Содові продукти, технологія виробництва кальцинованої соди

Луги і содові продукти – це розчинні у воді гідроксиди аміаку, лужних та лужноземельних металів, а також вуглекислі солі лужних металів.

В найбільшій кількості виробляється гідроксид натрію (каустична сода, їдкий натр), кальцинована сода та гідрокарбонат натрію.

Гідроксид натрію – NaOH. Безбарвна кристалічна маса. На повітрі енергійно поглинає вуглекислий газ і воду, при цьому розплавляється, має роз’їдаючі властивості.

Одержують в основному електролізом кухонної солі.

Застосовують у миловареній промисловості – 30%, при виробництві штучного волокна (віскозний шовк), у текстильній промисловості, у металургії алюмінію, у целюлозно-паперовій промисловості, для очищення нафти та ін.

Кальцинована сода – Na₂CO₃ легкорозчинний, білий дрібнокристалічний порошок.

Виготовляють аміачним або сульфатним способами.

Найбільш поширений аміачний спосіб, оснований на утворенні гідрокарбонату натрію, що іде за сумарним хімічним рівнянням.

NaCl+NH₃+CO₂+H₂O®NaHCO₃+NH₄Cl

Одержаний гідрокарбонат піддають температурному розкладанню з отриманням кальцинованої соди, яка має таку назву за назвою реакції її отримання.

Для одержання соди насичений розчин кухонної солі у абсорбційній колоні барботажного типу насичується аміаком. Амонізований розчин направляється у колону карбонізації, також барботажну ковпачкову, у яку у нижню частину подається концентрований оксид вуглецю (IV), де і утворюється гідрокарбонат натрію. З колони карбонізації гідрокарбоната суспензія подається у барабанний вакуум-фільтр, де мокрий гідрокарбонат відділяється від маточного розчину.

Гідрокарбонат подається транспортером у піч кальцинації, де при 140-170°С перетворюється у карбонат.

Застосовується кальцинована сода у виробництві оптичного та електровакуумного скла, у миловарінні, текстильній, целюлозно-паперовій промисловості, лакофарбній, хімічній, шкіряній промисловості та для побутових потреб.

Основними напрямками розвитку кислотного та содового виробництва є:

- розширення сировинної бази,

- збільшення потужності апаратів і цілих хіміко-технологічних систем,

- інтенсифікація технологічних процесів.

Для закріплення матеріалу теми, рекомендується виконати слідуючи завдання:

1. Визначити скільки оксиду сірки (IV) виділиться при обпаленні 800кг залізного колчедану, чистотою 88%. Атомні маси: Fe – 56.0, S – 32.0, О – 16.0.

2. Скільки необхідно оксиду сірки (VI) для виробництва 1000кг сірчаної кислоти? Втрати оксиду сірки (VI) – 5.0%. Атомні маси: S – 32.0, О – 16.0, Н – 1.0.

3. Скільки необхідно оксиду сірки (IV) для отримання 1000кг сірчаної кислоти? Атомні маси: S – 32.0, О – 16.0, Н – 1.0.

4. Скільки сірчаної кислоти можна одержати з 800кг залізного колчедану, чистотою 90.0%? Атомні маси: S – 32.0, О – 16.0, Н – 1.0.

5. Розрахувати необхідну кількість азоту і водню для синтезу 1т аміаку? Втрати аміаку 2.0%. Атомні маси: N – 14.0, H – 1.0.

6. Скільки необхідно аміаку для одержання 1000кг азотної кислоти концентрацією 50.0%? Втрати аміаку 3.0%. Атомні маси: N – 14.0, О – 16.0, H – 1.0.

7. Скільки необхідно взяти оксиду азоту (ІІ) для отримання 800кг 50% HNO₃. Атомні маси: N – 14.0, О – 16.0, H – 1.0.

8. Скільки необхідно взяти хлору і водню для одержання 1000кг соляної кислоти концентрації 37.0%? Атомні маси: Cl – 35.5, H – 1.0.

9. Розрахувати необхідну кількість вихідних продуктів (хлориду натрію, аміаку, вуглекислого газу та води) для одержання 1т кальцинованої соди. Втрати складають 5.0%. Атомні маси: H – 1.0, Cl – 35.5, N – 23.0, C – 12.0, N – 14.0.

Запитання для самоперевірки.

1. Значення хімічної промисловості.

2. Що називається швидкістю хімічної реакції?

3. Поняття про оборотні і необоротні реакції.

4. Поняття хімічної рівноваги.

5. Принцип Ле-Шательє та його значення.

6. Властивості та застосування сірчаної кислоти.

7. Одержання сірчаної кислоти контактним способом.

8. Який каталізатор використовується при виробництві сірчаної кислоти контактним способом?

9. Що таке олеум? Його види.

10. Виробництво аміаку, каталізатор, умови синтезу.

11. Яку сировину використовують для одержання азотної кислоти?