Phương Pháp Sản Xuất XoĐa

Phương Pháp Sản Xuất XoĐa GVHD: TS Lê Thanh Thanh Thực Hiện: Nhóm Giới Thiệu: Nhóm Hồ Thanh Đức Đỗ Ngọc Hùng Nguyễn Lê Huy Bùi Thị Thu Huyền Nguyễn Bình Khang Đào Duy Tùng Nội Dung: Giới thiệu xođa Tính chất lý, hóa xođa Ứng dụng xođa Sản xuất xođa phương pháp amiăc Các phương pháp sản xuât xođa khác Những phương hướng hoàn thiện sản xuất sôđa Giới thiệu xođa Các muối kiềm chứa Natri công nghiệp gọi sản phẩm sôđa, chúng sản xuất tiêu thụ với lượng lớn Vd: • Na2CO3 (Cacbonat natri) • NaHCO3 (Bicacbonat natri) • Na2CO3.10H2O (Sôđa tinh chế) • Na2CO3.H2O (Sôđa nặng) • NaOH (xút ăn gia) Tính chất lý, hóa xođa 2.1 Tính chất vật lý • Na2CO3 Bột tinh thể màu trắng, mùi nồng, dể tan nước để không khí dể chảy nước Tỉ trọng d=2,53 g/cm3 ,Nhiệt độ nóng chảy: 853oC, nhiệt độ sôi : 1.600oC Độ hoà tan nước : 22g / 100ml (20oC) Bền nhiệt, không phân hủy nhiệt độ cao Tính chất lý, hóa xođa 2.2 tính chất hóa học • Na2CO3 Là muối acid yếu nên phản ứng với acid mạnh CO32- + 2H+ → H2O + CO2 Thủy phân môi trường kiềm CO32- + H2O ↔ OH- + HCO3HCO3- + H2O → OH- + H2CO3 Dể tan nước, phân ly hoàn toàn thành ion Na2CO3 → CO32- + 2Na+ Ứng dụng Titletrong in here Dùng cn nuoc Ứng dụng tẩy rữa Ứng dung hóa chất Giải khát dược phẩm XoĐa Trong luyên kim đẻ nhận muối Làm nước Titlemềm in here công nghiệp Công nghiệp thủy tinh Công nghiệp xenlulo giấy Làm sản phẩm dầu mỏ Thuvienvatly.com Ứng dụng xođa Sản xuất xođa phương pháp amiăc 4.1 Phương pháp Solvay Năm 1861, Solvay, kỹ sư người Bỉ phát minh phương pháp amoniac để chế tạo soda Năm 1865, công suất xưởng chế tạo soda theo phương pháp Solvay đạt 10 tấn/ngày Phương pháp Solvay lúc đầu bị cạnh tranh mạnh phương pháp khác E Solvay 4.1 Phương pháp Solvay Sau đó, tính ưu việt tinh khiết sản phẩm, giá thành thấp, điều kiện làm việc nhẹ nhàng so với phương pháp khác, không phương pháp Solvay chiếm ưu phát triển mạnh Cho đến năm 1900, sản xuất soda theo phương pháp chiếm tới 90% tổng sản lượng soda 4.3 Cơ sở hóa lý sản xuất xođa theo phương pháp amiăc Cacbon hoá dung dịch amôn hoá: NaCl + NH3 + CO2 + H2O  NaHCO3 + NH4Cl Nung NaHCO3 tạo sođa CO2 dùng để cacbon hoá: NaHCO3  Na2CO3 +CO2 + H2O Nung đá vôi cung cấp CO2: CaCO3  CaO + CO2 – 177,9kJ Sản xuất sữa vôi: CaO + H2O  Ca(OH)2 Tái sinh amiăc: 2NH4Cl + Ca(OH)2  CaCl + 2NH3 +H2O 4.4 Tóm tắt trình sản xuất xođa theo phương pháp solvay  Cacbon hóa dd NaCl – NH3 CO2  Tách NaHCO3, đem nung phân huỷ thu Na2CO3 CO2  Tái sinh tận dụng amiăc từ nước  Nung vôi để lấy CaO CO2 cung cấp cho sản xuất 4.5 Sơ đồ sản xuất xođa theo phương pháp solvay 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay Điều quan trọng mà Solvay phát ứng dụng cho việc sản xuất xoda la sản phẩm NaHCO3 NaHCO3 có độ tan thấp tách liên tục suốt trình chuyển hóa Qúa trình xảy công đoạn cacbonat hóa dung dịch NaCl bão hòa amoniac 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay MUỐI Độ tan ( g/100g nước) theo nghiệt độ (0C) 10 50 60 70 80 90 100 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2 60.2 65.6 71.3 77.3 NH4HCO 16.1 21.4 28.4 36.5 46.2 59.2 78.6 109 170 355 NaHCO3 8.1 14.5 16.4 - - - - Na2CO3 12.5 21.5 38.8 48.5 - 46.4 45.2 45.8 45.7 45.5 NH4Cl 20 9.6 30 40 11.1 12.7 Độ tan theo nhiệt độ muối có liên quan 4.7 Hệ số tiêu tán/ xođa thành phẩm Nước muối sạch(310g/l NaCl),m3 5,0 