NaOH ứng dụng nguyên liệu và phương pháp sản xuất

NATRI HIDROXIT Nhóm 13 Đào Hoàng Nghiêm Đỗ Ngọc Kim Ngân Giới thiệu chung NaOH tinh khiết chất rắn màu trắng Natrihidroxit (NaOH) gọi xút, dạng viên, vẩy, hạt hay dung dịch bão Natri hydroxit dễ hấp thụ CO2 Natri hydroxit tạo thành dung dịch hòa (50%) Nó sử dụng nhiều không khí thường kiềm mạnh hòa tan dung ngành công nghiệp bảo quản bình có nắp môi nước giấy, dệt nhuộm, xà phòng chất tẩy kín rửa Xút (NaOH) sản phẩm Toàn giới có khoảng 500 công ty sản xuất xút - quan trọng ngành công nghiệp hóa clo lớn với công suất danh định 45 triệu xút năm chất (CNHC) Tình hình sản xuất xu hướng công nghệ Hiện nay, tất nhà máy xút - clo xây Hơn 95% sản lượng xút - clo giới sản xuất dựng giới áp dụng công nghệ màng trao đổi ion, phương pháp điện phân dung dịch muối ăn với ba công nghệ có mức tiêu hao nhiên liệu thấp nhất, giá công nghệ chính: điện cực thủy ngân, điện phân màng thành sản phẩm thấp không ảnh hưởng đến môi trường ngăn màng trao đổi ion Để đánh giá tổng chi phí sản xuất xút-clo, người ta tính toán chi phí sản xuất theo đơn vị ECU (1 ECU = 1,0 clo + 1,1 xút) Tinh chất hóa lý chung Tinh chất vật lý Tinh chất hóa học NaOH ( hay gọi Xút ) chất rắn không màu, không mùi, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy, tan nhiều nước tan tỏa nhiều nhiệt Dung dịch NaOH có tính nhờn, làm bục vải, giấy ăn mòn da  Dung dịch NaOH làm quỳ tím chuyển thành màu xanh Phenolphtalein không màu chuyển thành màu đỏ Phản ứng với axít hữu tạo thành muối thủy phân este RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH  Phản ứng với kim loại mạnh tạo thành bazơ kim loại mới: NaOH + K → KOH + Na  NaOH bazơ mạnh, phân ly hoàn toàn thành ion tan nước + NaOH → Na + OH  Tác dụng với dung dịch axit tạo muối nước NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O NaOH + HCl → NaCl + H2O  Tác dụng với oxit axit tạo muối trung hòa muối axit 2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O NaOH +CO2 → NaHCO3 Lưu ý cho dung dịch NaOH phản ứng với SO2 Sơ đồ khối điện phân catot màng ngăn Ưu điểm: - Cấu tạo gọn, chiếm diện tích mặt - Trong trình làm việc khoảng không gian điện cực chứa đầy chất lỏng nên tránh tình trạng cạn nước muối, không xảy cố rò rỉ khí clo gây ô nhiễm môi trường nơi sản xuất - Độ bền thùng điện phân với màng bán thấm cao đỡ tốn thời gian sửa chữa giảm thiệt hại phải ngừng máy để sửa chữa Nhược điểm: - Việc chuyển sang công nghệ điện phân với màng trao đổi ion đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu tương đối cao, đặc biệt giá màng trao đổi ion cao Công nghệ đòi hỏi phải xử lý nước muối tốt để đạt độ tinh khiết cao trước đưa vào điện phân sơ đồ công nghê catot rắn màng chon lọc ion sơ đồ khối catot rắn màng chon lọc ion Ưu điểm: - Sản phẩm có nồng độ cao điện phân theo phương pháp catốt rắn có màng ngăn Nhược điểm - Vốn đầu tư cao, tốn lượng Phải dùng Hg kim loại quý, hiếm, đồng thời lại độc hại -Thủy ngân sử dụng mặt làm catot cho bể điện phân, mặt để tạo hỗn hống với natri Cơ sở lý thuyết trình điện phân theo phương pháp catôt thủy ngân -Thủy ngân không bị tiêu hao trong sản xuất, tất bể