侯氏联合制碱法解读

1、侯氏制碱法解读氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是 第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯 化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解 度较小。根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大，而在 低温下却比 NaCl 溶解度小的原理，在 278K 283K（5 10 ） 时，向母液中加入食盐细粉，而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。化学原理侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH 4HCO3（ 2） NH 4HCO 3+NaCl=NH 4Cl+NaHCO 3（3）2NaHCO3（加热） =Na2CO3+H2O+CO2即： NaCl

2、（ 饱和 ）+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO 3 2NaHCO 3（加热） =Na2CO3+H2O+CO2优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用 率提高到 96 %； NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使 合成氨的原料气 CO 转化成 CO2 ，革除了 CaCO3 制 CO2 这一工序。注：纯碱就是碳酸钠国外研究情况 （ 1862年至一战前）碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖 中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。1862 年，比利时人索尔维（ Ernest Solvay 1838 1922）发明了以食盐、 氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的

3、“索尔维制碱法 ”（又称氨 碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产 纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行 技术封锁。第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国 所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些 以纯碱为原料的民族工业难以生存。 1917 年，爱国实业家范 旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司 ,决心打破洋人的垄断， 生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任 总工程师。侯氏制碱法的产生和发展1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制 碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产 技术。1924年8月 ,塘沽碱厂正式投产。

4、 1926年，中国生产的 “红 三角 ”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。 产品 不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。 1937年日本帝国主 义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收 买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂制碱的主要原料是食盐，也就是氯化钠，而四川的盐都 是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓 度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。 另外，索尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是 说有 30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以 侯德榜决定不用索尔维制

5、碱法，而另辟新路。他首先分析了 索尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分 没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合 才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了 氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成 分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是 一都被推翻了。后来他终于想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法 结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提 供，滤液中的氯化铵加入食盐水，让它沉淀出来。这氯化铵 既可作为化工原料，又可以作为化肥，这样可以大大地提高 食盐的利用率， 还可以省去许多设备， 例如石灰窑、 化灰桶、 蒸氨塔等。设想有了，能

6、否成功还要靠实践。于是地又带领 技术人员，做起了实验。 l 次、 2次、 10次、 100次一直 进行了 500多次试验，还分析了 2000多个样品，才把试验搞 成功，使设想成为了现实。这个制碱新方法被命名为 “联合制碱法 ”，它使盐的利用率从原来的 70%一下子提高到 96% 。此外，污染坏境的废物 氯化钙成为对农作物有用的化肥 氯化铵，还可以减少 1/3 设备，所以它的优越性在大超过了索尔维制碱法，从而开创 了世界制碱工业的新纪元侯氏制碱法的发明特点和原理发明特点针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低，制碱成本高， 废液、废渣污染环境和难以处理等不足，侯德榜先生经过上 千次试验，在 1943

7、年研究成功了联合制碱法。这个新工艺 是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产。由氨厂提供碱厂需要 的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结 晶出来，作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。 为了实现这一设计，在 1941 一 1943 年抗日战争的艰苦环境 中，在侯德榜的严格指导下，经过了 500 多次循环试验，分 析了 2000 多个样品后，才把具体工艺流程定下来，这个新 工艺使食盐利用率从 70% 一下子提高到 96%，也使原来无用 的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染 环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高 度，赢得了国际化工界的极高评价。 1943

8、年，中国化学工程 师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为 “侯氏联合制 碱法”。所谓 “联合制碱法 ”中的“联合 ”，指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了生产氨时的副产品CO 2，革除了用石灰石分解来生产，简化了生产设备。此外，联合制 碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙，而用 可作化肥的氯化铵来回收，提高了食盐利用率，缩短了生产 流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。联合制碱 法很快为世界所采用。发明原理侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的， 离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中 高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质 生成。他要制纯碱（ Na2CO3），就利用 NaHCO 3 在溶液中溶 解度较小，所以先制得 NaHCO 3，再利用碳酸氢钠不稳定性 分解得到纯碱。要