Phương Pháp Sản Xuất XoĐa

Phương Pháp Sản Xuất
XoĐa
GVHD: TS. Lê Thanh Thanh
Thực Hiện: Nhóm 6


Giới Thiệu: Nhóm 6
Hồ Thanh Đức
Đỗ Ngọc Hùng
Nguyễn Lê Huy
Bùi Thị Thu Huyền
Nguyễn Bình Khang
Đào Duy Tùng


Nội Dung:
1. Giới thiệu về xođa
2. Tính chất lý, hóa của xođa
3. Ứng dụng của xođa
4. Sản xuất xođa bằng phương pháp amiăc
5. Các phương pháp sản xuât xođa khác
6. Những phương hướng chính hoàn thiện
sản xuất sôđa


1. Giới thiệu về xođa
Các muối kiềm chứa Natri trong công nghiệp được gọi là
sản phẩm của sôđa, chúng được sản xuất và tiêu thụ với
lượng lớn.
Vd:
• Na2CO3 (Cacbonat natri)

• NaHCO3 (Bicacbonat natri)
• Na2CO3.10H2O (Sôđa tinh chế)
• Na2CO3.H2O (Sôđa nặng)
• NaOH (xút ăn gia)


2. Tính chất lý, hóa của xođa
2.1 Tính chất vật lý
• Na2CO3
Bột tinh thể màu trắng, mùi nồng, dể tan trong
nước và để ngoài không khí dể chảy nước.
Tỉ trọng d=2,53 g/cm3 ,Nhiệt độ nóng chảy: 853oC,
nhiệt độ sôi : 1.600oC
Độ hoà tan trong nước : 22g / 100ml (20oC)
Bền nhiệt, không phân hủy ở nhiệt độ cao


2. Tính chất lý, hóa của xođa
2.2 tính chất hóa học
• Na2CO3
Là muối của acid yếu nên phản ứng với acid mạnh
CO32- + 2H+ → H2O + CO2
Thủy phân trong môi trường kiềm
CO32- + H2O ↔ OH- + HCO3HCO3- + H2O → OH- + H2CO3
Dể tan trong nước, phân ly hoàn toàn thành các ion.
Na2CO3 → CO32- + 2Na+


3. Ứng dụng.
Titletrong

in here
Dùng
cn nuoc

Ứng dụng trong
tẩy rữa
Ứng dung
trong hóa
chất

Giải khát và dược
phẩm

XoĐa

Trong luyên
kim đẻ nhận
các muối

Làm
nước
Titlemềm
in here
công nghiệp

Công nghiệp
thủy tinh.

Công nghiệp
xenlulo giấy

Làm sạch
sản phẩm
dầu mỏ
Thuvienvatly.com


3. Ứng dụng của xođa


4. Sản xuất xođa bằng
phương pháp amiăc
4.1 Phương pháp Solvay
Năm 1861, Solvay, kỹ sư người Bỉ đã phát
minh ra phương pháp amoniac để chế tạo
soda. Năm 1865, công suất xưởng chế tạo
soda theo phương pháp Solvay đạt 10
tấn/ngày. Phương pháp Solvay lúc đầu bị
sự cạnh tranh mạnh bởi phương pháp khác.

E. Solvay


4.1 Phương pháp Solvay
Sau đó, do tính ưu việt về sự tinh khiết của sản phẩm, giá
thành thấp, điều kiện làm việc nhẹ nhàng so với phương
pháp khác, không bao lâu phương pháp Solvay đã chiếm ưu
thế và được phát triển mạnh. Cho đến năm 1900, sản xuất
soda theo phương pháp này đã chiếm tới 90% tổng sản
lượng soda.

4. Sản xuất xođa bằng
phương pháp amiăc
4.2 Nguyên liệu

Đá vôi hoặc phấn

Muối ăn ở dạng dung dịch đặc

Amiăc

Sôđa


4.3 Cơ sở hóa lý sản xuất
xođa theo phương pháp amiăc
Cacbon hoá dung dịch đã amôn hoá:
NaCl + NH3 + CO2 + H2O  NaHCO3 + NH4Cl
Nung NaHCO3 tạo ra sođa và CO2 dùng để cacbon
hoá:
NaHCO3  Na2CO3 +CO2 + H2O
Nung đá vôi cung cấp CO2:
CaCO3  CaO + CO2 – 177,9kJ
Sản xuất sữa vôi:
CaO + H2O  Ca(OH)2
Tái sinh amiăc:
2NH4Cl + Ca(OH)2  CaCl + 2NH3 +H2O

4.4 Tóm tắt quá trình sản xuất
xođa theo phương pháp solvay.
 Cacbon hóa dd NaCl – NH3 bằng CO2

 Tách NaHCO3, đem nung phân huỷ thu Na2CO3 và CO2

 Tái sinh tận dụng amiăc từ nước cái

 Nung vôi để lấy CaO và CO2 cung cấp cho sản xuất


4.5 Sơ đồ sản xuất xođa theo
phương pháp solvay.


4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất
xođa phương pháp solvay.


4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất
xođa phương pháp solvay.
Điều quan trọng nhất mà Solvay đã phát hiện ra và ứng dụng
cho việc sản xuất xoda la sản phẩm NaHCO3. NaHCO3 có độ
tan thấp hơn và được tách ra liên tục trong suốt quá trình chuyển
hóa. Qúa trình này xảy ra trong công đoạn cacbonat hóa dung
dịch NaCl bão hòa amoniac.


