氯碱工业
氯碱工业定义
氯碱工业定义氯碱工业是指以电解盐水为基础，制取氯气和碱（氢氧化钠或氢氧化钾）的工业过程。
它是现代工业中重要的基础化工行业之一，对国民经济和社会发展起着重要的支撑作用。
在氯碱工业生产过程中，最常用的是用电解法制取氯气、氢气和碱液。
电解法利用电流通过盐水溶液，将其分解为氯气、氢气和氢氧化钠或氢氧化钾。
这一过程中，电解槽是关键设备，由阳极、阴极和电解质组成。
通电后，盐水中的氯离子在阳极上接受电子，在阴极上则生成氢气和氢氧化钠或氢氧化钾。
氯碱工业对国民经济起着重要的支撑作用。
首先，氯气和碱液是众多重要化工产品的主要原料之一，它们广泛应用于冶金、化工、农药、建材等行业，为各行各业的发展提供了稳定的物质基础。
其次，氯碱工业还能够促进能源的合理利用。
在生产过程中，通过氯碱工业废弃物的处理和电解过程中生成的氢气的回收利用，可以实现资源的循环利用，减少对能源和环境的消耗，达到可持续发展的目标。
此外，氯碱工业还能够创造就业机会，改善社会就业状况，提高居民收入水平，促进社会稳定与和谐发展。
然而，氯碱工业也存在一些问题和挑战。
首先，电解法生产氯碱产品需要大量的电能，造成能源的浪费和环境负担，需要加强节能减排工作，提高资源利用效率。
其次，氯碱工业生产过程涉及到盐水资源的消耗和废液的处理问题，需要加强科学管理，合理利用水资源，减少废水排放，保护环境。
此外，氯碱工业还面临市场需求的变化和国际竞争的压力，需要加强技术创新，提高产品质量和附加值，提升竞争力。
为了推动氯碱工业的发展，需要政府、企业和社会各方共同努力。
政府应制定相关政策，加大对氯碱工业的支持力度，鼓励企业进行技术创新，加强环境保护和资源节约工作。
企业应加强自主创新，提高产品质量和附加值，提升竞争力，积极拓展市场。
社会各界应加强宣传教育，提高公众对氯碱工业的认识和理解，形成支持和监督的合力。
总之，氯碱工业作为现代工业的重要组成部分，发挥着重要的支撑作用。
在推动经济发展和改善民生的同时，我们也要关注环境保护和资源利用的问题，共同推动氯碱工业实现可持续发展，为建设美丽中国和实现可持续发展目标做出贡献。
第二节氯碱工业
解 原
电解溶质和水：NaCl、CuSO4、AgNO3
理
电解水：Na2SO4、H2SO4 、NaOH
应
用
电解质和溶剂均不变：电解精炼铜、电镀
熔融电解：NaCl、MgCl2 、Al2O3
计算及pH变化 关系式：
O2～2Cu～4Ag～4H＋～2H2～2Cl2～4OH－ ～PH
例：用石墨电极电解100mL H2SO4与CuSO4的混合液， 通电一段时间后，两极均收集到2.24L（标况）气体， 则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为（ ）A A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L
阳极O2为0.1mol，电子为0.4mol 则H2为0.1mol，所以Cu为0.1mol，浓度为A
例（90MCE）将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进 行电解，通电一段时间后，某电极增重0.064g(不考虑其
它反应及溶液体积的变化）。此时溶液中氢离子浓度约
为（ ）
A 4×10－3mol·L－1
电极反应及总反应：
阳极反应：2Cl－－2e－ ＝ Cl2↑（氧化反应） 阴极反应：2H+ + 2e－＝H2↑（还原反应）
总反应离子方程式：
2Cl－ + 2H2O 电解 2OH－ + H2↑ + Cl2↑
总反应：
电解
2NaCl + 2H2O
2NaOH + H2↑ + Cl2↑
阴极区
阳极区
二、离子交换膜法制烧碱：
①金属M的相对原子质量及 x、n 值；
②电解溶液的pH（溶液体积仍为100mL）。
Mx+ + xe- = M
0.005mol 0.01mol 0.32g
第二节 氯碱工业
三、以氯碱工业为基础的化工生产 1、NaOH
1） 生产肥皂 2） 有机合成如溴乙烷消去反应 3） 制备含氯漂白剂 4）工业中和试剂如：NaOH+HCl
2、Cl2 1） 工业制漂白粉
2） 制有机溶剂如三氯甲烷、四氯化碳
3）制有机溶剂如氯乙烯、聚氯乙烯 3、H2 1） 制盐酸
2） 工业生产氨气 3） 油脂氢化 4） 提纯精硅（SiCl4+H2） 5） 冶金工业还原剂
1、离子交换膜电解槽的组成
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交 换膜、电解槽框和导电铜棒给成,每台电解槽由 若干单元槽串联或并联组成.
