侯氏制碱法
侯氏制碱法是由中国化学工程师侯德榜先生所发明的一种高效,低成本的制碱方法,打破了当时欧美对制碱业的垄断。
侯氏制碱法又称联合制碱法,是中国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐水、氨气和二氧化碳-合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。此方法提高了食盐利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,降低了纯碱的成本,克服了氨碱法的不足,曾在全球享有盛誉,得到普遍采用。变换气制碱的联碱工艺,是中国独创,具有显著的节能效果。
侯德榜是中国化学工业的奠基人,纯碱工业的创始人。他发明的“侯氏制碱法”使合成氨和制碱两大生产体系有机地结合起来,在人类化学工业史上写下了光辉的一页,在学术界也获得了相当高的评价。
基本信息
- 中文名
侯氏制碱法
- 外文名
Combined Alkali Process
- 别名
联合制碱法
- 发明人
侯德榜
- 基本化工原料
纯碱
- 原料
食盐、合成氨工业副产的二氧化碳
基本简介
发明者
侯德榜(1890年8月9日~1974年8月26日),名启荣,字致本,生于福建闽侯,著名科学家,杰出化学家,侯氏制碱法的创始人,中国重化学工业的开拓者。近代化学工业的奠基人之一。
20世纪20年代,突破氨碱法制碱技术的奥秘,主持建成亚洲第一座纯碱厂;30年代,领导建成了中国第一座兼产合成氨、硝酸、硫酸和硫酸铵的联合企业;40~50年代,又发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱新工艺,以及碳化法合成氨流程制碳酸氢铵化肥新工艺;并使之在60年代实现了工业化和大面积推广。
1926年中国“红三角”牌纯碱入万国博览会,获金质奖章。
他还积极传播交流科学技术,培育了很多科技人才,为发展科学技术和化学工业做出了贡献。
发明原理
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。 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
总反应方程式:
NaCl + CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)(以加热作为反应条件)
(在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)
即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓ (NaHCO3能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气,由于氯化钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出)
(先添加NH3而不是CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验),能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。)
2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