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一、工业上用电解饱和食盐水制烧碱的化学方程式
2NaCl+2H₂O= 2NaOH+Cl₂↑+H₂↑
将原盐化盐后加入纯碱、烧碱、 *** 精制剂除去钙、镁、 *** 根离子等杂质,再于澄清槽中加入聚丙烯酸钠或苛化麸皮以加速沉淀,砂滤后加入 *** 中和,盐水经预热后送去电解,电解液经预热、蒸发、分盐、 *** ,制得液体烧碱,进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。
1、可以用作化学实验。除了用做试剂以外,由于它有很强的吸水 *** 和潮解 *** ,还可用做碱 *** 干燥剂。也可以吸收酸 *** 气体(如在硫在氧气中燃烧的实验中, *** 溶液可装入瓶中吸收有毒的二氧化硫)。
2、 *** 被用于生产各种洗涤剂,甚至如今的洗衣粉(十二烷基苯磺酸钠等成分)也是由大量的烧碱制造出来的,烧碱被用于磺化反应后对过剩的发烟 *** 进行中和。
3、 *** 在造纸工业中发挥着重要的作用。由于其碱 *** 特质,它被用于煮和漂白纸页的过程。造纸的原料是木材或草类植物,这些植物里除含纤维素外,还含有相当多的非纤维素加入稀的 *** 溶液可将非纤维素成分溶解而分离,从而制得以纤维素为主要成分的纸浆。
二、液碱(NAOH)的结晶温度
NaOH固体溶于水放热;又称烧碱、火碱、苛 *** 钠, *** ,是常见的、重要的强碱,
英文名称sodium hydroxide(别名Caustic soda)。
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密度2.130克/厘米3,熔点318.4℃,水溶 *** SOLUBLE,沸点1390℃,Kb=3.0,pKb=-0.48。钠(Na)元素在元素周期表中为第11号元素,位于元素周期表第ⅠA族(第Ⅰ主族)第3周期,属于碱金属族(该族元素均呈强碱 *** ,氢(H)元素除外)。其核外电子排布为2、8、1(1s2,2s2,2p6,3s1),最外层3s1电子为其价电子,Na元素很容易失去3s1电子而形成正一价的钠离子(Na+),故呈强金属 *** 。Na元素与水反应(与水反应时,应用烧杯并在烧杯上加盖玻璃片,反应时钠块浮在水面上,熔呈球状,游于水面,有“嘶嘶”的响声,并有生成物飞溅),生成强碱 *** NaOH溶液,并放出氢气。固体NaOH中OH以O-H共价键结合,Na与OH以强离子键结合,溶于水其解离度近乎100%,故其水溶液呈强碱 *** ,可使无色的酚酞试液变成红色,或使PH试纸变蓝等。
纯的无水 *** 为白色半透明,结晶状固体。 *** 极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,溶解时能放出大量的热,288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L(1:1)。它的水溶液有涩味和 *** 感,溶液呈强碱 *** ,具备碱的一切通 *** 。市售烧碱有固态和液态两种:纯固体烧碱呈白色,有块状、片状、棒状、粒状,质脆;纯液体烧碱为无色透明液体。 *** 还易溶于乙醇、 *** ;但不溶于 *** 、 *** 、液氨。对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用,溶解或浓溶液稀释时会放出热量;与无机酸发生中和反应也能产生大量热,生成相应的盐类;与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢;与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物;能使油脂发生皂化反应,生成相应的有机酸的钠盐和醇,这是去除织物上的油污的原理。
