氯碱工艺(PPT)
合集下载
化学课件《氯碱工业》优秀ppt2 人教课标版
分散制取
（1）Cl2的制取：4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O （2）石灰纯碱法（苛化法）制氢氧化钠：
Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3↓ （因反应需加热，氢氧化钠谓之为烧碱）
缺点：原料复杂，设备要求高，耗能高，污 染大，副产品多，产量小，产品纯度低。
讨论并思考 ——运用电解的方法制备氯气与烧碱
不够长:离子膜使用情况
(4)盐耗高于国外先进水平 :盐耗情况
[请你当回设计师]
从离子交换膜的应用原理角度思考， 如何用电解的方法以Na2SO4为原料制取氢氧 化钠和硫酸。
广大化工行业天高海阔，有 待同学们去驰骋！去创造！
更多氯碱工业知识链接请点击：
中国氯碱网（)
请多提宝贵意见，谢谢！
我国氯碱工业的发展与现状
1.中国已成为世界级氯碱生产大国:氯碱产能 2.离子膜法比重迅猛上升:离子膜法比重 3.我国氯碱工业发展的几个重大事件:一二三 4.不容忽视的存在的问题
(1)生产工艺有待改进,能耗还比较大:能耗状况 (2)行业分散度大,集中度低,整合困难:分布情况 (3)装置连续运行时间短，离子交换膜使用寿命
91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。――[兰斯顿·休斯] 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯·奥雷利阿斯] 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰·纳森·爱德瓦兹]
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
（1）Cl2的制取：4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O （2）石灰纯碱法（苛化法）制氢氧化钠：
Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3↓ （因反应需加热，氢氧化钠谓之为烧碱）
缺点：原料复杂，设备要求高，耗能高，污 染大，副产品多，产量小，产品纯度低。
讨论并思考 ——运用电解的方法制备氯气与烧碱
不够长:离子膜使用情况
(4)盐耗高于国外先进水平 :盐耗情况
[请你当回设计师]
从离子交换膜的应用原理角度思考， 如何用电解的方法以Na2SO4为原料制取氢氧 化钠和硫酸。
广大化工行业天高海阔，有 待同学们去驰骋！去创造！
更多氯碱工业知识链接请点击：
中国氯碱网（)
请多提宝贵意见，谢谢！
我国氯碱工业的发展与现状
1.中国已成为世界级氯碱生产大国:氯碱产能 2.离子膜法比重迅猛上升:离子膜法比重 3.我国氯碱工业发展的几个重大事件:一二三 4.不容忽视的存在的问题
(1)生产工艺有待改进,能耗还比较大:能耗状况 (2)行业分散度大,集中度低,整合困难:分布情况 (3)装置连续运行时间短，离子交换膜使用寿命
91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。――[兰斯顿·休斯] 92.生活的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。――[玛科斯·奥雷利阿斯] 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。[约翰·纳森·爱德瓦兹]
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
氯碱化工工艺
CaSO4＋Na2CO3→CaCO3↓＋Na2SO4 CaCl2＋Na2CO3→CaCO3↓＋2NaCl
