 |
Кафедра химического реакционного машиностроительного университета Эрланген-Нюрнберг Значение соды
|
|
|
|
Кислоты и основы
Проф. Д-р W. Schwieger
Кафедра химико-химической инженерии Университета Эрланген-Нюрнберг Химические и биологические технологические технологии (CBPT)
Кислоты и основы: (i) сода; (ii) хлор; (iii) серная кислота
Проф. д-р W. Schwieger
Кафедра химико-химической инженерии Университета Эрланген-Нюрнберг Методы химической и биологической обработки (CBPT)
Основы: Сода Проф. Д-р W. Schwieger
Кафедра химического реакционного машиностроительного университета Эрланген-Нюрнберг Значение соды
Уже в Древнем Египте химия практиковалась как с научной, так и с технической точки зрения. Это представление с XIX века.
Династия показывает предложение содовой головы богу Осирису. Сода: Использование продукции: - по всему миру: около 39 миллионов тонн в год - в Германии: около 2,4 миллиона тонн в год. Использование: (пять отраслей промышленности) Ø Стекольная промышленность: сырье для плавления стекла Ø Химическая промышленность использует соду: отбеливатели, краски, наполнители, криолит, буру, клеи и адгезивы, удобрения, соли (бораты, сульфаты, фосфаты, силикаты); (Например, Ультрамарин), водное стекло Ø Индустрия металлургического цеха: десульфуризация чугуна, чугуна и стали (флотация и флюс) Ø Моющие средства и мыло: моющие средства, жирное омыление Ø Бумага и целлюлозная промышленность: дезинтеграторы, нейтрализующие агенты, очистка и отбеливание из вторичной бумаги Сода также используется в качестве откормочного агента. Добыча каменной соли: подземная Каменная соляная шахта в Борте (с 1897 года) является самой большой в Европе. Четыре миллиона тонн каменной соли ежегодно извлекаются с использованием новейших методов рисования. Полученная соль является сырьем для производства соды. Подготовка: метод третий
|
|
|
Порядок действий: •, «•, Le Blanc» троны • Процесс Trona Solvay»(Tron - арабская аббревиатура натрия, США применяется с 1952 года, процесс Trona укреплен, Trona является компонентом природной соды в содовых озерах многих пустынных районов: Химический состав.: Na2CO3 • NaHCO 3 • 2H 2 O (I) добывают, (б) измельчение; (III) путем растворения в горячей воде, удаляются примеси, (IV) испарение в вакууме, получали моногидрат композиции Na2CO3 • H 2 O, (v) прокаливание для производства кальцинированной соды: процедура Три способа 1790 •, «•, Le Blanc» троны •, Solvay «Леблан процесс Николя Леблан разработал способ извлечения карбоната натрия (соды): хлорид натрия и серной кислоты, сульфат натрия получают, и это с извести (СаСО3) и нагревают уголь: Na2SO4 + СаСО3 + Na2CO3 + 2 С CaS + 2 CO 2 В этом способе, однако, большие количества энергии, потребляемой, и это было Calciumsul fid (CaS) в качестве отхода. Метод Trona: блок-схема (схематический вид) a) хранение Trona; б) дробилка; c) экран; d) вращающаяся печь; e) агитированный растворитель; f) классификатор; г)
загуститель; h) фильтровальный пресс; i) фильтр с активированным углем; j) Вакуумный кристаллизатор; k) Циклон; л) Центрифуга; м) Сушилка; n) Мельница; o) классификатор; p) Хранение продукта Приготовление: Процесс Solvay Процесс Solvay (или процесс аммиачно-содовой) состоит, в принципе, из добавления гидрокарбоната аммония и солевого раствора, который в водном растворе дает ионы NH4 +, HCO3-, Na + и Cl-, (принцип взаимных солевых пар!) Сода - процесс Solvay: начало Вид первого завода Solvay соды В Couillet (Бельгия) В 1877 году
После невыразимых трудностей и упорного труда на краю экономической разрухи Эрнест Солвей привел его новый процесс соды, наконец, в 1877 году успех. Процесс Solvay: упрощенная схема последовательности операций Принципы: Процессы: Аппарат: Уравнения: Условия: Помимо производства соды в процессе Solvay, кальцинированная сода производится в BASF в Людвигсхафене в качестве побочного продукта производства капролактама. Мировое производство карбоната натрия (соды) составляет около 39,5 млн тонн. Синтетическая сода по процессу Solvay (процесс аммиачно-содовой). Примерно 35% мирового производства производится Natursoda -Trona (США). Семейство продуктов семейства Хлор в химической промышленности. Хлор-щелочной электролиз: хлор, NaOH, является исходным материалом для получения основных химических веществ (i) хлора, (ii) водорода и (iii) раствора гидроксида натрия.
