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1、侯氏制堿法與索爾維制堿法的比較
一、索爾維制堿法(氨堿法)
它是比利時工程師蘇爾維(1838?1922)于1892年發(fā)明的純堿制法。他以食鹽(氯化鈉)、 石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿。先使氨氣通入飽和食鹽水中 而成氨鹽水,再通入二氧化碳生成溶解度較小的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨溶液。其化學(xué)反應(yīng)原理是: NaCl+Ng+dO + COzHNaHCOj+NHQ
將經(jīng)過濾、洗滌得到的NaHCO3微小晶體,再加熱煅燒制得純堿產(chǎn)品。2NaHCO3=Na2CO3 + H2O + CO2f放出的二氧化碳?xì)怏w可回收循環(huán)使用。含有氯化銨的濾液與石灰乳[Ca(OH)2]混合 加熱,所
2、放出的氨氣可回收循環(huán)使用。CaO+H2O = Ca(OH)2, 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2 + 2NH3f + 2H2°。
優(yōu)點(diǎn):原料(食鹽和石灰石)便宜;產(chǎn)品純堿的純度高;副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收 循環(huán)使用;制造步驟簡單,適合于大規(guī)模生產(chǎn)。
缺點(diǎn):首先是兩種原料的成分里都只利用了一半一一食鹽成分里的鈉離子(Na+ )和石灰石 成分里的碳酸根離子(CO32-)結(jié)合成了碳酸鈉,可是食鹽的另一成分氯離子(C1 -)和石灰石的 另一成分鈣離子(Ca2+)卻結(jié)合成了沒有多大用途的氯化鈣(CaC12),因此如何處理氯化鈣成 為一個很大的負(fù)擔(dān)。氨堿法的最大缺點(diǎn)還在于原料食鹽的利用率只
3、有72%?74%,其余的食鹽 都隨著氯化鈣溶液作為廢液被拋棄了,這是一個很大的損失。
二、聯(lián)合制堿法(又稱侯氏制堿法)
它是我國化學(xué)工程專家侯德榜(1890?1974)于1943年創(chuàng)立的。是將氨堿法和合成氨法兩 種工藝聯(lián)合起來,同時生產(chǎn)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳——合成 氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣。其化學(xué)反應(yīng)原理是:c+h2o=co+h2 co+h2o=co2+h2 聯(lián)合制堿法包括兩個過程:第一個過程與氨堿法相同,將氨通入飽和食鹽水而成氨鹽水,再 通入二氧化碳生成碳酸氫鈉沉淀,經(jīng)過濾、洗滌得NaHCO3微小晶體,再煅燒制得純堿產(chǎn)品,其 濾液是含有氯化銨和氯化鈉的
4、溶液。第二個過程是從含有氯化銨和氯化鈉的濾液中結(jié)晶沉淀出氯 化銨晶體。由于氯化銨在常溫下的溶解度比氯化鈉要大,低溫時的溶解度則比氯化鈉小,而且氯 化銨在氯化鈉的濃溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低溫條件下,向?yàn)V液中加 入細(xì)粉狀的氯化鈉,并通入氨氣,可以使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶沉淀析出,經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得氯 化銨產(chǎn)品。此時濾出氯化銨沉淀后所得的濾液,已基本上被氯化鈉飽和,可回收循環(huán)使用。 與氨堿法比較,
最大的優(yōu)點(diǎn)
使食鹽的利用率提高到96%以上,應(yīng)用同量的食鹽比氨堿法生產(chǎn)更多的純堿。另外它綜合利用 了氨廠的二氧化碳和堿廠的氯離子,同時,生產(chǎn)出兩種可貴的產(chǎn)品一一純堿和氯化銨。將氨廠的 廢氣二氧化碳,轉(zhuǎn)變?yōu)閴A廠的主要原料來制取純堿,這樣就節(jié)省了堿廠里用于制取二氧化碳的龐 大的石灰窯;將堿廠的無用的成分氯離子(C1-)來代替價格較高的硫酸固定氨廠里的氨,制取 氮肥氯化銨。從而不再生成沒有多大用處,又難于處理的氯化鈣,減少了對環(huán)境的污染,并且大 大降低了純堿和氮肥的成本,充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性。