二、镁和铁的去除
镁和铁通常以氯化物的形式存在于粗盐水中，加入烧碱溶 液即生成不溶性的氢氧化镁和氢氧化铁，其化学反应为：
MgCl2＋ 2NaOH →Mg(OH)2↓＋ 2NaCl FeCl3 ＋ 3NaOH →Fe(OH)3↓＋ 2NaCl
19.3 盐水精制流程
图19.1 盐水精制工艺流程图
19.4 原盐的溶化
原盐可在地下池式盐库中或在露天盐堆上溶化，也可借水 力输送或储存时溶化，得到饱和的粗盐水。
图19.2化盐桶 1—铁栅；2—溢流槽； 3—粗盐水出 口；4—桶体； 5—折流圈；6—折流 帽；7—溶盐水进口； 8—人孔
化盐时，盐水 的浓度、原盐的溶 解速度与化盐桶内 盐层的厚度以及化 盐用水的温度成正 比。一般保持盐层 厚度为2.5～3.0m， 控制化盐桶的温度 在50～60℃，盐水 停留的时间不少30 分钟。
含氯溶剂
1,1,1-三 氯乙烷
漂白粉
漂白精 氯代异氰尿酸
··········
氯丁橡胶
现在全世界年产约120万t。
氯丁橡胶 合成橡胶
乙炔法工艺生产路线每 t 需HCl 450 kg
丁二烯法生产则需Cl2 910 kg。
盐酸
各国多用副产盐酸代替硫酸在钢铁工业 中清洗钢板，例如： 日本、加拿大用盐酸酸洗的比例已达75%。 ❖中国建设的宝山钢铁公司、武汉钢铁公司
三、硫酸根的的去除
盐水中的硫酸钠是用Na2CO3处理CaSO4时生成的。 最常用的去除SO42-的方法是化学法。包括钙盐法和钡盐法 两种。
（1）钙盐法
使用30～35 %CaCl2的水溶 液与Na2SO4发生反应为: CaCl2＋Na2SO4 ＋2H2O→CaSO4·2H2O↓＋2NaCl
二、镁和铁的去除
镁和铁通常以氯化物的形式存在于粗盐水中，加入烧碱溶 液即生成不溶性的氢氧化镁和氢氧化铁，其化学反应为：
MgCl2＋ 2NaOH →Mg(OH)2↓＋ 2NaCl FeCl3 ＋ 3NaOH →Fe(OH)3↓＋ 2NaCl
19.3 盐水精制流程
图19.1 盐水精制工艺流程图
19.4 原盐的溶化
原盐可在地下池式盐库中或在露天盐堆上溶化，也可借水 力输送或储存时溶化，得到饱和的粗盐水。
图19.2化盐桶 1—铁栅；2—溢流槽； 3—粗盐水出 口；4—桶体； 5—折流圈；6—折流 帽；7—溶盐水进口； 8—人孔
化盐时，盐水 的浓度、原盐的溶 解速度与化盐桶内 盐层的厚度以及化 盐用水的温度成正 比。一般保持盐层 厚度为2.5～3.0m， 控制化盐桶的温度 在50～60℃，盐水 停留的时间不少30 分钟。
含氯溶剂
1,1,1-三 氯乙烷
漂白粉
漂白精 氯代异氰尿酸
··········
氯丁橡胶
现在全世界年产约120万t。
氯丁橡胶 合成橡胶
乙炔法工艺生产路线每 t 需HCl 450 kg
丁二烯法生产则需Cl2 910 kg。
盐酸
各国多用副产盐酸代替硫酸在钢铁工业 中清洗钢板，例如： 日本、加拿大用盐酸酸洗的比例已达75%。 ❖中国建设的宝山钢铁公司、武汉钢铁公司
三、硫酸根的的去除
盐水中的硫酸钠是用Na2CO3处理CaSO4时生成的。 最常用的去除SO42-的方法是化学法。包括钙盐法和钡盐法 两种。
（1）钙盐法
使用30～35 %CaCl2的水溶 液与Na2SO4发生反应为: CaCl2＋Na2SO4 ＋2H2O→CaSO4·2H2O↓＋2NaCl
氯碱化工工艺
19.1 概述
19.2 原盐组成及性质
19.3 盐水精制流程 19.4 原盐的溶化
？
19.5 盐水的精制
19.6 盐水的澄清与过滤
19.7 盐水的重饱和、预热与中和
19.8 盐泥的洗涤、过滤和利用
19.1 概述
原盐有海盐（或称天日盐）、湖盐、井盐（地下 盐矿溶于水）和矿盐四种。
井
盐
矿盐
19.2 原盐组成及性质
亦均有盐酸酸洗设备。 美国单用来清洗钢板的盐酸一年就需要15万t。
用于合成HCl制盐酸和PVC外
氢
❖用途是植物油加氢生产硬化油
