氯碱工业发展史
中国现代化工之母──氯碱工业-沪科版高一化学上册教案
中国现代化工之母──氯碱工业-沪科版高一化学上册教
案
一、教学目标
1.了解氯碱工业的发展历史和现状；
2.掌握氯碱工业的原理和技术；
3.学习氯碱工业的应用。
二、教学重难点
•重点：氯碱工业的发展历史和技术原理；
•难点：氯碱工业的设备和安全生产。
三、教学内容及教学步骤
1. 氯碱工业的发展历史
氯碱工业的起源
•安东尼·莱文霍克于1774年用电解法制备了氢氧化钠；
•葛缤德在1886年用电解法制备了氯气。
氯碱工业在中国的发展
•1950年代开展；
•1960年代发展迅速；
•1978年后得到改革和发展。
2. 氯碱工业的技术原理
氯碱工业的原理
氯碱工业是利用电解法将食盐水溶液分离成氯气、氢气和氢氧化钠的生产过程。
氯碱工业的技术流程
① 准备原料
② 电解
③ 分离产物
氯碱工业的设备
•电解槽
•收集器
•氢气收集槽
•离子交换膜
氯碱工业的安全生产
•确保电解槽、收集器的清洁；•保证电解槽的稳定性；
•严格控制温度、电流和电压。
3. 氯碱工业的应用
•氢氧化钠的应用
•氯气的应用
•次氯酸钠的应用
•氢气的应用
四、课后作业
•完成练习题；
•思考氯碱工业的未来发展方向。
五、教学反思
氯碱工业是中国现代化工的重要组成部分。
学生在本节课的学习中，了解了氯碱工业的发展历史、技术原理、设备和安全生产等方面的知识。
通过此次学习，他们对中国现代化工的重要性有了更深刻的理解和认识。
氯碱工业发展史
氯碱工业发展史氯碱工业是指生产氢氧化钠、氢氧化钾和氯气等产品的一类化工生产工艺，是当代工业中最为重要的基础原料之一。
下面为您介绍氯碱工业的发展史。
一、氢氧化钠的开发历史氢氧化钠可以追溯到古时代，在古埃及和古罗马时期，人们已经用苏打灰和石灰的混合物制备了碱液。
17世纪前，只有从植物中提取的碱液供应市场，直到19世纪中期的氢氧化钠被纯化，才开始了大规模制造。
二、氯气的开发历史氯气也有悠久的历史，早在公元前400年左右，古希腊人就将从海水和盐矿水中提取的盐，和来自印度的木材燃烧后的灰渣混合起来，通过燃烧制备氯气。
1774年，瑞典化学家Scheele将盐酸和锰矿反应，制得了氯气。
他还用氯气与氨气反应的余热制得了氯化胺。
1800年，英国化学家Davy在氯化钾中以电解方式制得了纯氯气。
19世纪中叶，随着电解技术的发展，氯气的生产进一步得以发展。
1902年，德国科学家Haber首次把氯气用于工业中，他通过将氯气与氢气反应，制得了氯化氢。
此后，氯气的生产和应用范围不断扩大。
三、氢氧化钠和氯气共同制造的历史1876年，匈牙利化学家Kováts首次提出用氯化钠水溶液电解制得氢氧化钠和氯气的方法。
1903年，Belgium company Solvay开始在欧洲生产氢氧化钠，通过化学反应产生的氯化钠再被用于制备氢氧化钠，这被称为“氯气—氢氧化钠流程”。
20世纪初，氢氧化钠和氯气的共同制造成为规模化生产的主要方法。
20世纪60年代，氢氧化钠和氯气的生产成为了我国的一项重点工业。
随着近年来技术的不断创新和生产的不断扩大，氢氧化钠和氯气的制造工艺也不断更新和改进，对我国的经济和现代化建设发挥了不可替代的作用。
今天，氯碱工业已经成为中国最大的基础化工之一，对保障经济发展和社会建设具有重要的意义。
