氯碱工业课件.ppt
第二节第二节 中国现代化工之母中国现代化工之母 氯碱工业氯碱工业一.氯碱工业 氯碱工业以盐水为原料，电解制成烧碱、氯氯碱工业以盐水为原料，电解制成烧碱、氯气、氢气气、氢气;二、电解饱和食盐水反应原理（一）实验原理分析和装置设计（一）实验原理分析和装置设计v(1)(1)接电源接电源“+”“+”极的电极叫极的电极叫_,_,电极上发生电极上发生_反应，应选用反应，应选用_材料。此极附近溶材料。此极附近溶液中的离子放电能力大小是液中的离子放电能力大小是_,_,此极此极的电极反应是的电极反应是_._.v(2)(2)接电源接电源“”极的电极叫极的电极叫_,_,电极上发生电极上发生_反应，应选用反应，应选用_材料。此极附近溶液材料。此极附近溶液中的离子放电能力大小是中的离子放电能力大小是_,_,此极的电极反应此极的电极反应是是_._.阳极阳极氧化氧化石墨石墨ClClOHOH2Cl2Cl2e=Cl2e=Cl2 2 还原还原FeFe或或C C等等H H+NaNa+2H2H+2e=H+2e=H2 2 阴极阴极二、电解饱和食盐水反应原理（二）实验装置（二）实验装置（三）（三）电解饱和食盐水电解饱和食盐水操作与现象操作与现象Fe(Fe()阴极：阴极：产生无色气体产生无色气体溶液变成红色溶液变成红色FeC 在在U U形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞形管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液试液,把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。把湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近。注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化C(+)C(+)阳极：阳极：产生刺激性气味的产生刺激性气味的气体，该气体能使气体，该气体能使湿润的淀粉碘化钾湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝试纸变蓝总反应离子总反应离子方程式：方程式：2Cl2Cl+2H+2H2 2O =ClO =Cl2 2+H+H2 2+2OH+2OH 通电通电三、离子交换法制烧碱三、离子交换法制烧碱阅读教材阅读教材57575858，回答问题：，回答问题：（）离子交换膜法有何突出的优点？（）离子交换膜法有何突出的优点？（）设备有个进料口，（）设备有个进料口，有个出料口，它们分别处在什么位置？有个出料口，它们分别处在什么位置？设备占地面积小、能连续生产、生产能力设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小。是氯碱工业发展的方向。低、污染小。是氯碱工业发展的方向。24离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽 离子交换膜法电解原理示意图离子交换膜法电解原理示意图 离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。上图电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。上图表示的是一个单元槽的示意图。表示的是一个单元槽的示意图。1 1、生产设备名称、生产设备名称：离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽 阳极：金属钛网阳极：金属钛网(涂钛钌氧化物涂钛钌氧化物)阴极：碳钢网阴极：碳钢网(有镍涂层有镍涂层)阳离子交换膜：只允许阳离子交换膜：只允许阳离子阳离子通过，把电解通过，把电解 槽隔成阴极室和阳极室。槽隔成阴极室和阳极室。2 2、添加原料、添加原料 阳极室：精制的饱和食盐水阳极室：精制的饱和食盐水 阴极室：添加纯水（加一定量的阴极室：添加纯水（加一定量的NaOHNaOH溶液）溶液）3 3、离子交换膜的作用：、离子交换膜的作用：(1)(1)防止防止ClCl2 2和和H H2 2混合而引起爆炸混合而引起爆炸 (2)(2)避免避免ClCl2 2与与NaOHNaOH反应生成反应生成NaClONaClO，影响，影响NaOHNaOH的产量的产量4 4、生产流程、生产流程四、食盐水的精制四、食盐水的精制:v1 1、精制的要求、精制的要求:除去粗盐中的除去粗盐中的CaCa2+2+、MgMg2+2+、Fe Fe3+3+、SO SO4 42 2v2 2、精制的原因、精制的原因:a.a.防止制得的成品烧碱中混有杂质防止制得的成品烧碱中混有杂质.b.b.防止电解过程中产生防止电解过程中产生Mg(OH)Mg(OH)2 2等难溶性等难溶性杂质杂质,堵塞石棉隔膜孔隙堵塞石棉隔膜孔隙.1用什么方法除去泥沙？用什么方法除去泥沙？2用什么试剂除去用什么试剂除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设所用试剂只有过量才能除净这些杂质，试设计一个合理的顺序逐一除杂。计一个合理的顺序逐一除杂。思考：思考：v3 3、精制的方法、精制的方法:a a.加过量加过量BaClBaCl2 2溶液除去溶液除去SOSO4 42 2:BaBa2+2+SO+SO4 42 2=BaSO=BaSO4 4.b.b.加过量加过量NaOHNaOH溶液除去溶液除去MgMg2+2+和和FeFe3+3+Mg Mg2+2+2OH+2OH=Mg(OH)=Mg(OH)2 2.Fe Fe3+3+3OH+3OH=Fe(OH)=Fe(OH)3 3c.c.加过量的加过量的NaNa2 2COCO3 3溶液除去溶液除去CaCa2+2+和过量的和过量的BaBa2+2+Ca Ca2+2+CO+CO3 32 2 =CaCO=CaCO3 3,Ba Ba2+2+CO+CO3 32 2 =BaCO=BaCO3 3d.d.过滤后加盐酸调节溶液至中性，除过量的过滤后加盐酸调节溶液至中性，除过量的COCO3 32 2 ：COCO3 32 2 +2H2H+=CO=CO2 2+H+H2 2O O粗盐水（粗盐水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）过量过量BaCl2Ba2+SO42-=BaSO4Na+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+、Cl-BaSO4Ca2+CO32-=CaCO3Ba2+CO32-=BaCO3CaCO3BaCO3过量过量Na2CO3Na+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Cl-、OH-Mg2+2OH-=Mg(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)3过量过量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2Mg2+、Ca2+、Na+、Cl-、OH-、CO32-精制食盐水精制食盐水适量适量HCl,HCl,调节调节PHPH通过阳离子通过阳离子交换树脂交换树脂Na+、Cl-