还用于炼钨、生产多晶硅等金属氧化物
还原，有机化合物的合成加氢等。
三、氯碱工业发展趋势
我国氯碱工业是在20世纪20年代才开始创建的。 第一家氯碱厂是上海天原电化厂（现在的上海天原 化工厂前身），于1930年正式投产，采用艾伦-摩尔 电解槽，日产烧碱2 t，到1949年为止，全国共有氯 碱厂9家，年产烧碱仅1.5万t，氯产品也仅有盐酸、 液氯和漂白粉等。
与阳极产物Cl2的机械混合，一般称为渗透式隔膜。
离子交换膜法采用的隔膜不是渗透膜而是采用具有选 择透过性的阳离子交换膜，这种膜理论上只允许Na＋并伴
随的水分子透过膜向阴极移动，称为密封式隔膜。
隔膜电解槽最早使用的隔膜是用硅酸盐水泥制 成的。电解槽是间歇式操作。
20.1 隔膜法电解原理
饱和盐水
阳极
阴极
MgCl2＋ 2NaOH →Mg(OH)2↓＋ 2NaCl FeCl3 ＋ 3NaOH →Fe(OH)3↓＋ 2NaCl
三、硫酸根的的去除
盐水中的硫酸钠是用Na2CO3处理CaSO4时生成的。 最常用的去除SO42-的方法是化学法。包括钙盐法和钡盐 法两种。
氯碱工艺
Ⅰ效碱泵
烧碱工艺——蒸发工艺
烧碱工艺——蒸发工艺
4. 主要工艺指标
Ⅰ效温度： 管程138℃～145℃ Ⅱ效温度： 管程65℃～80℃ 48%碱出碱温度：40～50℃ 48%碱浓度： ≥48.1%
离子膜设备厂家
上海凯膜凯膜过滤技术(上海)有限公司 上海御隆膜分离技术有限公司 上海力脉环保设备有限公司 广州新普利节能环保科技有限公司
双效：两次蒸发 逆流：蒸汽和物料采用逆流流程
降膜：碱液在蒸发器中沿管壁呈膜状蒸发。
烧碱工艺——蒸发工艺
流程方框图
Ⅱ效阻汽排液槽
电解来32%碱 Ⅱ效蒸发器 Ⅱ效分离器
表面冷凝器 真空泵
冷凝液槽受槽
Ⅱ效碱泵 Ⅰ效Ⅰ段换热器 48%成品冷却器 48%碱槽
蒸汽冷凝液槽 送化盐 生蒸汽
Ⅰ效Ⅱ段换热器 Ⅰ效蒸发器 Ⅰ效分离器 Ⅰ效阻汽排液槽 固碱 工序
前 言
Ⅱ、中国氯碱产能，世界第一。
26% 10% 12% 15% 19% 13%
34% 35%
39%
41%
氯碱
Ⅲ、主要生产过程
烧碱 工业盐 电解 氯气 氢气 电石或 乙烯
电石法或乙烯法
HCl
转化
C2H3Cl
聚合
C2H2
PVC
烧碱工艺
淡盐水脱氯 二次盐水 精制 淡盐水 电 解 32%烧碱 H2 氢处理 Ⅰ效蒸 发、 Ⅱ效 蒸发 48%烧碱 Ⅲ效蒸 发 固碱
浓缩蒸发装置厂家
张家港化工机械股份有限公司 博特瑞姆斯化工技术(北京)有限公司 北京蓝星化工机械有限公司 重庆博张机电设备有限公司 瑞士阿法拉伐有限公司 日本木村化机
谢谢大家！
原盐
化盐 液氯
Cl2
氯碱生产ppt-PowerPointPresentat
课堂反思
通过对氯碱生产中不同工艺的学习，你有 哪些感想？ 以后若让你去设计一个工艺流程，你会尽 可能的朝怎样的方向去设计？
“膜”的总汇
你能总结一下中学阶段所学过的膜吗?
渗析实验———半透膜 海水淡化———半透膜（反渗透法） 海水淡化———阴、阳离子交换膜（电渗法） 氯碱工业———石棉隔膜（石棉隔膜电解槽） 氯碱工业———阳离子交换膜（离子交换膜电解槽）
氯碱工业原理
试一试
请以最快的速度写出：
1、用惰性电极电解熔融氯化钠的化学方程式。
2、用惰性电极电解氯化钠溶液的化学方程式和
电极方程式。
通电
1、 2NaCl
2Na+Cl2 ↑
2、2NaCl+2H2O 通电 2NaOH+Cl2↑+H2↑
阴极：2H+ +2e- = H2↑ 阳极：2Cl- -2e- = Cl2↑
氯碱工业的原料——海盐的除杂 交流与讨论：
1.海盐中含有泥沙、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、 SO42-等杂质离子，在电解生产过程中会 产生哪些影响? 2.试设计一个合理的顺序除杂。
处） 燃料电池可以补充电、解池消耗的电能；提。高产出碱液的浓度；降低能耗等.
