纯碱的生产工艺

纯碱的生产工艺系部：轻化系专业班级：普高06应用化工(2)班姓名：油卫华指导老师：祁新萍时间：2008年12月29日新疆轻工职业技术学院1目录摘要…………………………………………………………………………………1关键词………………………………………………………………………………2前言…………………………………………………………………………………11、纯碱的发展………………………………………………………………………22、纯碱的用途……………………………………………………………………23、碳酸钠的流程…………………………………………………………………34、盐水精制……………………………………………………………………65、国内外纯碱生产技术水平和污染控制情况分…………………………10小结…………………………………………………………………………………12参考文献…………………………………………………………………………13致谢…………………………………………………………………………………142摘要：近年来，中国纯碱工业迅速发展，原有氯碱企业纷纷扩大了生产能力，一些新的企业也相继投产，产能快速提升，纯碱工业呈现出加速向规模化，高技术含量方面发展的态势。本文主要介绍了纯碱工艺流程。关键词：碳酸钠前言纯碱即碳酸钠（Na2CO3），是重要的基本工业原料，被称为“化工之母”，其产量和消费量通常被作为衡量一个国家工业发展水平的标志之一。山东海化股份有限公司纯碱厂是目前国内最大的纯碱生产企业，生产岗位全部实现了DCS控制。由于纯碱生产过程工艺流程长，连续性强，而且处理的物料为气、液、固三相物质，部分装置如碳化塔、石灰窑等具有较强的变量关联和耦合特性，常规的单变量控制难以有效地解决这类复杂工业过程控制问题。我厂于2004年6月通过招标，在国内外众多供应商中选择“浙大中控”的APC-Adcon先进控制产品，双方共同合作在国内纯碱装置上实施了第一个先进控制项目，经过近1年的努力，项目组结合纯碱生产装置的生产工艺特点和实际的工艺操作经验，开发了纯碱装置先进控制系统，提高了装置操作平稳性和控制性能，降低了能耗，减少了操作人员的劳动强度。先进控制技术极大地提升了纯碱生产过程控制效果，引起了纯碱行业和社会各界的广泛关注。31纯碱的简介纯碱化学式为23NaCO.学名碳酸钠，俗名除叫苏打外，又称纯碱或苏打粉。带有结晶水的叫水合碳酸。是白色粉末。虽然碳酸钠俗称纯碱，但它其实属于盐类物质，因其水溶液显弱碱性而称纯碱。其晶体含结晶水，化学式Na2CO3?10H2O。在空气里碳酸钠晶体很容易失去结晶水，并渐渐碎裂成粉末。失水以后的碳酸钠叫做无水碳酸钠。【化学式】23NaCO【分子量】105.99【俗名】块碱、纯碱、石碱、苏打(Soda)、口碱（历史上，一般经张家口和古北口转运全国，因此又有“口碱”之说。）,无结晶水的工业名称为轻质碱，有一个结晶水的工业名称为重质碱。【CAS编号】497-19-8【外观】白色粉末ian【口味】涩【相对密度(水=1)】2.532【熔点】851℃【分类】强碱弱酸盐**注意**（纯碱不是碱，是盐类！）【化学性质】1）溶液显碱性，能与酸反应。2322NaCO+2HCl=2NaCl+HO+CO2)23NaCO与碱反应。2323NaCO+Ca(OH)=CaCO+2NaOH3)23NaCO,NaCl与盐反应。2323NaCO+BaCl=BaCO↓【白色粉末，不溶于水，可溶于酸】+2NaCl33NaCl+AgNO=AgCl+NaNO4)23NaCO与22HO+CO反应。232232NaCO+HO+CO=4NaHCO【稳定性】稳定性较强，但高温下也可分解，生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳，生成碳酸氢钠，并结成硬块。吸湿性很强，很容易结成硬块，在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种：232NaCO?HO、232NaCO?7HO和232NaCO?10HO。【溶解性】易溶于水，微溶于无水乙醇，不溶于丙醇。碳酸钠易溶于水，是一种弱酸盐，溶于水后发生水解反应，使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐并放出二氧化碳。【制取】实验室制取碳酸钠：22322NaOH+CO=NaCO+HO.存在于自然界（如盐湖）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4析出碳酸氢钠，将它加热，即分解为碳酸钠，此法被沿用至今。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:2323432322NaCl+CO+NH+HO=NaHCO+NHCl2NaHCO=NaCO+CO+HO所不同的是索氏法在整个制取过程中3NH是循环使用的：423222NHCl+Ca(OH)=2NH+CaCl+2HO而侯氏法在整个制取过程中，4NHCl直接做为纯碱的付产品----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。碳酸钠的技术指标:指标项目指标(1类)(2类)(3类)总碱量(%)999896氯化物(%)0.50.91.2水不溶物(%)0.040.10.15铁(%)0.0040.0060.010硫酸盐(%)0.030.08---烧失量(%)0.81.01.3【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。