《联碱生产工艺-万海生》由会员分享，可在线阅读，更多相关《联碱生产工艺-万海生（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、讲师：应城化工公司 生产部 万海生,新都化工新员工入职培训,联碱生产工艺培训,碳酸钠,碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：Na2CO3，普通情况下为白色粉末，为强电解质。密度为2.532g/cm3，熔点为851C，易溶于水，具有盐的通性。,化学性质,在空气中易风化 (1)其水溶液呈碱性，能与酸产生一定反应。 Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2（酸过量） Na2CO3+ HCl = NaCl + NaHCO3（碳酸钠过量） (2) Na2CO3与碱反应。 Na2CO3 + Ca(OH)2= CaCO3+ 2NaOH Na2CO3与NaOH不反应。 (3) Na2
2、CO3与盐反应。 Na2CO3 + BaCl2= 2NaCl + BaCO3 【碳酸钡白色沉淀，不溶于水(难溶于水)，但可溶于酸】 3 Na2CO3 + Al2(SO4)3+ 3H2O= 2Al(OH)3+ 3Na2SO4+ 3CO2 【氢氧化铝白色沉淀，不溶于水，可溶于酸】 (4) Na2CO3 +H2O+CO2=2NaHCO3,用途,是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品。 绝大部分用于工业，一小部分为民用。在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯
3、碱0.2吨。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业用作软水剂。制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等,氯化铵,物理性质 氯化铵化学式为，为无色等轴系晶体，密度1.526 g/cm3（20），且极易溶于水和吸潮结块。 化学性质 氯化铵在水溶液中呈弱酸性，由于有活性极强的存在，对设备、管线(特别是普通钢材)腐蚀严重；,用途,氯化铵主要用于农业作氮素肥料，中国的氯化铵产量居世界第一位； 工业氯化铵用
4、于制造电池，金属焊接，电镀，印染，医药等； 食用氯化铵一般与碳酸钠混合后使用，主要用于面包、饼干等； 饲料添加剂用氯化铵，可提高产肉率；,纯碱工业的发展,路布兰法制纯碱,1791年路布兰获得专利权，之后由奥利安公爵拨款20万利费，在巴黎附近建立碱厂，不久公开其制碱发。纯碱工业成为世界上最早的化学工业，它是化学工业的开端。 但路布兰法存在产品纯度差，生成成本高，人工消耗大，难以连续作业等缺点，遂有索尔维法问世，并取而代之。,索尔维法制碱,1861年比利时人索尔维，在煤气厂从事稀氨水浓缩时，发现用盐水吸收氨和二氧化碳可得到碳酸氢钠。当年该法获得专利，即为索尔维法，后人又称之为氨碱法。并取代了路布兰
5、法，在欧洲乃至世界逐渐发展起来并延续至今。 索尔维法也存在一些缺点，如：食盐利用率低（仅75%左右），蒸馏废液难以处理等。,联合制碱法,20世纪初，德国人什赖布建议将氯化铵直接制成成品，这样既可避免产生大量废液，又可提高食盐利用率。1924年德国人格鲁德及吕普曼两位教授研究出所谓“察安法”。即先做出碳酸氢铵结晶体，再与饱和盐卤反应而得重碳酸钠，过滤后，所得母液冷却降温，再加食盐溶解置换析出氯化铵结晶。 中国“侯氏碱法”与日本的A.C法实质均为联碱法，堪称提高食盐利用率，解决废液排放的成功方法。,侯氏制碱法,（1）NH3+ H2O + CO2= NH4HCO3 （2） NH4HCO3 + NaC