Nước amiăc (2,5 NH3),kg 10,0 Đá vôi (100% CaCO3),kg 1100 Hơi để sản xuất 5,24.106 Điện năng, kWh Than cốc (*),kg 40 90 Majut, khí tự nhiên(*),kg 120 Nước, m3 (*) 75 nhiên liệu tính với khả hấp thụ nhiệt 29,3.103kJ/kg Một số phương pháp sản xuất xođa khác 5.1 Khai thác xođa thiên nhiên Sô đa thiên nhiên nằm dạng dung dịch nước có chứa muối khoáng, có khoáng Na2CO3 hòa tan Trong nguồn nước khoáng chứa sô đa hồ Sirlis thuộc bang California, Mỹ có chứa - 6% Na2CO3 nguồn khai thác sô đa thiên nhiên lớn giới Công ty American Postash and - Chemical Corp khai thác Với công suất 160.000 sô đa/ năm phải xử lý triệu m3 nước khoáng, tiêu tốn nhiều nhiệt để bay nước, giá thành sản phẩm cao khó cạnh tranh thị trường Vì vậy, sản xuất sô đa từ nguồn muối tự nhiên chiếm 3% tổng lượng sản xuất hàng năm 5.2 Phương pháp cacbonat xút Phương pháp cacbonat hóa xút phương pháp đơn giản nhất, cần dùng CO2 xúc qua dung dịch xút thu sô đa theo phản ứng: CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O Sau làm nguội kết tinh Na2CO3 10 H2O lọc tách làm nước thu sô đa (Na2CO3) Tuy nhiên nguyên liệu xút lại đắt sô đa phải qua giai đoạn điện phân, cô đặc dẫn đến tiêu hao nhiều lượng nên giá thành xút cao, nước có giá điện rẻ sử dụng phương pháp Tỷ lệ sô đa từ xút giới chiếm 10% tổng lượng sô đa sản xuất sức cạnh tranh 5.2 Phương pháp Leblanc Được Leblanc ( người Pháp) xây dựng từ năm 1791 Cơ sở: sản xuất xođa từ Na2SO4 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO3 Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS Phương pháp Leblanc giải nhu cầu công nghiệp kỷ thứ XVIII tồn nhiều nhược điểm: sản phẩm chưa tinh khiết, trình sản xuất phức tạp, nặng nhọc… 5.3 Phương pháp cryolit • Cơ sở: Phân hủy cryolit nhiệt độ cao với canxi cacbonat: Na3AlF6 + 3CaCO3 = Na3AlO3 + 3CaF2 + 3CO2 Natri aluminat sau hình thành hoà tan nước sục khí CO2: 2Na3AlO3 + 3H2O + 3CO2 = 3Na2CO3 + 2Al(OH)3 5.3 Phương pháp cryolit Ưu điểm phương pháp sản phẩm soda Nếu biết tận dụng sản phảm phụ CF2 phương pháp tương đối kinh tế Những phương hướng hoàn thiện sản xuất xođa Tăng suất thiết bị Nâng cao hiệu sử dụng nguyên liệu Giảm hệ số tiêu tốn Sử dụng phế thải sản xuất Tìm kiếm phương pháp để sản xuất sođa độc hại kinh tế TÀI LIỆU THAM KHẢO T.s Nguyễn Thị Diệu Vân; Kỹ thuật hoá học đại cương – NXB BKHN, 2007  GS TS Ng.T Uyển Công nghệ sản xuất chất vô (Chủ biên), 2005, NXB ĐHQG HN CẢM ƠN CÔ CÙNG CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE! Thank You ! [...]... 4.4 Tóm tắt quá trình sản xuất xođa theo phương pháp solvay  Cacbon hóa dd NaCl – NH3 bằng CO2  Tách NaHCO3, đem nung phân huỷ thu Na2CO3 và CO2  Tái sinh tận dụng amiăc từ nước cái  Nung vôi để lấy CaO và CO2 cung cấp cho sản xuất 4.5 Sơ đồ sản xuất xođa theo phương pháp solvay 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay Điều quan... phương pháp là sản phẩm soda rất sạch Nếu biết tận dụng cả sản phảm phụ là CF2 nữa thì đây cũng là một phương pháp tương đối kinh tế 6 Những phương hướng chính hoàn thiện sản xuất xođa Tăng năng suất thiết bị Nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu Giảm hệ số tiêu tốn Sử dụng phế thải của nền sản xuất Tìm kiếm những phương pháp mới để sản xuất sođa ít độc hại hơn và kinh tế hơn TÀI LIỆU THAM KHẢO... có giá điện năng rẻ mới có thể sử dụng phương pháp này Tỷ lệ sô đa đi