氯碱行业(烧碱、聚氯乙烯废水处理)
通过改进工艺和设备，提高废水处理效率，降低 能耗和物耗，实现经济和环境的双重效益。
02 膜分离技术
利用膜分离技术，如超滤、纳滤、反渗透等，对 废水进行高效分离和净化，具有低能耗、高效率、 易于自动化等特点。
03 高级氧化技术
利用强氧化剂或催化剂，将有机污染物转化为无 害物质，具有高效、快速、无二次污染等优点。
氯碱行业（烧碱、聚 氯乙烯废水处理
目录
• 氯碱行业概述 • 烧碱废水处理 • 聚氯乙烯废水处理 • 氯碱行业废水处理技术发展趋势 • 氯碱行业废水处理面临的挑战与对
策
01
氯碱行业概述
氯碱行业简介
氯碱行业是化学工业的重要组成部分，主要生产 01 烧碱、聚氯乙烯等基础化工原料。
氯碱行业在国民经济中占有重要地位，广泛应用 02 于化工、轻工、纺织、冶金、电子等领域。
聚氯乙烯废水处理技术比较
物理法具有简单易行、处理效果稳定 等优点，但处理后废水中仍含有较多
污染物。
生化法处理效果好，但微生物培养和 反应条件控制较为复杂，且对废水中 的有机物种类和浓度有一定的要求。
化学法能够彻底去除废水中的有害物 质，但处理成本较高，且可能产生二 次污染。
综合处理法能够充分发挥各种方法的 优势，提高处理效果和资源利用率， 但工艺流程较为复杂，投资和运行成 本较高。
生化法处理效果好，成本低，但需要良好的微生 物环境和较高的运行管理要求。
烧碱废水处理案例分析
某氯碱企业采用“沉淀+化学氧化+活性污泥法” 处理烧碱废水，处理后水质达到国家排放标准， 同时实现了废水资源化利用。
另一家企业采用“吸附+电渗析”工艺处理烧碱废 水，有效地降低了废水中盐分和有害物质的含量 ，为后续的资源化利用创造了条件。
你对氯碱工业的认识
你对氯碱工业的认识氯碱工业是指以氯气和碱性物质为原料，通过化学反应生产氯碱产品的一种工业。
氯碱工业在现代工业中具有重要地位和广泛应用。
本文将从氯碱工业的定义、历史发展、主要产品及应用、环境影响等方面进行探讨。
氯碱工业是指以氯气和碱性物质为原料进行生产的工业。
氯气和碱性物质经过化学反应，可以生成氯碱产品，主要包括氢氧化钠、氢氧化钙和氯化钠等。
这些产品在工业生产、水处理、食品加工、制药等领域都有广泛应用。
氯碱工业的历史可以追溯到19世纪。
最早的氯碱工业是通过电解食盐水来生产氯气和碱性物质。
随着科技的发展，氯碱工业逐渐实现了自动化和规模化生产，大大提高了生产效率和产品质量。
氯碱工业的主要产品包括氢氧化钠、氢氧化钙和氯化钠。
其中，氢氧化钠是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃制造、造纸、纺织、皮革、冶金等行业。
氢氧化钙主要用于水处理、建筑材料生产和制药等领域。
而氯化钠则是常见的食盐，广泛应用于食品加工、化妆品、医药等领域。
然而，氯碱工业也存在一定的环境影响。
例如，氯碱工业生产过程中会产生大量的氯气，这是一种有毒气体，对人体和环境有一定的危害。
此外，氯碱工业的废水和废气也会对水体和大气造成污染。
因此，在氯碱工业的生产过程中，需要加强环境保护措施，减少对环境的影响。
氯碱工业是一种以氯气和碱性物质为原料生产氯碱产品的工业。
它在现代工业中具有重要地位和广泛应用。
氯碱工业的发展历史悠久，主要产品包括氢氧化钠、氢氧化钙和氯化钠，这些产品在多个领域有广泛的应用。
