纯碱生产工艺流程

《生产领域产品质量管理与监督》课程纯碱生产工艺流程常州工程职业技术学院制药系吴朝华2012年2月《生产领域产品质量管理与监督》课程2常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨盐水碳酸化生成碳酸氢钠沉淀NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3+NH4Cl这一过程在碳酸化塔中进行。由于NaCl水溶液不能吸收CO2，故如上式所示，NH3与CO2同时通入时CO2的吸收率是很低的。因此，必须先用NaCl溶液吸收NH3，再吸收CO2。吸氨是在吸氨塔中完成。氨碱法生产纯碱反应原理1《生产领域产品质量管理与监督》课程3常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱反应原理2所用的氯化钠溶液中或多或少地含有Ca2+、Mg2+等杂质离子，它们在氨化或碳酸化过程中会生成CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3及其它不溶性复盐，堵塞设备与管道，影响传热和成品质量。故盐水在进入吸氨塔前必须除去这些杂质。精制方法是加入碱性物质如NaCO3和NaOH等。使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，使Ca2+生成CaCO3沉淀。Mg2++2OH→Mg(OH)2↓Ca2++CO32-→CaCO3↓生成的沉淀可借沉降法除去。沉淀除去Ca2+、Mg2+以后的盐水，称为精制盐水。《生产领域产品质量管理与监督》课程4常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱反应原理3反应式（1）所生成的NaHCO3固体，经过过滤分离后，送入煅烧炉中，在160℃以上有高温煅烧，即得纯碱。(4)此时与形成共晶的，也一起分解(5)放出的气称为炉气，经冷却，吸收除去氨后，压缩返回碳酸化塔中。《生产领域产品质量管理与监督》课程5常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱反应原理4制碱母液中主要含有，并含有未转化的NaCl与NH4HCO3。当加热蒸馏时，母液中的在液相中也按式（5）分解，使以气相逸出。这是在加热塔中完成的。制碱母液中的，为了将其以NH3的形式回收，必须将加热塔出来的溶液，送入调和槽中，加入石灰乳，在不断搅拌下，使其进行如下的反应(6)《生产领域产品质量管理与监督》课程6常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱反应原理5氨盐水碳酸化所使用的、蒸馏氯化铵所需要的石灰乳是由石灰石煅烧而得到的。(7)石灰石的煅烧是在石灰窑中进行的。产生的气，浓度在40%左右，称为窑气，经过除尘、冷却和压缩后送入碳酸化塔中部用作碳酸化，得到的固体产品即为石灰。《生产领域产品质量管理与监督》课程7常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱反应原理6为了易于调节和便于输送，送往调和槽分解氯化铵的石灰通常先制成石灰乳。将石灰和热水一起送入消化机中，在近于沸腾的情况下石灰进行消化而成悬浮液，即为石灰乳。CaO+H2O→Ca(OH)2(8)《生产领域产品质量管理与监督》课程8常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱反应原理7氨碱法生产纯碱的主要化学反应可以表示为《生产领域产品质量管理与监督》课程9常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法生产纯碱工艺流程图《生产领域产品质量管理与监督》课程10常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系联碱法以食盐、氨及合成氨工业副产的二氧化碳为原料，同时生产纯碱及氯化铵，即联合产纯碱与氯化铵，简称联合制碱或称联碱主要反应为：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4ClNaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O↑根据加入原料的次数及析出氯化铵温度的不同，联合制碱有多种工艺流程。我国多采用：一次碳化，两次吸氨，一次加盐，低温析铵流程。联碱法生产纯碱反应原理《生产领域产品质量管理与监督》课程11常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系联碱法生产纯碱工艺流程图《生产领域产品质量管理与监督》课程12常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨碱法与联碱法生产框图《生产领域产品质量管理与监督》课程13常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系侯氏制碱法1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一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。根据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。《生产领域产品质量管理与监督》课程14常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系NH3+H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑即①NaCl(饱)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑侯氏制碱法2《生产领域产品质量管理与监督》课程15常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系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％；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。侯氏制碱法3《生产领域产品质量管理与监督》课程16常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系石灰煅烧及化灰工艺流程《生产领域产品质量管理与监督》课程17常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系石灰纯碱法精制盐水流程Mg2++Ca(OH)2→Mg(OH)2+Ca2+Ca2++Na2CO3→CaCO3+2Na+《生产领域产品质量管理与监督》课程18常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系石灰石-碳酸铵法精制盐水工艺流程Mg2++Ca(OH)2→Mg(OH)2+Ca2+2NH3+H2O+CO2→(NH4)2CO3(NH4)2CO3+Ca2+→CaCO3+2NH4+《生产领域产品质量管理与监督》课程19常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系精制盐水的氨化过程《生产领域产品质量管理与监督》课程20常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨盐水碳酸化工艺流程《生产领域产品质量管理与监督》课程21常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系重碱的过滤《生产领域产品质量管理与监督》课程22常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系重碱的煅烧工艺过程《生产领域产品质量管理与监督》课程23常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系