điện phân hoạt động theo chu trình khép kín thủy ngân Các phản ứng bể điện phân NaHgn – e H2O + e + Na + nHg → H2 + OH + Na + OH ↔ NaOH - Sơ đồ công nghệ điện phân catôt thủy ngân So sánh hai phương pháp điện phân catot rắn catot thủy ngân Nhược điểm: Ưu điểm: Tiêu hao nhiều điện E cần để sản xuất NaOH Phương pháp điện phân với catốt thuỷ ngân có ưu 1,3 lần so với pp Catốt rắn Vốn đầu tư cao, cao điểm lớn điều chế xút có nồng độ phương pháp màng ngăn tới 40% Phải dùng Hg kim cao, gấp 5-6 lần nồng độ xút điều chế loại quý, hiếm, đồng thời lại độc hại.Do có nhiều nhược phương pháp điện phân màng ngăn Vì tiết điểm vậy, nên không cần xút (như kiệm nhiều nước lượng để cô đặc công nghiệp sản xuất sợi nhân tạo) điện phân màng xút ngăn sử dụng hích hợp hơn, kinh tế Xút điều chế điện phân theo phương pháp màng ngăn, có ba thành phần chủ yếu: NaOH: 100-140g/l; NaCl: 160-200g/l; Nước: ~900g/l Độ tan muối giảm nhiều tăng nồng độ xút dung dịch Do cần Cô đặc xút phải cô đặc để nâng cao nồng độ xút loại muối ăn dung dịch o o Với dung dịch xút khoảng 40-50%, nhiệt độ hạ từ 100 C xuống 20 C, độ tan muối dung dịch giảm 2/3 Sản xuất xút tinh thể Giai đoạn I: đưa dung dịch xút tới nồng độ 65% Gia nhiệt thứ thiết bị cô đặc • Xút tinh thể thuận lợi cần bảo quản vận chuyển xa Dung dịch xút có nồng độ khoảng 50% Giai đoạn II: đưa nồng độ xút lên 70-72% Thực áp suất atm, nhiệt độ 380 C bơm vào thiết bị truyền nhiệt Nhiệt tận dụng nhiệt thừa thứ thiết bị cô đặc, dung dịch xút cô đặc qua ba giai đoạn: Giai đoạn cuối: áp suất thấp Tại đây, dung dịch hoàn toàn hết nước, hàm lượng chất rắn đạt 99% Xút nóng đưa vào thiết bị kết tinh liên tục kiểu trống quay Trong lòng trông chia thành khu vực riêng có nhiệt độ khác Xút kết tinh trống, dao gạt gạt rơi xuống máy nghiền, từ đưa đóng thùng Tài liệu tham khảo T.s Nguyễn Thị Diệu Vân; Kỹ thuật hoá học đại cương – NXB BKHN, 2007 Tailieu.vn PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ ĐỖ NGỌC KIM NGÂN ĐÀO HOÀNG NGHIÊM (PHẦN 1, , 3, 4) (PHẦN 5, ) [...]... Nếu Sản phẩm của phản ứng là: 2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Sản phẩm của phản ứng là: NaOH + SO2 → NaHSO3 Sản phẩm của phản ứng là: Nếu 1 NaOH + SO2 → NaHSO3 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O  Tác dụng với dung dịch muối, tạo muối mới và bazơ mới: 2 NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2  Tác dụng với một số phi kim 2 NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO +H2O Chế biến dầu mỏ Sản xuất xà phòng Sản xuất tơ nhân tạo Ứng dụng. .. trong nước muối sạch và sữa vôi 2+ 2+ Mg + Ca(OH)2 → Ca + Mg(OH)2↓ + + Ca + Na2CO3 → 2Na + CaCO3↓ Kết tủa Mg(OH)2 và kết tủa CaCO3 được tách trong các thiết bị để lắng Sau khi đã làm sạch hóa học dùng phương pháp lắng và lọc để làm sạch khỏi các tạp chất cơ học Phương pháp sản xuất phương pháp hóa học Phương pháp điện hóa Phương pháp sữa vôi Na2CO3 +Ca(OH)2 → NaOH + CaCO3 Phương pháp Ferit có 2 giai... CN dệt nhuộm Sản xuất giấy Trong CN Nước Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất kiềm (NaOH) và clo là dung dịch muối ăn (NaCl) được nhận bằng cách hòa tan muối rắn hoạc dùng