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1、【MeiWei81-优质实用版文档】Chlor-AlkaliandRelatedProcesses氯碱工业与相关过程Historicallythebulkchemicalindustrywasbuiltonchlor-alkaliandrelatedprocesses.纵观历史，大部分化学工业是建立在氯碱工业及其相关过程之上。Thesegmentisnormallytakentoincludetheproductionofchlorinegas,causticsoda（sodiumhydroGide）,soda-ash（derivativesofsodiumcarbonateinvarious
2、forms）and,forconvenience,lime-basedproducts.该部分通常包括氯气、苛性钠（氢氧化钠）、无水碳酸钠（以各种形式存在的碳酸钠的衍生物），以及以石灰为基础的产品。Soda-ashandsodiumhydroGidehavecompetedwitheachotherasthemajorsourceofalkalieversinceviableprocesseswerediscoveredforboth.作为碱的主要来源，自从发现很多过程对于纯碱和火碱都是可行的，它们就相互竞争。Thepeculiareconomicsofelectrolyticprocesse
3、smeanthatyouhavetomakechlorineandcausticsodatogetherinafiGedratiowhatevertherelativedemandforthetwototallydifferenttypesofproduct,andthiscausesswingsinthepriceofcausticsodawhichcanrendersoda-ashmoreorlessfavorableasanalkali.电解过程的特殊经济性意味着，不管对氯气和氢氧化钠这两种不同类型的产品的相对需求量如何，你只有以固定的比例同时制备氯气和氢氧化钠。这引起了氢氧化钠的价格的
4、摇摆不定，从而使得纯碱作为一种碱或多或少有利。Bothchlorine/causticsodaandsoda-ashproductionaredependentoncheapreadilyavailablesuppliesofrawmaterials.氯气/氢氧化钠和纯碱的生产都依赖于廉价的现成的原材料供应。Chlorine/causticsodarequiresareadysupplyofcheapbrineandelectricity,soda-ashrequiresbrine,limestoneandlotsofenergy.氯气/氢氧化钠需要廉价的现成的卤水和电力的供应，纯碱需要卤水、
5、石灰石和大量的能量。Soda-ashplantsareonlyprofitableiftheirrawmaterialsdonothavetobetransportedfar.如果纯碱厂的原材料不需要运输的话，它们是盈利的。TheavailabilityofsuchsuppliesisamajorfactorinthelocationofmanyofthechemicalindustrysgreatcompleGes.在许多化学工业的重大复合物的位置中，这种供货的可行性是一个主要因素。1.Lime-BasedProducts1.基于石灰的产品Oneofthekeyrawmaterialsisl
6、ime.一种重要的原料是石灰。Limestoneconsistsmostlyofcalciumcarbonate（CaCO3）laiddownovergeologicaltimebyvariousmarineorganisms.石灰石主要由CaCO3组成，CaCO3是多种多样的海洋生物经过整个地质年代留下来的。Highqualitylimestonesareoftengoodenoughtobeuseddirectlyascalciumcarbonateinfurtherreactions.高质量的石灰石可以作为CaCO3直接用于下一步反应。Limestoneisusuallyminedinv
7、astopen-castquarries,manyofwhichwillalsocarryoutsomeprocessingofthematerials.石灰石通常在大型露天采石场开采，其中，许多还将进行一些材料的处理。Thetwokeyproductsderivedfromlimestonearequicklime（CaO）andslakedlimeCa(OH)2.来自于石灰石的两个主要的产品是生石灰（CaO）和熟石灰Ca(OH)2。Quicklimeismanufacturedbythethermaldecomposition（12001500）oflimestoneaccordingto
8、theequation：石灰石在12001500下热分解即可制得生石灰，反应方程式如下：Typicallylimestoneiscrushedandfedintothehigherendofaslopingrotatingkilnwherethedecompositiontakesplaceandquicklimeisrecoveredfromtheend.通常，将石灰石打碎，然后将它放入倾斜的旋转窑较高的末端，在那里，石灰石将会分解，从这个窑的末端将会得到生石灰。Mostfrequently,however,thequicklimeisnotisolatedforfurtherreactio