【禁配物】强酸、铝、氟【健康危害】本品具有刺激性和腐蚀性。直接接触可引起皮肤和眼灼伤。生产中吸入其粉尘和烟雾可引起呼吸道刺激和结膜炎，还可有鼻粘膜溃疡、萎缩及鼻中隔穿孔。长时间接触本品溶液可发生湿疹、皮炎、鸡眼状溃疡和皮肤松弛。接触本品的作业工人呼吸器官疾病发病率升高。误服可造成消化道灼伤、粘膜糜烂、出血和休克。【毒理学资料】LD50：4090mg/kg(大鼠经口)LC50：2300mg/m3，2小时(大鼠吸入)5【燃爆危险】本品不燃，具腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤。【急救措施】皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。5眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。【消防措施】危险特性：具有腐蚀性。未有特殊的燃烧爆炸特性。有害燃烧产物：自然分解产物未知。灭火方法：消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。【泄漏应急处理】隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。【操作注意事项】密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守渗透工作服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物备溶液时，应把碱加入水中，避免沸腾和飞溅。【储存注意事项】储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。【运输注意事项】起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。2纯碱的用途主要用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品，但其绝大部分用于工业，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。2．1苏打苏打是Soda的音译，化学式为23NaCO.学名碳酸钠，俗名除叫苏打外，又称6纯碱或苏打粉。带有结晶水的叫水合碳酸钠。无水碳酸钠是白色粉末或细粒，易溶于水，水溶液呈碱性。它有很强的吸湿性，在空气中能吸收水分而结成硬块。在三种苏打中，碳酸钠的用途最广。它是一种十分重要的化工产品，是玻璃、肥皂、纺织、造纸、制革等工业的重要原料。冶金工业以及净化水也都用到它。它还可用于其他钠化合物的制造。2．2小苏打小苏打的化学式是3NaHCO。学名碳酸氢钠，俗名小苏打。小苏打是白色晶体，溶于水，水溶液呈弱碱性。在热空气中，它能缓慢分解，放出一部分二氧化碳；加热至270℃时全部分解放出二氧化碳。小苏打生产和生活中有许多重要的用途。在灭火器里，它是产生二氧化碳的原料之一；在食品工业上，它是发酵粉的一种主要原料；在制造清凉饮料时，它也是常用的一种原料；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。2.3大苏打大苏打是硫代硫酸钠的俗名，又叫海波（Hypo的音译），带有五个结晶水（2232NaSO?5HO），故也叫做五水硫代硫酸钠。大苏打是无色透明的晶体，易溶于水，水溶液显弱碱性。它在33℃以上的干燥空气中风化而失去结晶水。在中性、碱性溶液中较稳定，在酸性溶液中会迅速分解。大苏打具有很强的络合能力，能跟溴化银形成络合物。它可以作定影剂。大苏打还具有较强的还原性，能将氯气等物质还原。它还可以作为绵织物漂白后的脱氯剂。类似的道理，织物上的碘渍也可用它除去。另外，大苏打还用于鞣制皮革、电镀以及由矿石中提取银等。3碳酸钠的流程：冷却塔二效蒸发三效蒸发一效蒸发去成品碱储罐凝结水去化盐三效凝结水二效凝结水冷凝水池不凝气干燥后去真空泵缓冲罐2#隔板冷凝器1#隔板冷凝器碱平衡罐循环泵换热器换热器循环泵工艺流程简介：加热蒸汽和料液同时进入一效蒸发器蒸发，料液中蒸发出的水蒸汽从7一效蒸发器的蒸发室的出口出来进入二效蒸发器的蒸发室进行蒸发．二次蒸发料液蒸发的水蒸汽在次进入三效蒸发器的加热室进行二次加热，进行二次蒸汽的再次利用，并且从一效蒸发器加热室出来的水进入凝结水包，凝结水包内的水再次循环的锅炉内进行加热供加热蒸汽用，二效蒸发器加热室内出来的水进入第二个凝结水包作为工业用水同时三效蒸发器加热室内出来的水进入第三个凝结水包做为工业用水，三效蒸发器蒸发室内出来的34%料液进入碱平衡罐通过循环泵输送到去成品碱储罐．三效蒸发器蒸发室内料液蒸发的水蒸汽经缓冲罐进入隔板冷凝器１冷凝出的水排放到冷凝水池，一部分没有冷却的继续进入到隔板冷凝器二冷却的排除后剩余的不凝气经干燥器干燥后循环到真空泵内．排放到冷凝水池内没有彻底冷却的水蒸汽继续排放到冷却塔内冷却，未冷却的继续循环到一二号隔板的冷凝器内循环冷却即可．工艺设计计算：根据已知：进料量Ｆ＝2000kg/h进料温度120.2℃进料量的质量分数完成液的质量分数求Ｄ值，Ｗ值,r值，Ａ值，Ｑ值，Ｑ有效值等Ｆ=1D+1W1W=F-1D2W=1D-2