2NH3+CO2→Na2CO3+2NH4Cl
从中可见它与氨碱法的基本区别:
1.NH3不再“相当于催化剂”,它是被完全消耗的原料,需要由合成氨厂不断提供。
2.副产品是可作化肥的NH4Cl而不是CaCl2。
3.没有Ca2+的干扰,母液被循环使用,NaCl等原料的利用率明显提高。
碳酸钠俗名纯碱或苏打,是白色固体,常含结晶水(Na2CO3·10H2O)。我国北方的天然碱矿中存在纯碱资源。它被广泛用于玻璃制造、造纸、纺织等工业。

2, 碳酸钠的工业制法?



实验室制取碳酸钠:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.存在于自然界(如盐水湖)的碳酸钠称为天然碱,在古代便被用作洗涤剂和用于印染。1791年开始用食盐、硫酸、煤、石灰石为原料生产碳酸钠,是为吕布兰法,此法原料利用不充分、劳动条件恶劣、产品质量不佳,逐渐为索尔维法代替。1859年比利时索尔维用食盐、氨水、二氧化碳为原料,于室温下从溶液中析出碳酸氢钠,将它加热,即分解为碳酸钠,此法被沿用至今。用于生产玻璃、造纸、纺织、洗涤剂。1943年中国侯德榜结合中国内地缺盐的国情 ,对索尔维法进行改进,将纯碱和合成氨两大工业联合,同时生产碳酸钠和化肥氯化铵,大大地提高了食盐利用率,是为侯氏制碱法。
索氏制碱法和侯氏制碱法的主要化学反应式均为:
NaCl + CO2 + NH3 + H2O ==== NaHCO3↓+ NH4Cl ,NaHCO3(碳酸氢钠)可溶只是在这种条件下,碳酸氢钠溶解的量大于该条件下的溶解度,所以析出了碳酸氢钠固体,经过滤,得到碳酸氢钠固体。
2NaHCO3==Δ== Na2CO3+ CO2↑+ H2O
所不同的是索氏法在整个制取过程中NH3是循环使用的:
2NH4Cl + Ca(OH)2==Δ== 2NH3↑+ CaCl2+ 2H2O
而侯氏法在整个制取过程中,NH4Cl直接作为纯碱的副产品----肥料。
碳酸钠用于肥皂、造纸、洗涤剂、玻璃生产,用作冶金工业的助熔剂、软水剂。

名词解释


碳酸钠

苏打(学名:无水碳酸钠,俗名:石碱、纯碱、洗涤碱)是一种重要的化工基本原料。苏打化学式为Na₂CO₃,易溶于水,其水溶液呈碱性。苏打形态为无色晶体,结晶水不稳定,易风化,因此普通情况下为白色粉末,为强电解质,具有盐的通性和热稳定性。

碳酸氢钠

碳酸氢钠(Sodium Bicarbonate)是一种无机化合物,化学式为NaHCO₃,俗称小苏打,白色细小晶体,在水中的溶解度小于碳酸钠,呈弱碱性。 碳酸氢钠是强碱与弱酸中和后生成的酸式盐,溶于水时呈现弱碱性。此特性可使其作为食品制作过程中的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠,使用过多会使成品有碱味。

CO2

二氧化碳(carbon dioxide)是一种碳氧化合物,是空气中常见的化合物。常压下为无色、无味、不助燃、不可燃。略溶于水中,形成碳酸,碳酸是一种弱酸。 二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。研究表明:低浓度的二氧化碳没有毒性,高浓度的二氧化碳则会使动物中毒。

 
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