*** 的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸湿 *** ,还可用做碱 *** 干燥剂。烧碱在 *** 经济中有广泛应用,许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学 *** 品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外,在生产染料、塑料、 *** 剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。工业用 *** 应符合国家标准 GB 209-2006;工业用离子交换膜法 *** 应符合国家标准 GB/T 11199- *** ;化纤用 *** 应符合国家标准 GB 11212- *** ;食用 *** 应符合国家标准 GB 5175-85。
在工业上, *** 通常称为烧碱,或叫火碱、苛 *** 钠。这是因为较浓的 *** 溶液溅到皮肤上,会腐蚀表皮,造成烧伤。它对蛋白质有溶解作用,有强烈 *** *** 和腐蚀 *** (由于其对蛋白质有溶解作用,与酸烧伤相比,碱烧伤更不容易愈合)。用0.02%溶液滴入兔眼,可引起角膜上皮损伤。小鼠腹腔内LD50: 40 mg/kg,兔经口LDLo: 500 mg/kg。粉尘 *** 眼和呼吸道,腐蚀鼻中隔;溅到皮肤上,尤其是溅到粘膜,可产生软痂,并能渗入深层组织,灼伤后留有瘢痕;溅入眼内,不仅损伤角膜,而且可使眼睛深部组织损伤,严重者可致失明;误服可造成消化道灼伤,绞痛、粘膜糜烂、呕 *** *** 胃内容物、血 *** 腹泻,有时发生声哑、吞咽困难、休克、消化道穿孔,后期可发生胃肠道狭窄。由于强碱 *** ,对水体可造成污染,对植物和水生生物应予以注意。
《化学危险物品安全管理条例(1987年2月17日 *** 发布)》,《化学危险物品安全管理条例实施细则(化劳发[19 *** ] 677号)》,《工作场所安全使用化学品规定([1996]劳部发423号)》等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;《常用危险化学品的分类及标志(GB 13690- *** )》将该物质划为第8.2类碱 *** 腐蚀品;《隔膜法烧碱生产安全技术规定(HGA001-83)》、《水银法烧碱生产安全技术规定(HGA002-83)》作了专门规定。
大量接触烧碱时应佩带防护用具,工作服或工作帽应用棉布或适当的合成材料 *** 。 *** 作人员工作时必须穿戴工作服、口罩、防护 *** 、橡皮手套、橡皮围裙、长统胶靴等劳保用品。应涂以中 *** 和疏水软膏于皮肤上。接触片状或粒状烧碱时,工作场所应有通风装置,室内空气中更大允许浓度为中国MAC 0.5毫克/米3(以NaOH计),美国ACGIH TLVC 2毫克/米3。可能接触其粉尘时,必须佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时,佩戴空气呼吸器。 *** 作人员必须经过专门培训,严格遵守 *** 作规程。建议 *** 作人员佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器,穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、 *** 。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时,应把碱加入水中,避免沸腾和飞溅。处理泄漏物须穿戴防护 *** 与手套,扫起,慢慢倒至大量水中,地面用水冲洗,经稀释的污水放入废水 *** 。碱液触及皮肤,可用5~10% *** 镁溶液清洗;如溅入眼睛里,应立即用大量 *** 水溶液清洗;少量误食时立即用食醋、3~5%醋酸或5%稀 *** 、大量橘汁或柠檬汁等中和,给饮蛋清、牛奶或植物油并迅速就医,禁忌催吐和洗胃。