2、阳离子交换膜的特性
只充许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过.
3、离子交换膜的作用： （1）防止氯气和氢气混合而引起爆炸
（2）避免氯气与氢氧化钠反应影响氢氧化 钠的产量
4、生产流程：
Cl2 淡盐水 （重新配制食盐水）
精致饱和 NaCl溶液
H2
NaOH 溶液
水（含少 量NaOH)
5、精制食盐水 ：
氯碱工业的原料是饱和食盐水，由于粗盐中 含有泥砂、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—杂质，如何 进行净化？
问题：1、用什么方法除去泥砂？ 2、用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42—？ 3、所用试剂只有过量才能除净这些杂质，你 能设计一个合理的顺序逐一除杂吗？
步骤及原理如下： ①过滤除去泥砂
②加入稍过量的BaCl2溶液以除去SO42—： ③加入稍过量的Na2CO3溶液以除去Ca2+和Ba2+ ④加入稍过量的NaOH溶液以除去Mg2+、Fe3+ ⑤过滤除去上述产生的沉淀，
氯碱工业名词解释
氯碱工业名词解释氯碱工业名词解释一、氯碱工业概述氯碱工业是指以氯化钠（食盐）为原料，通过电解法生产氢氧化钠和氯气的一种重要工业部门。
它是化学工业中的基础性行业，广泛应用于冶金、建材、化肥、塑料、医药等领域。
二、电解槽1. 定义：电解槽是进行电解反应的装置，通常由阳极室和阴极室组成。
2. 功能：阳极室中发生氯离子的析出反应，阴极室中发生水分子的还原反应。
3. 结构：通常采用钢制或钛制材料制成，具有耐腐蚀性能。
三、氢氧化钠1. 定义：氢氧化钠是一种无机碱性物质，化学式为NaOH。
2. 生产过程：在电解槽中，通过电解食盐溶液可以得到纯度高的氢氧化钠。
3. 应用领域：广泛用于造纸、纺织、石油加工等行业。
四、氯气1. 定义：氯气是一种黄绿色有刺激性气体，化学式为Cl2。
2. 生产过程：在电解槽中，阳极室发生的反应产生氯气。
3. 应用领域：主要用于制取其他化学物质，如氯化铜、三氯甲烷等。
五、食盐1. 定义：食盐是一种晶体状固体，主要成分为氯化钠（NaCl）。
2. 原料来源：通常从地下盐矿或海水中提取。
3. 应用领域：除了作为电解槽的原料外，还广泛应用于食品加工、腌制、农业等领域。
六、冶金工业1. 定义：冶金工业是指对金属矿石进行提纯和加工的一类工业。
2. 应用领域：在冶金工业中，氢氧化钠可用于金属的浸出和精炼过程。
七、建材工业1. 定义：建材工业是指生产各种建筑材料的行业。
2. 应用领域：氢氧化钠在建材工业中可用于生产玻璃、水泥等材料。
八、化肥工业1. 定义：化肥工业是指生产各类化学肥料的行业。
2. 应用领域：氢氧化钠可用于制造氯化铵等化肥产品。
九、塑料工业1. 定义：塑料工业是指生产各种塑料制品的行业。
2. 应用领域：氯碱工业中的氯气可作为合成聚氯乙烯（PVC）等塑料的原料。
十、医药工业1. 定义：医药工业是指生产药品和医疗器械的行业。
2. 应用领域：氢氧化钠可应用于制造一些药物，如抗酸剂、缓解剂等。
氯碱工业定义
氯碱工业定义氯碱工业是指生产氯气、氢气和氢氧化钠的一类工业。
氯碱工业是现代工业中非常重要的一个部分，它在化工、石油、医药、制革、纺织、造纸、食品等行业中都有广泛的应用。
