联碱生产工艺-万海生

1、http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 讲师：应城化工公司 生产部 万海生 联碱生产工艺培训 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 碳酸钠碳酸钠 碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学 式：Na2CO3，普通情况下为白色粉末，为 强电解质。密度为2.532g/cm3，熔点为 851C，易溶于水，具有盐的通性。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 化学性质化学性质 在空气中易风化 (1)其水

2、溶液呈碱性，能与酸产生一定反应。 Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2（酸过量） Na2CO3+ HCl = NaCl + NaHCO3（碳酸钠过量） (2) Na2CO3与碱反应。 Na2CO3 + Ca(OH)2= CaCO3+ 2NaOH Na2CO3与NaOH不反应。 (3) Na2CO3与盐反应。 Na2CO3 + BaCl2= 2NaCl + BaCO3 【碳酸钡白色沉淀，不溶于水(难溶于水)，但可溶于酸】 3 Na2CO3 + Al2(SO4)3+ 3H2O= 2Al(OH)3+ 3Na2SO4+ 3CO2 【氢氧化铝白色沉淀，不溶于水，可溶于酸】 (

3、4) Na2CO3 +H2O+CO2=2NaHCO3 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 用途用途 是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗 涤剂、也用于照相术和制医药品。 绝大部分用于工业，一小部分为民用。在工业用纯碱 中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶 金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯 碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。化学工业用 于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂 、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂 ，炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业

4、用作软水剂。制革工 业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还 用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等 。食用级纯碱用于生产味精、面食等 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 氯化铵氯化铵 物理性质 氯化铵化学式为，为无色等轴系晶体，密度 1.526 g/cm3（20），且极易溶于水和吸 潮结块。 化学性质 氯化铵在水溶液中呈弱酸性，由于有活性极 强的存在，对设备、管线(特别是普通钢材) 腐蚀严重； http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进

5、 用途 氯化铵主要用于农业作氮素肥料，中国的 氯化铵产量居世界第一位； 工业氯化铵用于制造电池，金属焊接，电 镀，印染，医药等； 食用氯化铵一般与碳酸钠混合后使用，主 要用于面包、饼干等； 饲料添加剂用氯化铵，可提高产肉率； http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 纯碱工业的发展纯碱工业的发展 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 路布兰法制纯碱 1791年路布兰获得专利权，之后由奥利安 公爵拨款20万利费，在巴黎附近建立碱厂 ，不久公开其制碱发。纯碱工业成

6、为世界 上最早的化学工业，它是化学工业的开端 。 但路布兰法存在产品纯度差，生成成本高 ，人工消耗大，难以连续作业等缺点，遂 有索尔维法问世，并取而代之。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 索尔维法制碱 1861年比利时人索尔维，在煤气厂从事稀 氨水浓缩时，发现用盐水吸收氨和二氧化 碳可得到碳酸氢钠。当年该法获得专利， 即为索尔维法，后人又称之为氨碱法。并 取代了路布兰法，在欧洲乃至世界逐渐发 展起来并延续至今。 索尔维法也存在一些缺点，如：食盐利用 率低（仅75%左右），蒸馏废液难以处理等 。 http:/ 成都市新都

7、化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 联合制碱法 20世纪初，德国人什赖布建议将氯化铵直接制成 成品，这样既可避免产生大量废液，又可提高食 盐利用率。1924年德国人格鲁德及吕普曼两位教 授研究出所谓“察安法”。即先做出碳酸氢铵结 晶体，再与饱和盐卤反应而得重碳酸钠，过滤后 ，所得母液冷却降温，再加食盐溶解置换析出氯 化铵结晶。 中国“侯氏碱法”与日本的A.C法实质均为联碱法 ，堪称提高食盐利用率，解决废液排放的成功方 法。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 侯氏制碱法侯氏制

8、碱法 （1）NH3+ H2O + CO2= NH4HCO3 （2） NH4HCO3 + NaCl(饱和) = NH4Cl+ NaHCO3（平时这样的反应一般认为不进 行，但是由于在某个温度下，碳酸氢钠的 溶解度较低，会沉淀出来，所以这个反应 能够一定程度上进行） （3）2NaHCO3= Na2CO3+ H2O+ CO2 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 即： NaCl(饱和) + NH3+ H2O + CO2= NH4Cl + NaHCO3 2NaHCO3= Na2CO3+ H2O + CO2 氨气与水和二氧化碳反应生成

9、一分子的碳酸 氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化 钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠 之所以沉淀是因为它的溶解度较小。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 此法优点：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。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 本厂联碱各工序网络图本厂联碱各工序网络图 ht

10、tp:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 A M 重碱 CO2 水水 水 纯碱纯碱氯化铵氯化铵 联碱四个工序网络示意图联碱四个工序网络示意图 主要分为氯化铵 （包括综合）和 重碱（包括煅烧 ）两大车间。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 本联碱生产采用的是“一次加盐一次加盐 、两次吸氨、一次碳化、两次吸氨、一次碳化”生产循 环过程，第一过程为纯碱生产过

11、程，第二过程为氯化铵生产过程 。如图11所示，由母液开始 ，在第一过程加入原料氨（NH3） 和二氧化碳（CO2），得到碳酸氢 钠 （NaHCO3）和母液，在第二 过程加入原料盐（NaCL），得到 氯化铵（NH4CL）和母液，如此 完成一个循环。 NaCLNH4CL NaHCO3NH3,CO2 母液母液 一过程 二过程 图1-1联合制碱法示意图 联合制碱法生产原理联合制碱法生产原理 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 联合制碱法工艺流程联合制碱法工艺流程 煅 烧冷 析过 滤 澄 清与A换热 盐 析碳 化 吸 氨 吸 氨 Na