然而，氯碱工业也存在环境影响问题，需要加强环境保护措施，减少对环境的影响。
未来，随着科技的进步，氯碱工业将继续发展，为社会经济的进步做出更大的贡献。
氯碱工业的知识点总结
氯碱工业的知识点总结一、氯碱工业的发展历史氯碱工业的起源可以追溯到19世纪末，当时人们开始尝试利用电解法来生产氯碱化工产品。
随着工业化的进程，氯碱工业得到了迅猛发展，成为了化工产业中的重要组成部分。
特别是20世纪以来，氯碱工业得到了飞速发展，成为了世界上主要的化工产品之一。
在全球范围内，氯碱工业的生产规模越来越大，产品种类也越来越丰富，产量不断增加，为化工产业的发展做出了巨大贡献。
二、氯碱工业的主要产品氯碱工业的主要产品包括氯氢酸、氢氢碱和氢氧化钠。
这些产品在工业生产和日常生活中都具有重要的用途。
氯氢酸主要用于生产氯化物、含氯有机物和药物的原料；氢氢碱主要用于生产碱性物质、洗涤剂和清洁剂；氢氧化钠主要用于生产纸浆、合成纤维、造纸和皂类制品等。
三、氯碱工业的电解方法氯碱工业的生产过程主要采用电解方法。
电解法是利用电流传递的方式，在电解槽内进行电解反应，将氯化钠分解成氯气、氢气和氢氧化钠三种产品。
这种生产方法具有生产工艺简单、能耗低、产品纯度高等优点，因此在氯碱工业生产中得到了广泛应用。
四、氯碱产品的性质和用途氯碱产品具有不同的化学性质和用途。
氯氢酸是一种强酸，具有强烈的腐蚀性和刺激性，常用作工业原料和制备其他化工产品的中间体。
氢氢碱是一种碱性物质，具有中和酸性物质、软化水质和清洁表面的功能，被广泛用于工业生产和日常生活中。
氢氧化钠也是一种碱性物质，不仅用于工业生产中原料的制备，还广泛用于造纸、皂类制品、合成纤维等工业领域。
五、氯碱工业的工艺流程氯碱工业的生产过程主要包括以下几个步骤：原料准备、电解反应、产品分离和提纯、副产品回收和废弃处理。
在这些步骤中，需要进行多次物质转化和分离，以及废弃物的处理和资源利用，工艺较为复杂。
因此，在氯碱工业生产中需要严格控制各个环节的工艺参数和条件，以确保产品的质量和产量。
六、氯碱工业的发展和应用随着工业化的进程和社会需求的不断增长，氯碱工业的发展前景十分广阔。
它在冶金、化工、纺织、造纸、食品、农业等行业中都有广泛的应用。
中国氯碱工业发展大事记
中国氯碱工业发展大事记1929年爱国实业家吴蕴初先生在上海创建中国第一家氯碱厂——上海天原电化厂。
1935年山西化学厂建成，并采用西门子水平隔膜电解槽。
1940年天原电化厂由上海迁至重庆后建立的重庆天原电化厂投产。
1940年沈阳化工厂、汉沽化学厂、天津大沽化工厂分别建成。
1952年锦西化工厂建成水银电解槽，开创了我国生产高纯碱的历史。
1952年锦西化工厂建成我国第一套氯化苯生产装置。
1953年国家决定重点建设的太原化工厂、四川长寿化工厂、湖南株洲化工厂分别于1958、1959年建成。
1956年锦西化工厂建成第一台水银整流器。
1956年上海天原化工厂开发出漂粉精生产装置。
1957年立式吸附隔膜电解槽在上海天原化工厂建成，单槽产量提高10倍，电耗降低23%。
1958年国家决定在衢州、武汉、福州、广州、合肥、九江、西安、遵义、常州、南宁、四平、北京、上海建设13个年产0.75~3万吨/年规模的氯碱厂，总投资6.45亿元，并在1959年建成。