氯碱工业主要通过电解盐水来生产氯气、氢气和氢氧化钠。
电解盐水的原理是利用电流通过盐水，使得盐水中的氯离子和水分子发生化学反应，产生氯气、氢气和氢氧化钠。
这个过程中，氯离子被氧化成氯气，水分子被还原成氢气和氢氧化钠。
氯碱工业的这种生产方法，既可以实现氯气、氢气和氢氧化钠的连续生产，也可以实现这三种物质的高纯度生产。
氯气是一种具有刺激性气味的黄绿色气体，具有强氧化性。
氯气广泛应用于化工工业中，用于生产氯化烃、氯化铝、氯化钛等化学品。
氯气还可以用于消毒、漂白和净化水源。
此外，氯气还是制备一些有机化合物的重要原料。
氢气是一种无色、无味、无毒的气体，密度比空气小。
氢气具有很高的燃烧热和爆炸极限，因此被广泛应用于气体焊接、气体切割等工业领域。
氢气还可以作为氢源应用于化学合成反应中，例如用于加氢反应、氢化反应等。
氢氧化钠，也称为烧碱，是一种无色、无臭的固体。
氢氧化钠具有很强的碱性，可以与酸反应生成盐和水。
氢氧化钠在化工工业中被广泛应用于制造肥皂、纸张、玻璃、铝等产品。
此外，氢氧化钠还可以用于废水处理、金属清洗等工艺中。
氯碱工业的发展对于现代工业的发展具有重要意义。
氯碱工业的产品广泛应用于各个工业领域，为现代化工生产提供了重要的原料和能源。
通过不断提高生产技术和改进生产工艺，氯碱工业可以实现高效、环保的生产，为经济的可持续发展做出贡献。
氯碱工业是一类重要的工业，通过电解盐水来生产氯气、氢气和氢氧化钠。
氯碱工业的产品广泛应用于化工、石油、医药、制革、纺织、造纸、食品等行业中。
氯碱工业的发展对于现代工业的发展具有重要意义，通过不断提高生产技术和改进生产工艺，可以实现高效、环保的生产，为经济的可持续发展做出贡献。
氯碱工业简介
氯碱工业是一种重要的化学工业，主要涉及氯、碱和氯化物的生产与加工。
这个行业包括了氯气、氢气、氢氧化钠（烧碱）、氯化氢以及其他相关的化学品的生产。
以下是氯碱工业的一些简介：
1.氯气生产：氯气是氯碱工业的关键产品之一。
它广泛应用于水处理、塑料制造、农药生
产等领域。
氯气主要通过电解盐水（氯化钠溶液）来生产。
2.碱生产：氢氧化钠（烧碱）是氯碱工业的另一个重要产品。
它被广泛应用于纸浆和造纸、
玻璃制造、清洁剂和化妆品等行业。
碱的生产主要通过氯碱电解技术来实现。
在这个过程中，通过电解氯化钠溶液分离出氯气和碱液。
3.氯化氢生产：氯化氢是一种有毒气体，但也是氯碱工业的重要副产品。
它常用于制造氯
化物、染料和消毒剂等。
4.其他产品：氯碱工业还涉及其他一些化学品的生产，如次氯酸钠、次氯酸、氯化铝等。
这些化学品在水处理、消毒、纺织和农药等行业中有广泛应用。
氯碱工业对于现代社会的许多领域都具有重要意义。
它提供了许多基础化学品，满足了人们日常生活和工业生产的需求。
然而，由于某些产品的危险性和环境影响，氯碱工业也需要遵守相关的安全和环保标准，并采取适当的措施来减少其对环境和健康的潜在影响。
氯碱工业
2.1（2）氯碱工业知识要点1.氯碱工业（1）氯碱工业是指“工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2，并以它们为原料生产一系列化工产品”。