固体 *** 可装入0.5毫米厚的钢桶中严封,每桶净重不超过100公斤;塑料袋或二层牛皮纸袋外全开口或中开口钢桶;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱;镀锡薄钢板桶(罐)、金属桶(罐)、塑料瓶或金属软管外瓦楞纸箱。包装容器要完整、密封,应有明显的“腐蚀 *** 物品”标志。铁路运输时,钢桶包装的可用敞车运输。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不 *** 、不 *** 、不损坏,防潮防雨。如发现包装容器发生锈蚀、破裂、孔洞、溶化淌水等现象时,应立即更换包装或及早发货使用,容器破损可用锡焊修补。严禁与易燃物或 *** 、酸类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。不得与易燃物和酸类共贮混运。失火时,可用水、砂土和各种灭火器扑救,但消防人员应注意水中溶入烧碱后的腐蚀 *** 。
指标实际指标实际指标实际指标实际
*** (NaOH)≥ 99.0 99.30 98.0 98.80 96.0 96.50 95.0 95.8
碳酸钠(Na2CO3)≤ 0.90 0.40 1.0 0.5 1.4 0.50 1.6 0.70
氯化钠(NaCl)≤ 0.15 0.03 0.6 0.2 2.8 2.60 3.2 3.1
三氧化二铁(Fe2O3)≤ 0.005 0.002 0.008 0.003 0.01 0.003 0.02 0.003
化学实验室保存固体 *** 时要注意把试剂瓶口封严,以防止暴露在空气中吸收水分潮解或与二氧化碳反应。烧碱可通过电解食盐溶液,或通过碳酸钠与石灰乳反应获得。
NaOH变质:2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O(所以不能用其干燥CO2及SO2气体)
检验NaOH是否变质:滴加稀 *** Na2CO3+2HCl==NaCl+H2O+CO2↑有气泡冒出则变质
工业上制取大量NaOH:电解食盐水(海水)2NaCl+2H2O==(通电)H2↑+Cl2↑+2NaOH
NaOH还可以去除油污,抽油烟机的油污用其可以很好的去除,这个过程属于化学变化
三、烧碱 氯碱
物理化学 *** 质:本产品属强碱,具有强烈的腐蚀 *** ,常温下30%的烧碱为液体。与酸接触能发生剧烈反应,放出大量的热,能腐蚀金属,浸蚀某些塑料、橡胶、和涂料。
用途:广泛应用于洗涤剂、肥皂、造纸、印染、纺织、医 *** 、染料、金属制品、基本化工及有机化工工业。
氯碱工业生产原料及工艺:主要是盐水通过电解,就是粗盐NaCl溶解在水里,加入NaCO3,NaOH等除去
粗盐中的Ga离子和Mg离子,通常NaCl浓度达到315g/l以上326以下,再通过预热温度达到75到85摄氏度。
然后直流电通过电解槽,电解,阴极产生H2,阳极产生Cl2;出来的电解液就是NaOH溶液了,然后根据需要
产生的NaOH溶液就按需求方需要的浓度卖出,产生的H2和Cl2一般卖出一些,但一般氯碱都有一些附加后期
工厂,用来生产聚氯乙烯,还有漂 *** ,就是自产自购。
烧碱是一种重要的基础化工原料,从形态上可分为液体烧碱(简称液碱)和固体烧碱(简称固碱)两种,而从 *** 质量分数上又可分为30%液碱、32%液碱、42%液碱、45%液碱、50%液碱等和73%固碱、95%固碱、96%固碱、99%固碱、99. 5%固碱等系列产品。产品广泛应用于轻工、化工、纺织、印染、医 *** 、冶金、电力等部门。经过近几年的快速发展,我国已成为全球烧碱主要生产国(2004年烧碱年产能力1196万吨),商品量略有剩余,每年出口30多万t烧碱供应国际市场。
全 *** 有190多个烧碱生产企业,遍布国内30个省、市、自治区。我国烧碱生产企业存在生产规模小、技术水平低、关键技术大都依靠进口的缺点,因此产品的竞争力弱。近几年,随着企业间兼并、重组及民营经济的发展,企业开始走向规模化。烧碱企业数量最多的是山东省,共有20多个企业。
