纯碱工业制作方法

纯碱工业制作方法

纯碱即苏打(soda)，化学式为na2co3，是一种重要的化工原料，是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。
一:布兰制碱法: 古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。远不能满足化工生产需求，1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐为原料制碱，称路布兰制碱法，该法分三布：
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2nacl+h2so4=na2so4+2hcl；
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：na2so4+4c=na2s+4co↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：na2s+caco3=na2co3+cas
缺点:; 该方法生产时需要高温，硫酸对设备腐蚀严重，cas废弃物长期堆积臭气四溢，加之成本较高，后被氨碱法代替。
二: 氨碱法即索尔维制碱法， 是1862年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，其反应也分三步进行：
①nh3+co2+h2o=nh4hco3
②nh4hco3+nacl=nahco3+nh4cl
③2nahco3=na2co3+co2↑+h2o
反应生成的co2可回收利用，nh4cl又可与生石灰反应重新生成氨气：
2nh4cl+cao=2nh3↑+cacl2+h2o
缺点: 该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。
三: 候氏制碱法 对上述方法做了较大的改进，此法的大特点是不从固体碳酸氢铵(nh4hco3)，而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（co2）可析出碳酸氢钠(nahco3)，此时母液中na+减少而cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（nh4cl）溶解度突然降低，而食盐(nacl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（nh4cl）析出而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（co2），结果往返析出nahco3和nh4cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，co2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法。该法生产的碱质量优良，纯白如雪，在1926年获美国费城“万国博览会金质奖”。具体是这样的：
1 向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳
nh3+h2o+co2+nacl=nh4cl+nahco3（析出）
2 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠
2nahco3＝na2co3+h2o+co2
3 利用碳酸钠通入石灰水，制得氢氧化钠
na2co3＋ca(oh)2=2naoh+caco3
4 培烧碳酸钙，得到二氧化碳循环
caco3=cao+co2
cao+h2o=ca(oh)2
5 向1步反应的母液中，加入过量食盐，氯化铵结晶析出，制成化肥使用。
侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制碱法。这种方法把合成氨和纯碱两种产品联合生产，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。

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