4.6 Sở đồ công nghệ sản xuất
xođa phương pháp solvay.

MUỐI

Độ tan ( g/100g nước) theo nghiệt độ (0C)
10

50

60

70

80

90

100

33.3 37.2 41.4 45.8

50.4

55.2

60.2

65.6

71.3

77.3

NH4HCO 16.1 21.4 28.4 36.5
3

46.2

59.2

78.6

109

170

355

NaHCO3

8.1

14.5

16.4

-

-

-

-

Na2CO3

12.5 21.5 38.8 48.5

-

46.4

45.2

45.8

45.7

45.5

NH4Cl

20

9.6

30

40

11.1 12.7

Độ tan theo nhiệt độ của muối có liên quan


4.7 Hệ số tiêu tán/ 1 tấn xođa
thành phẩm
Nước muối sạch(310g/l NaCl),m3

5,0

Nước amiăc (2,5 NH3),kg

10,0

Đá vôi (100% CaCO3),kg

1100

Hơi để sản xuất
5,24.106
Điện năng, kWh
Than cốc (*),kg

40
90

Majut, khí tự nhiên(*),kg
120
Nước, m3
(*) 75
nhiên liệu được tính với khả năng hấp thụ nhiệt là

29,3.103kJ/kg


5. Một số phương pháp sản xuất
xođa khác.
5.1 Khai thác xođa thiên nhiên
Sô đa thiên nhiên nằm dưới dạng các dung dịch nước có chứa
các muối khoáng, trong đó có khoáng Na2CO3 hòa tan. Trong
các nguồn nước khoáng chứa sô đa thì hồ Sirlis thuộc bang
California, Mỹ có chứa 4 - 6% Na2CO3 là nguồn khai thác sô
đa thiên nhiên lớn nhất thế giới do Công ty American Postash
and - Chemical Corp khai thác. Với công suất 160.000 tấn sô
đa/ năm thì phải xử lý trên 4 triệu m3 nước khoáng, tiêu tốn
nhiều nhiệt để bay hơi nước, do đó giá thành sản phẩm khá
cao và khó cạnh tranh trên thị trường hiện nay. Vì vậy, sản
xuất sô đa từ nguồn muối tự nhiên chỉ chiếm dưới 3% tổng
lượng sản xuất hàng năm


5.2 Phương pháp cacbonat xút
Phương pháp cacbonat hóa xút là phương pháp đơn giản
nhất, chỉ cần dùng CO2 xúc qua dung dịch xút sẽ thu được
sô đa theo phản ứng:
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O
Sau đó làm nguội và kết tinh Na2CO3 .10 H2O rồi lọc tách
và làm mất nước sẽ thu được sô đa (Na2CO3). Tuy nhiên
nguyên liệu xút lại đắt hơn sô đa do phải qua giai đoạn điện
phân, cô đặc dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng nên giá
thành của xút cao, chỉ những nước có giá điện năng rẻ mới
có thể sử dụng phương pháp này. Tỷ lệ sô đa đi từ xút hiện

nay trên thế giới chiếm dưới 10% tổng lượng sô đa sản xuất
và sức cạnh tranh kém.


5.2 Phương pháp Leblanc
Được Leblanc ( người Pháp) xây dựng từ năm 1791.
Cơ sở: sản xuất xođa từ Na2SO4
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl
Na2SO4 + 2C = Na2S + 2CO3
Na2S + CaCO3 = Na2CO3 + CaS
Phương pháp Leblanc tuy đã giải quyết được nhu
cầu công nghiệp ở thế kỷ thứ XVIII tuy vậy vẫn tồn
tại nhiều nhược điểm: sản phẩm chưa tinh khiết,
quá trình sản xuất phức tạp, nặng nhọc…


5.3 Phương pháp cryolit
• Cơ sở:
Phân hủy cryolit ở nhiệt độ cao
cùng với canxi cacbonat:
Na3AlF6 + 3CaCO3 = Na3AlO3 +
3CaF2 + 3CO2
Natri aluminat sau khi hình thành được
hoà tan trong nước và sục khí CO2:
2Na3AlO3 + 3H2O + 3CO2 = 3Na2CO3 +
2Al(OH)3


5.3 Phương pháp cryolit

Ưu điểm của phương pháp là sản phẩm soda rất
sạch. Nếu biết tận dụng cả sản phảm phụ là CF2
nữa thì đây cũng là một phương pháp tương đối
kinh tế.


6. Những phương hướng chính
hoàn thiện sản xuất xođa
Tăng năng suất thiết bị
Nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu
Giảm hệ số tiêu tốn
Sử dụng phế thải của nền sản xuất
Tìm kiếm những phương pháp mới để sản xuất
sođa ít độc hại hơn và kinh tế hơn


TÀI LIỆU THAM KHẢO

T.s Nguyễn Thị Diệu Vân; Kỹ thuật hoá
học đại cương – NXB BKHN, 2007

 GS. TS. Ng.T. Uyển Công nghệ sản xuất
các chất vô cơ (Chủ biên), 2005, NXB
ĐHQG HN