Phương Pháp Sản Xuất XoĐa

Sản xuất xođa bằng phương pháp amiăc 4.1 Phương pháp Solvay Năm 1861, Solvay, kỹ sư người Bỉ đã phát minh ra phương pháp amoniac để chế tạo soda.. Sau đó, do tính ưu việt về sự tinh khiế

Phương Pháp Sản Xuất

XoĐa

GVHD: TS Lê Thanh Thanh Thực Hiện: Nhóm 6

Nội Dung:

1 Giới thiệu về xođa

2 Tính chất lý, hóa của xođa

3 Ứng dụng của xođa

4 Sản xuất xođa bằng phương pháp amiăc

5 Các phương pháp sản xuât xođa khác

6 Những phương hướng chính hoàn thiện

sản xuất sôđa

1 Giới thiệu về xođa

Các muối kiềm chứa Natri trong công nghiệp được gọi là sản phẩm của sôđa, chúng được sản xuất và 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)

Dể tan trong nước, phân ly hoàn toàn thành các ion.Na2CO3 → CO32- + 2Na+

Ứng dung trong hóa chất

Công nghiệp

sản phẩm dầu mỏ

3 Ứng dụng của xođa

4 Sản xuất xođa bằng phương pháp amiăc

4.1 Phương pháp Solvay

Năm 1861, Solvay, kỹ sư người Bỉ đã phát minh ra 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

sự cạnh tranh mạnh bởi phương pháp khác

E Solvay

Sau đó, do tính ưu việt về sự tinh khiết của sản phẩm, giá thành thấp, điều kiện làm việc nhẹ nhàng so với phương pháp khác, không bao lâu phương pháp Solvay đã chiếm ưu thế và được phát triển mạnh Cho đến năm 1900, sản xuất soda theo phương pháp này đã chiếm tới 90% tổng sản lượng soda.

4.1 Phương pháp Solvay

4 Sản xuất xođa bằng phương pháp amiăc

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:

CaO + H2O  Ca(OH)2

Tái sinh amiăc:

2NH4Cl + Ca(OH)2  CaCl + 2NH3 +H2O

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

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 20 30 40 50 60 70 80 90 100 NH4Cl 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2 60.2 65.6 71.3 77.3

NH4HCO

3 16.1 21.4 28.4 36.5 46.2 59.2 78.6 109 170 355NaHCO3 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 - - - - Na2CO3 12.5 21.5 38.8 48.5 - 46.4 45.2 45.8 45.7 45.5

Độ tan theo nhiệt độ của muối có liên quan

4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất xođa phương pháp solvay

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 40

Than cốc (*),kg 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 nhiên nằm dưới dạng các dung dịch nước có chứa các muối khoáng, trong đó có khoáng Na2CO3 hòa tan Trong các nguồn nước khoáng chứa sô đa thì hồ Sirlis thuộc bang California, Mỹ có chứa 4 - 6% Na2CO3 là nguồn khai thác sô

đa thiên nhiên lớn nhất thế giới do Công ty American Postash and - Chemical Corp khai thác Với công suất 160.000 tấn sô đa/ năm thì 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:

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O Sau đó làm nguội và kết tinh Na2CO3 10 H2O rồi lọc tách

và làm mất nước sẽ thu được sô đa (Na2CO3) Tuy nhiên nguyên liệu xút lại đắt hơn sô đa do phải qua giai đoạn điện phân, cô đặc dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng nên giá

thành của xút cao, chỉ những nước 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

Phương pháp Leblanc tuy đã giải quyết được nhu cầu công nghiệp ở thế kỷ thứ XVIII tuy vậy vẫn tồn tại 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 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

 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

Thank You !

CẢM ƠN CÔ CÙNG CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!