学以致用
用碳棒作阴极，铁棒作阳极，电解Na2SO4溶 液，请写出电极反应式，并描述实验现象。
变式1：实验器材自选，能否通过电解Na2SO4溶 液，分别得到H2SO4和NaOH？请设计。
H2
O2
阳离子 交换膜
←Na+ SO42Na2SO4
[交流与讨论]：
1、家庭消毒水的制备 NaCl+H2O 通电 NaClO+H2↑ —
氯碱的生产技术设计课件
2、教师对汇报提出问 题，学生补充答疑。
3、教师对汇报点评
汇报时间：每人15分钟左右
任务评价
化工生产技术
各小组的每一个成员，根据每一小组的课上 汇报情况及课下小组成员资料查阅与整理的情 况，对每一位同学打分。
内容总结
一、盐酸的生产原理 二、盐酸的生产工艺条件 三、盐酸的生产工艺流程 四、盐酸生产的主要设备 五、盐酸生产的主要操作技能
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年12月 上午4时 18分20.12.804:18Dec ember 8, 2020
•
重规矩，严要求，少危险。2020年12月8日星 期二4时18分6秒04:18:068 December 2020
•
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午4时18分6秒 上午4时 18分04:18:0620.12.8
• （9）根据指令缓慢加大氯气、氢气流量，加大吸收水量， 同时调节喷射泵抽力，使生产系统处于微负压且火焰始终 处于青白色。
化工生产技术
• （10）生产系统处于正常状态后，对全生产系统的设备、 机泵、仪表及其管线进行巡检，确保生产运行稳定。
• （11）通知化验室取样分析，并根据分析数据调整氢气、 氯气或吸收水流量，直至生产出合格成品酸。
（三）不正常因素及处理方法
现象
原因
处理方法
火焰黄绿转红、跳动频繁 氯气过量
关小进氯阀
尾气黄绿、发臭
氯气过量
关小进氯阀
火焰颜色呈青白色、但无 氢气过量 力萎缩
火焰颜色尚可但左右摇摆 1、Cl2流量小、H2流量大 HCl压力大
2、冷却效果差
关小进氢阀
1、调节Cl2、H2流量 2、加强冷却
3、教师对汇报点评
汇报时间：每人15分钟左右
任务评价
化工生产技术
各小组的每一个成员，根据每一小组的课上 汇报情况及课下小组成员资料查阅与整理的情 况，对每一位同学打分。
内容总结
一、盐酸的生产原理 二、盐酸的生产工艺条件 三、盐酸的生产工艺流程 四、盐酸生产的主要设备 五、盐酸生产的主要操作技能
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年12月 上午4时 18分20.12.804:18Dec ember 8, 2020
•
重规矩，严要求，少危险。2020年12月8日星 期二4时18分6秒04:18:068 December 2020
•
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午4时18分6秒 上午4时 18分04:18:0620.12.8
• （9）根据指令缓慢加大氯气、氢气流量，加大吸收水量， 同时调节喷射泵抽力，使生产系统处于微负压且火焰始终 处于青白色。
化工生产技术
• （10）生产系统处于正常状态后，对全生产系统的设备、 机泵、仪表及其管线进行巡检，确保生产运行稳定。
• （11）通知化验室取样分析，并根据分析数据调整氢气、 氯气或吸收水流量，直至生产出合格成品酸。
（三）不正常因素及处理方法
现象
原因
处理方法
火焰黄绿转红、跳动频繁 氯气过量
关小进氯阀
尾气黄绿、发臭
氯气过量
关小进氯阀
火焰颜色呈青白色、但无 氢气过量 力萎缩
火焰颜色尚可但左右摇摆 1、Cl2流量小、H2流量大 HCl压力大
2、冷却效果差
关小进氢阀
1、调节Cl2、H2流量 2、加强冷却
氯碱工艺(PPT)培训讲学共95页文档
氯碱工艺(PPT)培训讲学
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
ห้องสมุดไป่ตู้
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
ห้องสมุดไป่ตู้
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
氯碱的生产培训课件
❖ 2．目前我国饮用水消毒主要是用氯消毒法，即向 自来水中通入一定量Cl2或加入漂白粉、漂粉精．你 知道其中的原因吗? 答案：Cl2与水反应、漂白粉、漂粉精在水中都能生 成强氧化性的HClO，具有杀菌消毒作用． 3．工业上常用H2跟Cl2反应生成HCl，让其溶于水 合成盐酸．H2跟Cl2反应既可在点燃也可在光照条 件下，那么工业上是选用哪种方式使二者反应的? 为什么？ 答案：点燃，光照会发生爆炸．
二、氯碱工业的特点
❖ 氯碱工业的特点除原料易得、生产流程较短外,主 要还有三个突出问题。
❖⑴、能源消耗大 氯碱生产的耗电量仅次于电解 法生产铝,按照目前国内生产水平.每生产1吨100% 烧碱需耗电2580度,耗汽5吨，总能耗折标准煤为 1.815吨。1988年我国氯碱工业用电量占全国总发 电量的1.5%。因此，电力供应情况和电价对氯碱 产品的生产成本影响很大。重视选用先进工艺,提 高电解槽的电、能效率和碱液蒸发热能的利用率, 以降低烧碱的电耗和蒸汽消耗,始终是氯碱生产企 业的一项核心工作 。
❖ (2)次氯酸的性质
①弱酸性：是一元弱酸，属弱电解质，酸性弱于 碳酸．
HClO＋NaOH＝NaClO＋H2O NaClO＋HCl＝HClO＋NaCl 2NaClO＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2HClO
❖ ②不稳定性： 由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反应，直至氯
水失效，因此氯水要现用现制，保存在棕色试剂 瓶中．氯水久置将变成稀盐酸．
故其水溶液呈强碱性，可 ❖ 使无色的酚酞试液变成红色，或使PH试纸变蓝等。
纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体。氢氧化 钠极易溶于水，溶度随温度的升高而增大，溶解时能放 出大量的热，288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L。它 的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一 切通性。市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白 色，有块状、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为 无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶 于乙醚、丙酮、液氨。