（2）电解饱和食盐水总反应式：NaCl+H 2O −−→−电解H 2↑+Cl 2↑+2NaOH 电解 饱和 食盐水反应原理电极 判断电极名称 阳极 阴极电极反应 2Cl —- 2e → Cl 2↑2H 2O + 2e → 2OH —+ H 2↑电极材料 石墨 铁（或石墨） 本质 失去电子 得到电子 发生反应 氧化反应 还原反应 连接方式 与电源正极相连与电源负极相连电子流向 流出 流入 电流流向 流入 流出反应现象产生氯气产生氢气和烧碱（使酚酞变红）2.实验室制取氯化氢气体氯化氢的制备实验室制备 反应原理NaCl(s) + H 2SO 4(浓) −−→−微热 NaHSO 4 + HCl ↑说明：① 反应在常温或微热条件下即可进行。
用高沸点（难挥发）酸制低沸点（易挥发）酸。
② 也可使用NaCl 与NaHSO 4固体混合强热方式制备③ 还可将浓硫酸与浓盐酸混合进行制备（注意混合方式） 实验装置发生装置净化干燥收集装置尾气处理（防倒吸）工业反应原理H 2 + Cl 2 −−→−点燃2HCl3.电离和电离方程式电解质（酸、碱、盐）在水分子的作用下，离解成自由移动离子的过程称为电离。
电离过程一般用电离方程式表示。
如NaCl→Na++Cl-；HCl→H++Cl-；H2SO4 →2H++SO42-。
例题解析例1.把一张用饱和食盐水与酚酞的混合液浸透了的滤纸放在表面皿上，滤纸的两端用惰性电极跟直流电源的两极直接相连，通电一段时间后发现与滤纸接触的一个电极附近变成了红色，则这个电极与直流电源的_______相连。
简述该电极附近变成红色的原因。
例2.下列各反应中，通常不适用于制取氯化氢气体的是A.氢气在氯气中燃烧B.浓盐酸中滴加浓硫酸C.氯化钠固体与浓硫酸微热D.稀硫酸与氯化钡溶液巩固练习一、单项选择题1．人体胃液是较强的酸性液体，所含的酸主要是（）A．碳酸B．盐酸C．硫酸D．醋酸2．烧碱在工业上有广泛的用途，下列不属于烧碱用途的是（）A．制皂B．造纸C．精炼石油D．制食盐3.下列关于电解饱和食盐水溶液叙述正确的是（）A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B．阳极附近的气体呈黄绿色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性4.能证明氯化氢极易溶于水的实验是（）A．溶于水可得盐酸B．使湿润的蓝色石蕊试纸变红C．溶于水时形成喷泉D．与硝酸银溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀5．实验室制取下列气体，发生装置可用启普发生器的是（）A．HCl B．H2 C．O2D．CO6．如图所示装配仪器，接通直流电源，电解饱和食盐水，则电解一段时间后，在碳棒和铁钉表面都有气体生成，其中碳棒表面生成的气体是（）A．Cl2 B．O2 C．H2D．HCl7．下列电离方程式错误的是（）A．Na2CO3→2Na++CO32-B．H2SO4 →2H++SO42-C．BaCl2→Ba2++Cl- D．NaCl→Na++Cl-8．在V形管内电解不纯的食盐水时，在某一电极附近出现了浑浊现象，这难溶物主要是（）A．碳酸镁B．硫酸钡C．氢氧化镁D．氢氧化钠9．做氯化氢的喷泉实验后，烧瓶内的液体只占烧瓶容积的1/3，其原因可能是（）A．HCl气体没有完全溶解B．集气瓶中收集的氯化氢太多C．集气时有空气混入D．胶头滴管挤入烧瓶的水太少10．下列制备氯化氢的方法中可行的是（）①硫酸氢钠(s)+KCl(s) (条件是强热) ②浓硫酸滴入浓盐酸中③Cl2+H2（点燃）④浓硫酸+ NaCl+MnO2（条件是加热）A．①②③ B．只有③④ C．只有②③ D．只有①②二、填空题11．在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。