2003年国内共有190家企业生产烧碱,平均产量为4.94万t,其中:10万t以上的有24家,合计产量为397。14万t,占42%。2004年10月底,全国已形成烧碱年产能力1196万吨,2004年实际增加产能174万吨,受电力、原盐供应紧张影响,新增产能不能全部达产,2004全年实际增加产量约105万吨。预计2005年将达1400万tPa,到2005年下半年增产幅度会趋平稳,2010年前有扩产计划的企业共91家,将新增产能633万吨(含规划项目128万吨/年)。
目前市场消费结构及比例烧碱的消费领域主要为轻工、化工、纺织,这三大行业每年消费的烧碱量约占总量的76%,其余领域包括医 *** 、冶金、军工、环保等行业。随着经济的发展,耗碱行业的发展也发生很大变化,轻工、纺织行业呈下降趋势,医 *** 、精细化工、环保等新兴行业发展较快。
2、烧碱进、出口情况及表观消费量
进出口方面目前由于国内企业缺乏大型液碱贮运设施,国内烧碱的出口量并不大。液碱出口量较大的企业是上海氯碱化工股份有限公司、齐鲁石化股份公司氯碱厂,固、片碱出口主要集中在天津和四川。近几年我国烧碱进口量、出口量和表观消费量见下表。
近几年我国烧碱进口量、出口量及表观消费量
年份产量万t进口量万t出口量万t库存万t表观消费量万t表观消费量增长率P%
1999年 572 2. 40 22. 00 20 532.00—
2000年 667 2. 59 17. 50 10 *** 2.00 20. 68
2001年 738 1. 69 41. 05 8 690. 63 7. 50
2002年 827 11. 48 37. 85 15 785. 63 14. 38
2003年 939 10. 53 37. 30 17 *** 5. 23 13. 40
2004年,我国经济保持较快速度的发展,GDP增长率达到9.5%,根据中国石化协会的统计,烧碱的表观需求量同比增长14.2%。
我国地域广阔,各区域的经济发展及市场情况存在着相当大的差异,各地氯碱发展不均衡,氯碱下游产品加工企业相对集中、对氯气需求旺盛的地区,发展速度较快。在企业做大、做强思路的指导下,近几年国内烧碱产量迅速增加,国家实施西部大开发战略及振兴东北老工业基地,民营资本投资氯碱行业,又兴起了新一轮的氯碱投资热潮。
总的看来,目前在各企业不断扩大规模的基础上,我国烧碱市场一直处于饱和状态, *** 相对稳定,波动不大,每年虽出口部分烧碱以缓解国内市场,但今后一段时间内供大于求的局面仍将存在。伴随着国际经济一体化进程的加快,国内市场趋向于国际化,亚太地区过剩的烧碱开始寻找出路,竞争将会空前激烈。在我国 *** 经济持续健康发展、相关耗碱项目的引进与开发、世界加工工厂的优势以及PVC等耗氯产品需求旺盛的强劲带动下,烧碱产量迅速提高,市场容量也会进一步增加。
近几年全球烧碱总体走势平稳, *** 起伏不大;2000年国内市场供求平衡, *** 稳定。进入2001年,国际市场逐渐回升,尤其是受欧洲市场的拉动,国内烧碱出口呈现良好态势,出口量为41. 05万t,达历史更好水平,国内烧碱供不应求, *** 一路上扬。到2002年,氯碱企业纷纷扩产,市场投放量大幅增加,产品供大于求,致使 *** 快速下滑,6月份跌入谷底,之后又开始反弹,美国九·一一事件的发生对世界经济造成严重的打击,烧碱市场相应受挫。2003年国内、国际市场低迷,直至下半年伴随着世界经济的复苏并在国内经济快速发展的推动下,国内烧碱市场才走出低谷。近期,由于石油、天然气等能源 *** 大幅上涨,全球经济复苏,烧碱 *** 快速上涨。近几年由于受世界经济不景气的影响,烧碱需求疲软, *** 低迷,但2004年国内市场烧碱 *** 逐步攀升。一季度受春运影响, *** 先是惯 *** 下滑,后止跌企稳;二季度随着下游需求回升, *** 先触底反弹,后小幅波动;2004年下半年 *** 一路攀升,达到历史新高。
预测2005年国内市场烧碱销量将继续增加
一是在下 *** 业中,氧化铝、粘胶纤维、造纸、染料等主要耗碱行业将延续旺盛的需求态势。据预测,全国烧碱消费总量,2005年为1051万吨,2006年为1150万吨,2007年为1255万吨,2008年为1367万吨,2009年为1485万吨,2010年为1611万吨。
