侯 氏 制 碱 法 Hou , s Soda Process.

Presentation on theme: "侯 氏 制 碱 法 Hou , s Soda Process."— Presentation transcript:

1 侯 氏 制 碱 法 Hou , s Soda Process

2 第一步：氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵。

3 第二步：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。

4 内蒙古鄂托克旗碱湖

5 碱湖 天然碱 (Na2CO3·NaHCO3·nH2O ) 纯碱（Na2CO3) ?

6 氨碱法的反应原理 NH3+ H2O + CO2=NH4HCO3 NaCl（饱和）+ NH4HCO3= NaHCO3↓+ NH4Cl
2NaHCO Na2CO3 + H2O + CO2 加热

7 思考： “氨碱法”制备NaHCO3的反应温度应控制在什么范围内？为什么？ 25⁰C左右

8 索尔维采取了怎样的措施提高了氨的利用率？
分析： 索尔维采取了怎样的措施提高了氨的利用率？

9 措施1： 思考： 先在饱和食盐水中通NH3至饱和，制得氨化的饱和食盐水，再与CO2反应

10 措施2： 思考： 改进了气体反应物（ CO2 ）和液体反应物（氨化的饱和食盐水）的接触方式

11 措施3： 母液与熟石灰作用重新生成氨 2 NH4Cl + Ca(OH)2= 2NH3↑+ 2H2O +CaCl2

12 结论： 索尔维采取了以下措施以提高氨的利用率？ 1、先制得氨化的饱和食盐水，再与CO2反应 2、使CO2与氨化的饱和食盐水在合成塔中
逆流接触 3、母液与熟石灰作用重新生成氨

13 侯氏制碱法的诞生 1924年，用索尔维制碱法成功制得纯碱
1918~1921年，范旭东先生在天津塘沽筹办永利碱业公司。同年10月侯德榜接受了他的聘请，毅然从美国回国。 1924年，用索尔维制碱法成功制得纯碱 1926年8月，在美国费城进行的纪念美国独立150周年的万国博览会上,中国生产的“红三角”纯碱荣获大会金质奖。 1927年，中国制造的纯碱出口朝鲜、日本等国

14 1937年，抗日战争爆发，日本入侵天津。永利碱厂迁往川西
1938~1941年，侯德榜先生自己开发制碱新工艺，期间分析了2000多个样品，经过600多次研究实验。 1942年，发明并创立了举世闻名的“侯氏制碱法”。

15 讨论： “侯氏制碱法”与“索尔维制碱法”的主要不同在母液的处理上。
1、 “侯氏制碱法”采取了怎样的方式对母液进行处理？从化学原理上分析采取这些处理措施的原因。 （1）向母液中加食盐细粒 （2）向母液中通氨气 （3）降温至5 ℃左右

16 2、侯德榜先生是在碱厂迁往川西后下决心改进“索尔维制碱法”的， “侯氏制碱法”（又称联合制碱法）至今仍为全世界绝大多数碱厂采用，试从历史的和现实的两个角度分析“侯氏制碱法”的意义。

17 1、符合现在提倡的“绿色化学的要求：提高了原料（NaCl）的利用率，不产生无用的CaCl2。
2、体现了大规模联合生产的优越性：利用一个厂的废料，作为另一个厂的主要原料。如合成氨厂的废料CO2，可以作为碱厂的主要原料；碱厂无用的Cl-，可以代替价格比较昂贵的硫酸用来固定氨，制成氮肥。降低了成本，提高了综合经济效益

18 侯德榜1890年8月9日出生 于福建的一个农民家庭,就读于 福州英华书院和沪皖两省路矿 学堂，1910年考入清华留美预备 学堂，1913年公费赴美留学，1917～1921 年先后获得麻省理工学院化学工程学学士 学位、哥伦比亚大学硕士学位和博士学位。

19 1935年荣获中国工程师学会金质 奖章。1943年，接受英国皇家学会名 誉会员荣衔（当时国外会员仅12人） 1949新中国成立之后，侯德榜 被任命为中国化学会会长、中国化工 学会理事长、中国科学院院士中国科协副 主席、化工部副部长等职。 1973年获美国机械工程学会荣誉会员 称号。

20 作业： 请同学们模拟设计“侯氏制碱法”流程图

21 模拟设计流程示范： 流程示意硫酸工业 98.3%硫酸 简易设计图 硫铁矿 发烟硫酸 净化 冷却 SO2、O2 空气

22 CO2 合成氨厂 沉淀池 煅烧炉 NH3 NaHCO3 NaCl(aq) 母液 Na2CO3 NH4Cl CO2 NH3 细小的NaCl颗粒

23 设计实验模拟 “氨碱法”制备NaHCO3 ： 可以在装置流程中标注原料和产物，以及相关操作。 装置示意图中仪器的表示方法：
敞口容器： 密闭容器： 玻璃漏斗： 分液漏斗： 玻璃导管：

24 溶解度数据 T 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ NaCl 29.4 33.3 36.0 36.3 36.6 37.0 NH4HCO3 35.7 35.8 21.0 27.0 —— NaHCO3 11.9 15.8 9.6 11.1 12.7 14.5 NH4Cl 6.9 8.15 37.2 41.1 45.8 50.4

25 溶解度数据 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl 30℃ 36.3 27.0 11.1 41.1 NaHCO3 Na2CO3
50.5 40℃ 12.7 48.5 60℃ 16.4 46.4

26 诸位：我们总算制出合格的中国碱。这是我们多少年来的夙愿，为此我们支付多少辛苦，尝尽人间辛酸。用索尔维法制碱我们永利是第31家，而在亚洲、在远东我们则是第一家。今天看见这雪白、纯洁的产品，心里无比激动和喜悦。为了使我们的产品区别于土法生产的口碱和进口的卜内门公司的洋碱，我提议取名为纯碱。 ——范旭东

27 98.3%H2SO4 SO3 发烟H2SO4

28 氨化的饱和食盐水 CO2 母液 NaHCO3固体

29 范旭东先生 侯德榜先生

30 “侯氏制碱法”流程图

31 纯碱即苏打，化学组成为Na2CO3。碳酸钠用途非常广泛。是一种重要的化工原料，虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。