từ xút hiện nay trên thế giới chiếm dưới 10% tổng lượng sô đa sản xuất và sức cạnh tranh kém 5.2 Phương pháp Leblanc Được Leblanc ( người Pháp) xây dựng từ năm 1791 Cơ sở: sản xuất xođa từ Na2SO4 2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO3 Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS Phương pháp Leblanc tuy đã giải quyết được nhu...4 Sản xuất xođa bằng phương pháp amiăc 4.2 Nguyên liệu Đá vôi hoặc phấn Muối ăn ở dạng dung dịch đặc Amiăc Sôđa 4.3 Cơ sở hóa lý sản xuất xođa theo phương pháp amiăc Cacbon hoá dung dịch đã amôn hoá: NaCl + NH3 + CO2 + H2O  NaHCO3 + NH4Cl Nung NaHCO3 tạo ra sođa và CO2 dùng để cacbon hoá: NaHCO3  Na2CO3 +CO2 + H2O Nung đá vôi cung cấp CO2: CaCO3  CaO + CO2 – 177,9kJ Sản xuất sữa vôi:... phải xử lý trên 4 triệu m3 nước khoáng, tiêu tốn nhiều nhiệt để bay hơi nước, do đó giá thành sản phẩm khá cao và khó cạnh tranh trên thị trường hiện nay Vì vậy, sản xuất sô đa từ nguồn muối tự nhiên chỉ chiếm dưới 3% tổng lượng sản xuất hàng năm 5.2 Phương pháp cacbonat xút Phương pháp cacbonat hóa xút là phương pháp đơn giản nhất, chỉ cần dùng CO2 xúc qua dung dịch xút sẽ thu được sô đa theo phản ứng:... nhiều nhược điểm: sản phẩm chưa tinh khiết, quá trình sản xuất phức tạp, nặng nhọc… 5.3 Phương pháp cryolit • Cơ sở: Phân hủy cryolit ở nhiệt độ cao cùng với canxi cacbonat: Na3AlF6 + 3CaCO3 = Na3AlO3 + 3CaF2 + 3CO2 Natri aluminat sau khi hình thành được hoà tan trong nước và sục khí CO2: 2Na3AlO3 + 3H2O + 3CO2 = 3Na2CO3 + 2Al(OH)3 5.3 Phương pháp cryolit Ưu điểm của phương pháp là sản phẩm soda rất... quan 4.7 Hệ số tiêu tán/ 1 tấn xođa thành phẩm Nước muối sạch(310g/l NaCl),m3 5,0 Nước amiăc (2,5 NH3),kg 10,0 Đá vôi (100% CaCO3),kg 1100 Hơi để sản xuất 5,24.106 Điện năng, kWh Than cốc (*),kg 40 90 Majut, khí tự nhiên(*),kg 120 Nước, m3 (*) 75 nhiên liệu được tính với khả năng hấp thụ nhiệt là 29,3.103kJ/kg 5 Một số phương pháp sản xuất xođa khác 5.1 Khai thác xođa thiên nhiên Sô đa thiên... phương pháp solvay Điều quan trọng nhất mà Solvay đã phát hiện ra và ứng dụng cho việc sản xuất xoda la sản phẩm NaHCO3 NaHCO3 có độ tan thấp hơn và được tách ra liên tục trong suốt quá trình chuyển hóa Qúa trình này xảy ra trong công đoạn cacbonat hóa dung dịch NaCl bão hòa amoniac 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay MUỐI Độ tan ( g/100g nước) theo nghiệt độ (0C) 10 50 60 70 80 90 100... xuất Tìm kiếm những phương pháp mới để sản xuất sođa ít độc hại hơn và kinh tế hơn TÀI LIỆU THAM KHẢO T.s Nguyễn Thị Diệu Vân; Kỹ thuật hoá học đại cương – NXB BKHN, 2007  GS TS Ng.T Uyển Công nghệ sản xuất các chất vô cơ (Chủ biên), 2005, NXB ĐHQG HN CẢM ƠN CÔ CÙNG CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE! Thank You ! ... CaO CO2 cung cấp cho sản xuất 4.5 Sơ đồ sản xuất xođa theo phương pháp solvay 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay 4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay Điều quan... Dung: Giới thiệu xođa Tính chất lý, hóa xođa Ứng dụng xođa Sản xuất xođa phương pháp amiăc Các phương pháp sản xuât xođa khác Những phương hướng hoàn thiện sản xuất sôđa Giới thiệu xođa Các muối... với phương pháp khác, không phương pháp Solvay chiếm ưu phát triển mạnh Cho đến năm 1900, sản xuất soda theo phương pháp chiếm tới 90% tổng sản lượng soda 4 Sản xuất xođa phương pháp amiăc 4.2