1958年锦西化工厂3000吨/年悬浮聚合法聚氯乙烯生产装置建成投产，开创了我国聚氯乙烯工业化生产的历史。
1958年长寿化工厂建成我国第一套氯丁橡胶生产装置。
1959年原化工部化工设计院和锦西化工设计研究分院共同完成6000吨/年悬浮聚合法生产定型设计，锦西、北京、天津、上海、福州、株洲等7套6000吨/年聚氯乙烯装置投产。
1959年沈阳化工厂建成氯化石蜡-42生产装置。
1962年武汉市建汉化工厂和上海天原化工厂分别开展100吨/年乳液聚合法聚氯乙烯中间实验，后扩建为500吨/年生产装置。
1963年我国第一套1000A/600V硅整流器在锦西化工厂诞生。
1965年石墨三合一盐酸合成炉在锦西化工厂投产。
1966年自贡鸿鹤化工厂建成天然气热氯化法甲烷氯化物装置。
1973年上海天原化工厂、福州化工厂、杭州电化厂、天津化工厂、无锡电化厂等企业开展了疏松型树脂的研究，并逐步投入生产运行。
中国氯碱八十年
中国氯碱八十年我国氯碱工业的发展可以追溯到1929年，正是在这一年，著名爱国实业家吴蕴初先生在上海创办了国内第一家氯碱企业一一天原电化厂，从此揭开了国内氯碱工业从无到有的篇章。
同其它国家相比，我国氯碱工业起步相对滞后，晚于欧美、日本等国家和地区。
但是在氯碱工作人员的不懈努力下，最终将中国氯碱工业推向国际舞台前列。
在烽火硝烟的战争岁月，我国氯碱工业发展步伐缓慢。
建国前的20年当中，我国只有10个氯碱厂（点），烧碱最高年产量仅为 1.5万吨，氯产品只有液氯、漂白粉、盐酸、三氯化铁等简单几种，然而这在当时已实属不易。
建国后，我国氯碱工业与祖国共同成长，国民经济需求的不断扩大带动着氯碱企业规模的壮大。
从第一个五年计划开始，烧碱产量便以20%左右的速度增长。
经过漫长的发展直至21世纪初，我国烧碱、聚氯乙烯生产规模相继跻身世界首位。
氯产品的开发也从起初的四五种发展到现如今的二百余种，并逐渐向精细化工与循环经济方向迈进。
资本的不断积累，给予企业足够的空间提升生产技术水平。
而在早期的技术革新中，原化工部同企业技术人员的努力起到了关键作用。
正是早期的氯碱人通过向国外学习先进技术，并加以开发创新，才研发出适合中国氯碱企业生产的技术装置，从而奠定了发展的坚实基础。
团结、自强、创新”的精神感染了一代代氯碱人，促使我们将一个基础十分薄弱的工业，建设成为当今技术先进的化工产业。
八十年的成果固然喜人，但在未来的发展道路上，中国氯碱工业仍然任重道远。
在经济全球化飞速发展的大背景下，我国氯碱工业将继续秉承老一辈工作者的职业精神，提高生产技术水平，开发高端产品，向新型工业化道路迈进！1929年〜1948年中国氯碱工业始于上世纪20年代末期。
新中国建立前的氯碱厂规模较小，产品品种单一，产量很少。
同时，受到当时复杂战争环境的影响，多数氯碱厂均出现停产或搬迁等变故。
我国第一家氯碱厂是在1929年，由当时著名爱国实业家吴蕴初先生在上海创办的天原电化厂。
第3章 氯碱工业
电解装置
Cl2
氯乙烯（VCM） VCM 单体的制备
VCM 聚合 成 PVC
二、氯碱的发展历程
1.氯碱工业的发展历史： 1851：Watt提出电解食盐水溶液制取氯气的专利； 1867：直流发电机发明后工业电解得以实现； 1890：首家电解KCl的工厂在德国建立； 1893：美国建立第一家电解食盐水制取Cl2的工厂； 此后，因工业需要及技术改进，氯碱工业迅速发展。