氯碱工业
(1)将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子(Na+) 通过，而阻止阴离子（Cl－、OH－）和气体通过。 (2)防止氯气和氢气混合而引起爆炸。 (3)避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠影响氢氧化钠 的产量。
电解槽框 导电铜棒
2．添加原料
阳极室：添加精制饱和食盐水 阴极室：添加纯水（加入一定量的NaOH 溶液）
电解食盐水实验
现象分析
溶液中： 阳离子： Na+ 、 H+ （少量），氧化性： H+ > Na+。氢离子易失去电子，生成氢气。 阴离子：Cl—、OH—。还原性：Cl— > OH—。 氯离子易失去电子，生成氯气。 阳极反应：2Cl——2e— = Cl2↑ 阴极反应：2H+ + 2e— = H2↑ 随着溶液中H+的大量消耗，使溶液中氢氧根 离子浓度大于OH—离子的浓度，溶液显碱性，所 以酚酞试液变红。
3、原料的精制
1．用什么方法除去泥沙？
2．用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？ 所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设 计一个合理的顺序逐一除杂。
精制食盐水
粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-） 过量BaCl2 Na+ 、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+ 、 Cl过量NaOH Na+、 Ca2+ 、 Cl- 、 OH过量Na2CO3 Na+、 Cl- 、 OH-、CO32BaSO4
Fe(OH)3 Mg(OH)2
适量HCl,调节PH
Na+、 Cl-
CaCO3 BaCO3
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结 束！
（二）主要腐蚀形式 （1）水线腐蚀
（2）缝隙腐蚀
（3）杂散电流腐蚀 （4）点蚀 （5）应力腐蚀破裂:碳钢在碱液中会发生应力 腐蚀开裂（常用的碳钢，18-8铬钼钢，铬镍 钼钢，镍，镍铜合金，镍铬铁合金）
（三）典型装置防腐方法分析
（1）电解 槽的防护
（三）典型装置防腐方法分析
（2）盐水预热器的防护
3、氯（干氯和湿氯） 氯对金属的腐蚀作用与含水量和温度有关
金属在不同含水量的氯中允许使用的温度极限
常温干燥的氯对大多数 金属的腐蚀都很轻，但 当温度升高时腐蚀则加 剧。 镍，高镍铬不锈钢，哈 氏合金等金属与氯在高 温下反应放出热量很少， 因此能耐高温干氯的腐 蚀。
潮湿的氯具有强烈的 氧化作用，150℃的湿 氯中金属呈现不同的 化学稳定性。 一般易钝化的金属如 铝，不锈钢和镍，腐 蚀不明显，碳钢和铸 铁则严重腐蚀。 当温度不超过120℃， 由于冷凝，水分能加 强氯对大多数金属的 腐蚀作用。
氯碱工业厂区
油工101 王涛 学号04
7. 1 氯碱生产装置