6、l(饱和) = NH4Cl+ NaHCO3（平时这样的反应一般认为不进行，但是由于在某个温度下，碳酸氢钠的溶解度较低，会沉淀出来，所以这个反应能够一定程度上进行） （3）2NaHCO3= Na2CO3+ H2O+ CO2,即： NaCl(饱和) + NH3+ H2O + CO2= NH4Cl + NaHCO3 2NaHCO3= Na2CO3+ H2O + CO2 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。,此法优点：保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 ；
7、NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气 CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3制 CO2这一工序。,本厂联碱各工序网络图,主要分为氯化铵（包括综合）和重碱（包括煅烧）两大车间。,本联碱生产采用的是“一次加盐、两次吸氨、一次碳化”生产循环过程，第一过程为纯碱生产过程，第二过程为氯化铵生产过程。如图11所示，由母液开始，在第一过程加入原料氨（NH3）和二氧化碳（CO2），得到碳酸氢钠 （NaHCO3）和母液，在第二过程加入原料盐（NaCL），得到氯化铵（NH4CL）和母液，如此完成一个循环。,联合制碱法生产原理,联合制碱法工艺流程,重碱工艺（一过程）,该工序主要是利用氨母液在碳
8、化塔中吸收二氧化碳，制得碳酸氢钠结晶及适合二过程要求的氨母液，达到氯化钠转化率高和母液当量低的要求，右图为重碱工艺流程图。,1.工艺流程,主要化学反应为：,NaCl+H2O+CO2+NH3=NaHCO3+NH4CL,主要设备,索尔维碳化塔,结构要求：盐、CO2等原料利用率高；NaHCO3结晶质量好；较大的生产能力； 菌冒，塔体总高2530m 目前最大的索尔维塔：天津碱厂3200mm,碳化的主要物料流程,澄清后的氨母液用A泵送至清洗塔上部，在塔内自上而下溶解塔内结疤，并由塔底经中和泵送至制碱塔的上部自上而下与第1圈（下段气）和第7圈（中段气）通入的二氧化碳气进行反应，生成碳酸氢钠悬浮液，冷却结晶
9、后由塔底取出至滤过。碳化尾气从塔顶排出，经气液分离器，液体返回至中和泵入口或A桶，气体经综合回收塔净化后放空。,外冷式碳化塔,. 一般索尔维碳化塔内部表面，特别是冷却管表面结疤严重，作业几十小时就要换下来清洗，这种倒换使工艺生产波动。此外，该设备结构复杂，一般用铸铁制造（碳钢制作防腐困难），导致设备笨重，制造周期长。 1987年中国化工部第八设计院与自贡鸿鹤化工总厂联合开发了“自然循环外冷式碳化塔”，经过不断个、研究改进，获得了满意效果。 外冷式碳化塔特点：外部自然循环冷却（利用塔内外介质含气率差别）；较低的中部作业温度；异径塔结构（降低中部过饱和度，增加停留时间）。,滤碱机,真空转鼓滤碱机外
10、形图,综合回收塔,共分为四段：滤过尾气净氨段、清水净氨段、碳化尾气净氨段和淡氨水贮槽。,煅烧工艺,该工序主要是把滤过送来的重碱，在蒸汽煅烧炉内加热分解，制成合格的产品纯碱，同时回收重碱受热分解所产生的炉气，经冷凝、洗涤后送至压缩加压后送至碳化制碱。,煅烧的任务,主要化学反应为：,2NaHCO3 = Na2CO3+H2O+CO2,煅烧工艺流程,2.主要生产设备, 煅烧炉（见图） 1800、2500、2800, 炉气冷凝塔, 炉气洗涤塔,氯化铵工艺（二过程）,1.工艺流程,该工序主要是将氨母液在结晶器中经冷却和加盐，使氯化铵结晶析出，同时通过补充盐维持母液组成，供碳化制碱。,带控制点的工艺流程图,主要设备,结晶器,一般结晶器分为四段：清液段、连接段、悬浮段、锥底（新结晶806m3、878m3） 过去生产用饱和NaCL溶液作制冷载热体，液氨间接与母液换热，后来由自贡鸿鹤化工总厂开发利用液氨直接与母液蒸发换热，并推广应用。,冷析结晶器,盐析结晶器,离心机,综合岗位,1.压缩,该工序主要是利用压缩机将合成、煅烧来的二氧化碳，压缩至规定要求，送往碳化制碱。,2.循环水 3.压缩空气 4.蒸汽,谢 谢！,