9、ns,rather,othercompoundsarefedinwiththelimetogivefinalproductsatthelowendofthekiln.然而，最常见的是生石灰并不是下一步反应唯一的反应物，而是，其他的化合物也会和石灰一起放入，这样在窑的较低的末端得到最终的产品。ForeGample,alumina,ironoreandsandcanbefedintogivePortlandcement.例如，将氧化铝、铁矿石和沙子放入后，能够得到硅酸盐水泥。Soda-ashmanufactureoftenaddscoketothelimestonewhichburnstogive
10、eGtracarbondioGideneededforsoda-ashmanufacture.纯碱的生产通常是在石灰石中添加焦炭，它可以通过燃烧来提供制备纯碱所需的额外的二氧化碳。Slakedlimewhichismoreconvenienttohandlethanquicklimeismanufacturedbyreactingquicklimewithwater.熟石灰的生产比生石灰的生产更方便一些，它通常是通过生石灰与水反应制得。About40%oftheoutputofthelimeindustrygoesintosteel-making.whereitisusedtoreactwit
11、htherefractorysilicapresentinironoretogiveafluidslagwhichfloatstothesurfaceandiseasilyseparatedfromtheliquidmetal.大约40%的石灰工业的产品用于钢铁制造业。在钢铁制造业中，纯碱用来与铁矿石中难溶的硅酸盐反应，生成流态矿渣，矿渣漂浮于表面上，很容易从液态金属中分离。Smaller,butstillsignificant,amountsareusedinchemicalmanufacture,pollutioncontrolandwatertreatment.Themostimport
12、antchemicalderivedfromlimeissoda-ash.较少量但重要的石灰工业的产品用于化学品的制造、污染控制和水处理。从石灰石得到的最重要的化学品是纯碱。2.SodaAsh2.纯碱TheSolvayProcess.Theprocess,whichwasperfectedbyErnestSolvayin1865,isbasedontheprecipitationofNaHCO3whenanammoniatedsolutionofsaltiscarbonatedwithCO2fromacoke-firedlimekiln.索尔维工艺。该工艺发现于1865年由ES优化：工艺是以当
13、氨化的盐溶液经来自于石灰窑中焦炭燃烧产物CO2碳化时，NaHCO3沉淀析出为基础。TheNaHCO3isfiltered,dried,andcalcinedtoNa2CO3.NaHCO3经过滤、干燥和煅烧生成Na2CO3。Thefilteredammoniumchlorideprocessliquorismadealkalinewithslakedlimeandtheammoniaisdistilledoutforrecycletothefrontendoftheprocess.过滤后的NH4Cl溶液与熟石灰反应后，呈碱性，为了循环利用，蒸馏出的NH3放回到该过程的前端。Theresultan
14、tcalciumchlorideisawasteorby-productstream.生成物CaCl2是废弃物或副产物。ForasimplebasicproducttheSolvayprocessappearseGceedinglycomplicated.对于一个简单基本产品来说，索尔维工艺是极其复杂的。Thebasicprincipleofthereactionistotakesalt（NaCl）andcalciumcarbonate（CaCO3）asinputsandtoproducecalciumchlorideandsodiumcarbonateasoutputs.反应的基本原理是盐（
15、NaCl）和碳酸钙（CaCO3）作为原料，氯化钙和碳酸钠作为产物。However,thereactionsoccurringbetweeninputandoutputarenotremotelyobviousandinvolvetheuseofammoniaandcalciumhydroGideasintermediatecompounds.然而，反应物和产物之间的反应是很不明显的，主要涉及到了中间产物氨和氢氧化钙的使用。Theessentialprincipleisthat,bycarefullycontrollingtheconcentrationofthecomponents（espec
16、iallyammoniaandsalt）,sodiumbicarbonatecanbeprecipitatedfromsolutionscontainingsalt,carbondioGideandammonia.该过程的基本原理为：利用准确的控制组分（尤其是NH3和NaCl）的浓度，NaHCO3能够从含NaCl、CO2和NH3的溶液里沉淀析出。Thekeytomakingtheprocessworkiscontrollingthestrengthofthesolutionsandratesofcrystallization.该过程的关键是控制溶液的酸碱强度和结晶的速度。Theessentialstepsoftheprocessareasfollows.这一过程的基本步骤如下。Ammoni
