微专题-化工生产-纯碱工业(侯氏制碱法和索氏制碱法)

【纯碱工业】

索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法）

氨碱法：先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl

将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3−−−→

煅烧Na

2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。

但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的Na＋和石灰石成分里的CO32

－结合成了Na

2CO3，可是食盐的另一成分Cl

－和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl

2，因此如何处理CaCl2成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。

联合制碱法（又称侯氏制碱法）：它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2）

联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。

联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分Cl－来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。

【针对性练习1】

1.烧碱的古老制法可表示为Na2CO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+2NaOH，那时还没有合成氨工业。其中的Na2CO3来自____。

(A)盐碱湖 (B)海水 (C)侯德榜联合制碱法 (D)氯碱工业

2、我国著名化工专家侯德榜先生提出的“侯氏制碱法”大大推进了纯碱工业的发展，他

的贡献之一是

A．找到了新型高效催化剂 B．充分利用了能量

C．提高了纯碱产品的纯度 D．有效减少了环境污染

3．下列关于氨碱法（索氏）和联合制碱法（侯氏）说法错误

．．的是

A．两者的原料来源相同 B．两者的生产原理相同

C．两者对食盐利用率不同 D．两者最终产品都是Na2CO3

4、下列化学工业中，未涉及原料循环使用的是………………………………………………（）

A．侯德榜制碱法B．索尔维制碱法

C．工业电解饱和食盐水D．工业炼铁

5、“NaCl＋CO2＋NH3＋H2O→NaHCO3↓＋NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中不正确的是( )

A．甲同学说：该条件下NaHCO3的溶解度较小 B．乙同学说：NaHCO3不是纯碱

C．丙同学説：析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵和氯化钠

D．丁同学说：从该反应可以获得氮肥

19．现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱，部分工艺流程如下：

有关说法错误的是

A．反应Ⅰ原理为CO2 + NH3 + NaCl + H2O → NaHCO3↓ + NH4Cl

B．向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2，再通入足量的NH3

C．反应Ⅰ生成的沉淀，经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱

D．往母液中通入氨气，加入细小的食盐颗粒并降温，可使氯化铵析出

CO

2 Na 2CO 3

X 食盐水 循环II

循环I 母液

NH 4Cl

煅烧炉 合成氨厂

沉淀池

NH 3

NH 3

食盐细粉

Z

冷却至10℃以下，过滤

联碱法（候氏制碱法）生产流程示意图

CO 2

Na 2CO 3

X 食盐水，NH 3 母液

煅烧炉

煅烧

沉淀池

CaO

Y

排出液W

循环II

循环I

氨碱法生产流程示意图

石灰石

21．右图是工业制纯碱的部分物质转化示意图，下列推测错误的是 A ．若是氨碱法，溶液c 可在转化流程中循环利用 B ．若是联碱法，则L 的主要成分是NH 3 C ．M 可在转化流程中循环利用 D ．X 是NH 3，Y 是CO 2

21．工业生产中物质的循环利用有多种模式。下列关于图中物质循环的表述错误的是(图中符号仅代表各自流程中的一种物质)

A ．图I 可用于合成氨中的N 2、H 2的循环

B ．图II 可用于氨氧化法制硝酸中NO 的循环

C ．图Ⅲ可用于氨碱法制纯碱中CO 2、NH 3的循环

D ．图Ⅲ可用于联碱法制纯碱中CO 2、NaCl 的循环 【针对性练习2】

1

（1）沉淀池中发生反应的化学方程式为_______________________； （2）X 是________，Y 是_______（填化学式）；

（3）Z 中除了溶解的氨气、食盐外，其它溶质还有________________________________；排出液中的溶质除

了氢氧化钙外，还有________________________；

饱和食盐水

溶液a

沉淀

L

溶液c

M

碳酸钠

加入X 滤液b

加入Y 水