nước muối tự nhiên Dung dịch muối ăn dù được điều chế bằng phương pháp nào cũng đều chứa tạp chất muối canxi và magie khó hòa tan và chúng sẽ phá vỡ chế độ làm việc của bể điện phân Để làm sạch khỏi các cation Ca 2+ và Mg 2+ có thể... → Na2O.Fe2O3 + CO2 Nhược điểm: phương pháp này tốn nhiều Ca(OH)2 , sản phẩm Ưu điêm : dễ tiến hành thừa CaCO3 và cứ điều chế một Giai đoạn 2: Na2O.Fe2O3 +H2O → NaOH + Fe2O3 tấn xút bỏ đi 1000-1300 Kg CaCO3 , thu được xút loãng 120 (g/l) - Ưu điểm: không có sản phẩm thừa, xút đặc 370 (g/l) sau đó cô đặc tạo xut rắn, Fe2O3 thu hồi đem sử dụng lại Phương pháp điện Phương pháp điện phân catot rắn màng phân... trong quá trong sản xuất, vì tất cả các bể điện phân đều hoạt động theo chu trình khép kín đối với thủy ngân Các phản ứng trong bể điện phân NaHgn – e H2O + e + Na + nHg → H2 + OH + Na + OH ↔ NaOH - Sơ đồ công nghệ điện phân catôt thủy ngân So sánh hai phương pháp điện phân catot rắn và catot thủy ngân Nhược điểm: Ưu điểm: Tiêu hao nhiều điện năng E cần để sản xuất 1 tấn NaOH Phương pháp điện phân với... sạch có nồng độ rất phương pháp màng ngăn tới 40% Phải dùng Hg là kim cao, gấp 5-6 lần nồng độ xút khi điều chế bằng loại quý, hiếm, đồng thời lại độc hại.Do có nhiều nhược phương pháp điện phân màng ngăn Vì vậy tiết điểm như vậy, nên nếu không cần xút sạch (như trong kiệm được nhiều hơi nước và năng lượng để cô đặc công nghiệp sản xuất sợi nhân tạo) thì điện phân màng xút ngăn sử dụng hích hợp hơn,... - Sản phẩm có nồng độ cao hơn khi điện phân theo phương pháp catốt rắn có màng ngăn Nhược điểm - Vốn đầu tư rất cao, tốn năng lượng Phải dùng Hg là kim loại quý, hiếm, đồng thời lại độc hại -Thủy ngân được sử dụng một mặt làm catot cho bể điện phân, một mặt để tạo hỗn hống với natri Cơ sở lý thuyết quá trình điện phân theo phương pháp catôt thủy ngân -Thủy ngân không bị tiêu hao trong quá trong sản. .. (g/l) sau đó cô đặc tạo xut rắn, Fe2O3 thu hồi đem sử dụng lại Phương pháp điện Phương pháp điện phân catot rắn màng phân catot rắn màng ngăn chon lọc ion Phương pháp điện phân catot thủy ngân Ưu điểm : Phương pháp này cho phép nhận được kiềm (NaOH) , clo và hydro trong cùng một thiết bị Sơ đồ công nghệ điện phân catot màng ngăn Sơ đồ khối điện phân catot màng ngăn Ưu điểm: - Cấu tạo gọn, chiếm ít diện tích... điện phân theo phương pháp màng ngăn, có ba thành phần chủ yếu: NaOH: 100-140g/l; NaCl: 160-200g/l; Nước: ~900g/l Độ tan của muối sẽ giảm nhiều khi tăng nồng độ xút trong dung dịch Do đó cần Cô đặc xút phải cô đặc để nâng cao nồng độ của xút và loại được muối ăn trong dung dịch o o Với dung dịch xút khoảng 40-50%, nhiệt độ hạ từ 100 C xuống 20 C, độ tan của muối trong dung dịch giảm 2/3 Sản xuất xút tinh... nơi sản xuất - Độ bền của thùng điện phân với màng bán thấm cao do đó đỡ tốn thời gian sửa chữa và giảm được thiệt hại do phải ngừng máy để sửa chữa Nhược điểm: - Việc chuyển sang công nghệ điện phân với màng trao đổi ion đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu tương đối cao, đặc biệt giá màng trao đổi ion khá cao Công nghệ này còn đòi hỏi phải xử lý nước muối rất tốt để đạt độ tinh khiết cao trước khi đưa vào