四、氯碱主要生产工艺
实验步骤： 1、按装置图安装好仪器。 2、向U型管中注入饱和食盐水。 3、向阴阳两极滴加几滴酚酞溶液，把湿润的淀粉碘
化钾试纸分别放在阴阳两极试管口上方。
4、接通电源。
电解饱和食盐水反应原理
实验现象及结论： 1．两极均产生气体。 2．阴极区附近溶液出现红色，有碱生成。
3．阳极淀粉碘化钾试纸变蓝，有刺激性气味
3-1 概述
一、氯碱工业：以电解食盐(NaCl)水溶液的方法 制取氯气、氢气和烧碱并以它们为原料生产一系列 化工产品的工业。
氯碱工业的产品：氢气、氯气和烧碱，均为基本化 工原料，广泛用于化工、石油化工、冶金、轻工、 纺织及民用各部门。
以氯碱工业为基 础的化工生产
电解装臵利用电解食盐生产：烧碱、氯气、氢气， 为下游生产提供原料。 VCM装臵利用Cl2和乙烯/乙炔生产VCM单体。 PVC装臵利用VCM进行聚合。
3-1 概述 3、离子膜电解法
离子膜电解法：使用对离子具有选择透过性的离 子交换膜，如全氟阳离子交换膜，只允许钠离子由 阳极区进入阴极区，不允许OH ,Cl 和水分子通过， 不仅使两极产物隔离，避免了导致电流效率下降的 各种副反应，且从阴极区直接获得高纯度的烧碱。 优点：产品质量高、能耗低，可免除石棉和水银 产生的公害。 缺点：投资大、技术要求高。
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氯碱工业发展史
氯碱工业是基本无机化工之一。
主要产品是氯气和烧碱（氢氧化钠），在国民经济和国防建设中占有重要地位。
随着纺织、造纸、冶金、有机、无机化学工业的发展，特别是石油化工的兴起，氯碱工业发展迅速。
氯碱工业的形成18世纪，瑞典人K.W.舍勒用二氧化锰和盐酸共热制取氯气：
这种方法称化学法。
将氯气通入石灰乳中，可制得固体产物漂白粉，这对当时的纺织工业的漂白工艺是一个重大贡献。
随着人造纤维、造纸工业的发展，氯的需要量大增，纺织和造纸工业，成为当时消耗氯的两大用户。
用化学方法制氯的生产工艺持续了一百多年。
但它有很大缺点，从上述化学反应式，可见其中盐酸只有部分转变为氯，很不经济；且腐蚀严重，生产困难。
烧碱最初也用化学法（也称苛化法，即石灰－苏打法）生产：
Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3
电解食盐水溶液同时制取氯和烧碱的方法（称电解法），在19世纪初已经提出，但直到19世纪末，大功率直流发电机研制成功，才使该法得以工业化。
第一个制氯的工厂于1890年在德国建成，1893年在美国纽约建成第一个电解食盐水制取氯和氢氧化钠的工厂。
第一次世界大战前后，随着化学工业的发展，氯不仅用于漂白、杀菌，还用于生产各种有机、无机化学品以及军事化学品等。
20世纪40年代以后，石油化工兴起，氯气需要量激增，以电解食盐水溶液为基础的氯碱工业开始形成并迅速发展。
50年代后，苛化法只在电源不足之处生产烧碱。
电解法的发展氯碱生产用电量大，降低能耗始终是电解法的核心问题。
因此，提高电流效率，降低槽电压和提高大功率整流器效率，降低碱液蒸发能耗，以及防止环境污染等，一直是氯碱工业的努力方向。
初期为了连续有效地将电解槽中的阴、阳极产物隔开，1890年德国使用了水泥微孔隔膜来隔开阳极、阴极产物，这种方法称隔膜电解法。