二是受运输制约,液碱区域市场特征明显。目前使用的液碱汽车槽车运输能力已减少50%以上,预计靠汽车运输的用户液碱用量将萎缩。公路运输紧张局势,又会影响到水运、铁运,使运输费用全面提升,从而促使液碱呈明显的区域市场特征。
三是从经济运行趋势分析,水、电、气、煤、原盐资源紧张状况今年难改,能源和原材料将继续紧缺, *** 也将居高不下。预计2005年纯碱耗盐1393万吨,烧碱耗盐1184万吨。从原盐产能看,是大于需求的。但由于海盐要到中春才能收盐,加上有些海盐产区 *** 以及有些项目在下半年投产,目前存在蓄意储盐现象。因此,在原盐形成能力前,今年上半年,仍将暂时出现盐产品供应紧张局面,原盐 *** 也将保持高位,进口盐用量将加大。原材料 *** 在2005年延续涨价态势,烧碱生产部分利润将被原材料涨价因素蚕食,综合收益将出现回落。
四是烧碱与氯气的平衡问题始终是氯碱工业发展的恒定矛盾。电解盐水溶液时,按固定质量比例(1∶0.88∶0.025)同时产出烧碱和氯气、氢气,对烧碱和氯气的需求结构不一定符合烧碱和氯气的供给结构,因此出现了烧碱和氯气的供需平衡问题。由于液氯及其衍生物是氯碱企业的利润源泉,氯产品市场波动会直接牵动烧碱 *** 起伏和装置开工情况。
五是隔膜电解槽技改后,产量将增加。全国隔膜碱产量占烧碱总产量的67%左右。目前有许多氯碱企业采用扩 *** 极改 *** 隔膜技术,生产电流由47千安提高到53千安,每吨隔膜碱可节电70~140千瓦时,产量提高10%左右,预计2005年全国可增产近百万吨烧碱。
烧碱作为高耗能的基础化工原料,受经济增长周期的影响很大,需求随经济增长而增长。从目前的投资状况看,全球范围内产品过剩和产品同质化趋势使烧碱市场竞争变得更加激烈。各企业在得到氯的同时,又为烧碱的出路积极寻找对策,跨国化工巨头利用资本、技术、管理等优势,将在全球范围内兼并、重组,走规模化之路,提高自己的竞争力。中国作为世界经济的重要一员,中国的氯碱将在国际经济活动中发挥越来越重要的作用。着眼全球市场,积极参与国际分工及市场竞争,成为我国氯碱企业的重要工作。未来的烧碱市场会呈现以下特点。
随着全球经济的一体化和中国烧碱生产能力的迅速提高,预计2006年中国烧碱生产能力将超过美国,跃居世界之一大烧碱生产国。近期大批化工巨头开始加大对华直接投资,全球化工基地的转移将会 *** 国内烧碱消费量的增长,但生产能力增加过快会造成产需矛盾的进一步加剧。积极参与全球市场竞争及分工,快速进入国际化市场,寻找稳定的客户资源,积极积累开发国际市场的经验,成为烧碱销售的重要战略。
各地氯碱企业的发展、行业调整的变化、地区投资的发展、物流成本的影响,使得作为液体产品的烧碱的销售区域化明显,各地区 *** 差异明显,在区域市场内,各企业都将会加速培育自己的优势市场,提高对市场的控制能力。
随着新建、扩建烧碱生产装置的陆续投产,预计2005年全国烧碱生产能力将达到1 400万tPa,过快的增长使产品在国内市场难以消化掉。而且随着PVC等耗氯产品的发展,迫使烧碱产量急速增加,市场压力更大。
(4)提高技术水平,降低成本是企业竞争的重要途径
与国外先进企业相比,我国氯碱企业的装备、技术水平还有明显的差距,先进技术(如制离子交换膜的工艺)还掌握在少数跨国企业手中。企业管理水平低、技术创新能力弱,影响了企业的发展。未来的市场竞争主要在于成本的竞争,成本成为市场竞争的制高点。
(5)能源、原材料对烧碱的影响日趋重要
能源及原材料是影响烧碱市场的两个主要因素。原盐是烧碱生产的主要原料,占成本的17%。同时,氯碱行业属高耗能行业,每生产1 t隔膜碱耗电2 580 kW·h,占成本的81%;生产1t离子膜碱耗电2 319 kW·h,占成本的62%。石油、原煤、原盐的供应及 *** 的走势将影响烧碱的产需。
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