|
|
|
Приготовление: Электролиз водного раствора хлорида натрия (соляного раствора) Электролиз хлоралкали: эндотермическая реакция (454 кДж) от электрического тока. Соль присутствует в водном растворе, в результате чего в дополнение к ионам Na + и Cl и продукты диссоциации воды H3O + и OH-. Если к электродам приложено напряжение, то ионы, которые требуют наименьшего напряжения разложения, предпочтительно выгружаются. В данном случае это ионы хлорида и гид- рония. Ионы натрия и гидроксида, которые образуют раствор гидроксида натрия, остаются позади. NaOH: хлоро-щелочной электролиз Катодная реакция: 4 H2O → 2 H3O + + 2OH - Диссоциация воды 2 H3O + + 2e → H2 + 2 H2O Катодная реакция ________________________________________ 2 H2O + 2e → H2 + 2 OH- Общая реакция в катодном пространстве Анодная реакция: 2 NaCl + 2 Na + + 2 Cl-диссоциация каменной соли 2 Cl- → Cl2 + 2 e- анодная реакция ________________________________________ 2 NaCl → 2 Na + + Cl2 + 2e Общая реакция в анодном пространстве Общая реакция: 2 H2O + 2 NaCl → H2 + Cl2 + 2Na + + 2 OHChlor Alkaline Electrolysis: Реакции Chlor-Alkali Electrolysis: Схематический амальгама Процесс Диафрагма Процесс Электролизная ячейка, b Анод, c Катод, d Разложение амальгамы e Anolyte-
Дехлорирование, f Насыщение растворителем, г Солюбилизация Электролиз щелочного щелока: Амальгамовый процесс Электролиз щелочного щелока: Диафрагменный процесс Электролиз щелочного щелока: Мембранный процесс Электролиз щелочного щелока: Мембранные методы Сравнение трех процедур электролиза AlkaIichIoride Хлор щелочной электролиз: Технические данные Электролиз электрохлорида (технические данные процессов) Хлор-щелочной электролиз: преимущества и недостатки Процесс амальгамы: - Преимущества: чистые продукты! - Недостаток: высоковольтная ртуть. Растворитель. Мембранный процесс: - Преимущества: отсутствие чистого рассола, необходимого для низкого напряжения. - Недостаток: разбавленный кислород щелочного слоя в мембране Chlorgas Asbestemmisson -
|
|
|
Процедура: - Преимущества: чистые продукты! Нет проблем с окружающей средой. Недостаток: низкая концентрация каустической соды. Высокая чистота жизни рассольной мембраны: перегородки. Движущие силы: течение между типами ячеек: чистота продукта: преимущества и недостатки: побочные продукты: хлор-щелочной электролиз: упрощенная схема амальгамы: чистые продукты!! - Недостаток: высоконапорный ртутный зольный очиститель мембранного процесса: - преимущества: чистые продукты! - Недостаток: высоконапорная ртуть Soleinigung Диафрагменный процесс: - Преимущества: отсутствие рассола низкого напряжения - недостаток: разбавленный кислород щелока в ртуте AsbestemmissonСолюбилизация хлоралкалиев. Электролиз. Принцип. Соль присутствует в водном растворе, который помимо ионов Na + и Cl и содержит продукты диссоциации воды H3O + и OH. Ионы, которые требуют наименьшего напряжения разложения, предпочтительно выпускаются на электродах. В данном случае это ионы хлорида и гид- рония. Развитие серы и ее гидроксидных ионов, которые образуются раствором гидроксида натрия, остаются в семействе продуктов. Развитие производства в млн. Тонн. Использование серной кислоты. Мануфактура серной кислоты в соответствии с процессом Витриола (Нордхаузен). Реакции: 1. Термолиз (300 ° C): FeSO4 ∙ 7 H2O → FeO + SO3 + 7 H2O. Затем серную кислоту из триоксида серы можно было получить путем конверсии с горячей водой. Это была реакция ангидрида с водой. 2. Гидролиз ангидрида: SO3 + H2O → H2SO4 Иоганн Рудольф Глаубер Производство серной кислоты методом контакта: a
Сера - печь для горения, b Реактор Орды, c Воздушная сушилка, d поглотитель SO3, e Теплообменник, f Концентрат серной кислоты Производство серной кислоты методом двойного контакта. a - установка для сжигания серы, b - реактор Орды, c - сушилка для воздуха, d - промежуточный поглотитель для SO3, e - конечный поглотитель для SO3, f - теплообменник, g - резервуар для серной кислоты Условия эксплуатации: нормальный контакт и процесс двойного контакта - в варочных панелях 1-4 реакция протекает адиабатически - между полчищами реакционная смесь охлаждается.
|
|
|