以后，改用石棉滤过性隔膜，以减少阴极室氢氧离子向阳极室的扩散。
这不仅适用于连续生产，而且可以在高电流效率下，制取较高浓度的碱液。
1892年美国人H.Y.卡斯特纳和奥地利人C.克尔纳同时提出了水银电解法，其特点是采用汞阴极，使阴极的最终产物氢氧化钠和氢气，不直接在电解槽而在解汞槽中生成，以隔离两极的电解产物。
这种方法所制取的碱液纯度高、浓度大。
1897年英国和美国同年建成水银电解法制氯碱的工厂。
20世纪以来，水银法工厂大部分沿用水平式长方形电解槽，解汞槽则由水平式改为直立式，目的在于提高电解槽的电流效率和生产能力。
隔膜法电解槽结构也不断改进，如电极由水平式改为直立式，其中隔膜直接吸附在阴极网表面，以降低槽电压和提高生产强度。
立式吸附隔膜电解槽代表了20世纪60年代隔膜法的先进水平。
近期水银法最大缺点是汞对环境的污染。
70年代初，日本政府将该法分期分批进行转换，美国决定不再新建水银法氯碱厂，西欧各国也制定了新的法规，严格控制汞污染，隔膜法电解技术便迅速发展。
60年代末，荷兰人H.比尔提出了长寿命、低能耗的金属阳极并用于工业生产之后，隔膜与阴极材料也得到了改进。
70年代初，改性石棉隔膜用于工业生产。
80年代塑料微孔隔膜研制成功。
此外，应用镍为主体的涂层阴极，并在扩散阳极的配合下，可使电极间距缩小至2～4mm。
至此，电解槽运转周期延长，能耗明显降低，电解槽容量不断增大。
例如：60年代初美国虎克电解槽单槽容量为55kA，至60年代末，发展为150kA，每吨氯的电耗则由2900度(10.4GJ)降至2300～2600度(8.3～9.4GJ)。
随着氯碱厂的大型化，生产能力大的复极式隔膜电解槽开始使用。
隔膜法制得的碱液，浓度较低，而且含有氯化钠，需要进行蒸发浓缩和脱盐等后加工处理。
水银法虽可得高纯度的浓碱，但有汞害。
因之离子膜电解法（简称离子膜法）应运而生。
离子膜法于1975年首先在日本和美国实现工业化。
此法用阳离子膜隔离阴、阳极室，可直接制得氯化钠含量极低的浓碱液。
但阴极附近的氢、氧离子，具有很高的迁移速率，在电场作用下，仍不可避免地会有一部分透过离子膜进入阳极室，导致电流效率下降，因此对离子膜的要求比较苛刻。
由于离子膜法综合了隔膜法和水银法的优点，产品质量高，能耗低，又无水银、石棉等公害，故被公认为当代氯碱工业的最新成就。
中国氯碱工业发展简况中国氯碱工业始于20世纪20年代末。
1949年前，烧碱平均年产量仅15kt，氯产品仅盐酸、漂白粉、液氯等少数品种。
1949年后，在提高设备生产能力的基础上，对电解技术和配套设备进行了一系列改进。
50年代初，建成第一套水银电解槽，开始生产高纯度烧碱。
不久，又研制成功立式吸附隔膜电解槽，并在全国推广应用。
50年代后期，新建长寿、株洲、北京、葛店等十多个氯碱企业及其他小型氯碱厂，到60年代全国氯碱企业增至44个。
70年代初，氯碱工业中阳极材料进行了重大革新，开始在隔膜槽和水银槽中用金属阳极取代石墨阳极。
80年代初，建成年产100kt烧碱的47－Ⅱ型金属阳极隔膜电解槽系列及其配套设备。
至此，全国金属阳极电解槽年生产能力达800kt碱，约占生产总量的1/3。
在此期间，氯碱工业中的整流设备、碱液蒸发，以及氯气加工、三废处理等工艺也都先后进行了改革。
1983年烧碱产量为2123kt，仅次于美国、联邦德国、日本、苏联。