氯碱工业：工业上用电解饱和NaCI溶液的 方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以他们为 原料生产一系列化工产品。
氯碱的生产工艺通常有隔膜法、水银法和 离子膜法
腐蚀较 严重
隔膜法电解制氯碱工艺流程
盐水
电解
腐蚀介质 腐蚀介质 湿氯、NaCI溶液、杂散电流 腐蚀介质 湿氯、硫酸 腐蚀介质 高浓度烧碱 NaCI溶液
氯处理
蒸发
碱浓缩
精制 固碱
7.1.1 介质的腐蚀特性
1、食盐水溶液 金属在盐水系统中的腐蚀实质是氧去极化腐 蚀。
铁（2价铁→3价铁）将继续氧化成为铁锈， 不能直接用钢铁材料做盐水系统装备。
腐蚀最重的在盐水和空气接触的弯曲形水 面的器壁下方。 弯月面和它较深的部位构成了氧的浓度差 电池： 弯月面—阴极—富氧区—产物OH ˉ 弯月面较深部位—阳极—贫氧区—产物是 二价铁。
5、盐 酸
盐酸浓度↑、温度↑，金属腐蚀速度↑
6、硫酸
氯碱装置中， 氯处理系统通 常是用浓硫酸 作为干燥剂处 理湿氯，使其 干燥，硫酸本 身具有一定腐 蚀性，所以会 对系统中的设 备造成腐蚀。
7、烧 碱
氧去极化腐蚀
PH值在2-4，酸性↑， 腐蚀速度↑ PH值在4-9，腐蚀 速度与PH值无关 PH值在9-14，腐蚀 速度大为降低 PH值>14时，铁将 重新发生腐蚀
氯化钠防腐的主要方法： 将盐水雾化，减少导电性。 金属钛—温度不超过130度，PH>8,抗腐蚀 性能好。 钛钯合金—温度超过130度，PH<8,抗腐蚀 性能好。
2、杂散电流
杂散电流的腐蚀是电解工业中一种特有的 腐蚀形式。
电流从阳极流向阴极过程中，由于漏电形 成的漏电回路，称为杂散电流。 杂散电流方向由漏电部位对地电位确定。
直流母线—正电位区，回路—负电位区， 中间零电位。
腐蚀多发生在物料的 出口或接近地面的地方
电流经设备，管 件导入大地
正电位区 （腐蚀很轻）
电流由大地 导入电路系统
负电位区 （腐蚀很严重）
腐蚀多在物料的入口 接近电路的地方
杂散电流的腐蚀特点：破坏区域集中 破坏速度较快
杂散电流的防腐的方法： a 杂散电流要采取以堵为主，隔离所有杂散电 流的泄露途径. b 降低回路电压保持电压处于低值，良好的绝 缘途径。 c 减少杂散电排流接 地装置
采用等电位 保护装置
（三）典型装置防腐方法分析
（3）其他设备的防护
氯碱生产装置的防腐以材料为主
容器设备：采用非金属材料做衬里；涂料防腐 工艺管路：采用非金属材质，部分内衬非金属。 特定功能的设备：采用钛材 高纯高铬铁素体不锈钢成为制造碱浓缩系统中的 关键设备
主要的 腐蚀方式
采用电法综合防护技术有效地防杂散电流 行之有效
技术成熟
性能稳定可靠
便于实施管理
比较经济
措施 采用绝缘 装置
目的
做法
电解槽-地面-绝缘瓷瓶； 增大系统中漏电电路 预热器出口-电槽入口电阻，减少漏电 非金属绝缘管道 保证盐水雾状进入电 盐水进入电槽入口处-盐 槽-减弱盐水导电能 水断电器 力 预热器出口至电槽入口 盐水的部分杂散电流 的非金属管内-电极（盐 导入大地 水-大地） 有效防止杂散电流对 预热器入口和出口管道 盐水预热器的腐蚀 分别安装电极
液氯计量槽
4、次氯酸盐
Cl2+H2O→HOCl+HCl 次氯酸是一种弱酸，具有强氧化性和漂白 性质。 次氯酸盐在中性和弱酸性是不稳定的，其 腐蚀性特别强，特别是在高温处于不稳定 状态时更甚。 在室温、稀的次氯酸盐溶液中，大多数金 属的腐蚀率较低，当温度升高时，许多金 属均会受腐蚀，引起孔蚀和缝隙腐蚀。