12、Cl M MA 兑稠 A 过 程 二氧化碳 纯碱 晶 浆 半母 NH3 NH3 冷凝洗涤 压 缩 合成合成 炉气 浓气浓气 分离 氯化铵 过 程 外冷器 联合制碱生产工艺流程 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 重碱工艺（一过程）重碱工艺（一过程） 吸 收 氯化铵来M NH3 澄清桶 A A桶 A泵 清洗塔 中和泵 制碱塔 滤碱机真 滤液 空 分 离 罐 综 合 回 收 塔 重重碱碱去去煅煅烧烧 尾 气 N Na aH HC CO O3 3 真空泵 碳 化尾 气 滤过废 气 吸 收 A去氯化铵 NH3 M桶 M M泵 A

13、重碱工艺流程 该工序主要是利用氨母液 在碳化塔中吸收二氧化碳， 制得碳酸氢钠碳酸氢钠结晶及适合二过 程要求的氨母液氨母液，达到氯化 钠转化率高和母液当量低的要 求，右图为重碱工艺流程图。 1.工艺流程 主要化学反应为：主要化学反应为： NaCl+HNaCl+H2 2O+COO+CO2 2+NH+NH3 3=NaHCO=NaHCO3 3+NH+NH4 4CLCL http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 主要设备 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 索尔维碳化

14、塔 结构要求：盐、CO2等原料利用率高； NaHCO3结晶质量好；较大的生产能力； 菌冒，塔体总高2530m 目前最大的索尔维塔：天津碱厂3200mm http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 碳化的主要物料流程碳化的主要物料流程 澄清后的氨母液用A泵送至清洗塔上部，在塔内自上自上 而下而下溶解塔内结疤，并由塔底经中和泵送至制碱塔的上部自上自上 而下而下与第1圈（下段气下段气）和第7圈（中段气中段气）通入的二氧化碳气 进行反应，生成碳酸氢钠悬浮液，冷却结晶后由塔底取出至滤 过。 碳化尾气从塔顶排出，经气液分离器，液体返回至中和泵

15、中和泵 入口入口或AA桶，桶，气体经综合回收塔净化后放空。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 T2 2 5 0 0 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 外冷式碳化塔 . 一般索尔维碳化塔内部表面，特别是冷却管表面结疤严重 ，作业几十小时就要换下来清洗，这种倒换使工艺生产波 动。此外，该设备结构复杂，一般用铸铁制造（碳钢制作 防腐困难），导致设备笨重，制造周期长。 1987年中国化工部第八设计院与自贡鸿鹤化工总厂联合开 发了“自然循环外冷式碳化塔”，经

16、过不断个、研究改进 ，获得了满意效果。 外冷式碳化塔特点：外部自然循环冷却（利用塔内外介质 含气率差别）；较低的中部作业温度；异径塔结构（降低 中部过饱和度，增加停留时间）。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 7 # 6 # 8 # 7 # 6 # 5 # 4 # 3 # 2 # 1 # 9 # 5 # 4 # 3 # 1 # 2 # 3 # 2 # 1 # http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 滤碱机 真空转鼓滤碱机外形图 http:/ 成都市新都化

17、工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 综合回收塔 返回M1桶 M1从M1泵来 淡氨液从淡氨泵来 淡氨液经淡氨泵 去清水净氨段 从软水泵来的软水 碳化来尾气 尾气去清水净氨段 碱车来滤过尾气 尾气放空尾气经真空泵放空 淡 氨 液 返 回 至 贮 槽 去滤 液桶 淡氨水贮槽 碳化尾气净氨段 清水净氨段 滤过尾气净氨段 共分为四段： 滤过尾气净氨段、 清水净氨段、碳化 尾气净氨段和淡氨 水贮槽。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 煅烧工艺煅烧工艺 该工序主要是把滤过送来的重碱，在蒸汽

18、煅烧炉内加加 热分解热分解，制成合格的产品纯碱，同时回收回收重碱受热分 解所产生的炉气，经冷凝、洗涤后送至压缩加压后送至碳 化制碱。 煅烧的任务 主要化学反应为：主要化学反应为： 2NaHCO2NaHCO3 3 = Na = Na2 2COCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 煅烧工艺流程 重碱来NaHCO3 埋刮板 煅烧炉 凉碱机 埋刮板 纯碱纯碱 Na2CO3 包装包装 合成来中压蒸汽 冷凝水 贮水槽 闪蒸器 热水回锅炉 低压蒸汽去 复肥等系统 旋 风 分 离炉 气水封槽

19、冷凝塔洗涤塔 炉气炉气 去压缩 冷凝泵洗涤泵 热碱桶 冷 凝 液 洗 涤 液 热碱泵 软水 送系统送系统 热碱液 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 2.主要生产设备 煅烧炉（见图） 1800、2500、28002800 炉气冷凝塔 炉气洗涤塔 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 氯化铵工艺（二过程）氯化铵工艺（二过程） 1.工艺流程 A桶 吸收来A A泵 水换 热A CWRCWS 母换 冷析盐析盐稠逆料泵 晶浆 外 冷 器 兑稠 离心机 氯氯 包装包装 化化铵铵 M桶M泵 M 滤液桶 滤液泵 盐 滤液 M去吸收 该工序主要是将氨氨 母液母液在结晶器中经冷 却和加盐，使氯化铵结 晶析出，同时通过补充 盐维持母液组成，供碳 化制碱。 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 带控制点的工艺流程图 http:/ 成都市新都化工股份有限公司成都市新都化工股份有限公司 诚信诚信 务实务实 团结团结 奋进奋进 主要设备 http:/