QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NATRIHIDROXIT

Nguyên liệu của quá trình• Nguyên liện: Nhóm 7u để sản xuất kiềm NaOH là dung dịch muối ăn NaCl được tạo thành cách hòa tan muối rắn hoặc dùng nước muối tự nhiên.. • Dung dịch muố

ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH CÔNG NGH SẢN Ệ SẢN

XUẤT NATRIHIDROXIT

GVHD: Lê Thanh Thanh

Thực hi n: Nhóm 7ện: Nhóm 7

Natri hydroxit tinh thể

N i dung ội dung

1 Giới thiệu chung

1 Giới thiệu chung

• Natrihidroxit (NaOH) được gọi

là xút, NaOH là chất rắn màu

trắng dạng viên, vẩy, hạt hay

dung dịch bão hòa (50%)

• Natri hydroxit tạo thành dung dịch

kiềm mạnh khi hòa tan trong dung

môi như nước

Hình1 NaOH ở dạn rắn

1 Giới thiệu chung

• Nó phản ứng mãnh liệt với nước và giải phóng một lượng nhiệt lớn, hòa tan trong

etanol và metanol Nó cũng hòa tan

trong ete và các dung môi không phân cực

• Natri hydroxit rất dễ hấp thụ CO2 trong không khí

2 Tính chất hóa lý chung

a) Tinh chất v t lý ật lý

• NaOH là chất rắn không màu, không mùi, dễ hút ẩm, dễ nóng chảy, tan nhiều trong nước và khi tan tỏa nhiều nhiệt.

• Dung dịch NaOH có tính nhờn, làm bục vải, giấy và

ăn mòn da.

• Entanpi hòa tan ΔHH o -44,5kJ/mol

2 Tính chất hóa lý chung

Công thức phân tử NaOH

Mol khối lượng 39,9971 g mol -1

Mật độ 2,13 g / cm 3

Điểm nóng chảy 318 ° C, 591 K, 604 ° F

Điểm sôi 1388 ° C, 1661 K, 2530 ° F

Độ hòa tan trong nước 111 g/100 mL (ở 20 ° C)

Độ hòa tan trong methanol 23,8 g/100 mL

Độ hòa tan trong ethanol << 13,9 g/100 mL

Áp suất hơi <2,4 kPa (ở 20 ° C)

Độ chua (pK a ) 13

Chỉ số khúc xạ ( n D ) 1,3576

Độ bazơ (pK b ) -2,43

2 Tính chất hóa lý chung

b) Tinh chất hóa học

thành màu xanh

chuyển thành màu đỏ

thành muối của nó và thủy phân

este

• Tác dụng với dung dịch axit tạo muối và nước:

NaOH + HNO 3  NaNO 3 + H 2 O

3 Ứng dụng

• Sản xuất xà phòng

Hình 2 Sản phẩm xà phòng

3 Ứng dụng

• Sản xuất giấy: Làm hoá chất xử lý đối với gỗ, tre, nứa… để sản xuất giấy.

• Sản xuất nhôm ( làm sạch quặng).

• Chế biến dầu mỏ: Điều chỉnh đội dung pH cho dung dịch khoan… loại bỏ sunphua.

• Trong CN thực phẩm: Loại bỏ các axit

béo trong quá trình tinh chế dầu thực

vật và đội dungng vật.

4 Nguyên liệu của quá trình

• Nguyên liện: Nhóm 7u để sản xuất kiềm (NaOH) là dung dịch

muối ăn (NaCl) được tạo thành cách hòa tan muối rắn hoặc dùng nước muối tự nhiên.

• Dung dịch muối ăn dù được điều chế bằng phương pháp nào cũng đều chứa tạp chất muối canxi và magie khó hòa tan và chúng sẽ phá vỡ chế đ làm vi c của bể đi n phân ội dung ện: Nhóm 7 ện: Nhóm 7

• Quá trình làm sạch nước muối bằng 3 phương pháp:

 Phương pháp xôđa – xút

 Phương pháp sữa vôi – xút

 Phương pháp sữa vôi – sunphat

4 Nguyên liệu của quá trình

• Thường sử dụng phương pháp xôđa – xút:

MgCl2 + NaOH = Mg(OH)2 + NaClMgSO4 + NaOH = Mg(OH)2 + Na2SO4 CaCl2 + Na2CO3 = NaCl + CaCO3

• Sau khi đã làm sạch hóa học dùng phương pháp lắng và lọc để làm sạch khỏi các tạp chất cơ học

• Đi n phân dung dịch muối ăn được tiến hành ện: Nhóm 7trong các bể catot rắn làm bằng sắt (thép) có

màng chắn và trong bể catot lỏng thủy ngân

4 Nguyên liệu của quá trình

Nước muối đảm bảo

tiêu chuẩn Nước muối sau đã xử lí

5 Phương pháp sản xuất

 Phương pháp hóa học

điều chế mội dungt tấn xút bỏ đi 1000-1300 Kg

(nhiện: Nhóm 7t đội dung 1000oC)

 Ưu điểm: Không có sản phẩm thừa,

xút đặc 370 (g/l) sau đó cô đặc tạo

xut rắn, Fe2O3 thu hồi đem sử dụng lại

 Nhược điểm: Tiêu tốn năng lượng,

phức tạp, trải qua 2 gđ phản ứng

5 Phương pháp sản xuất

 Phương pháp đi n hóa ện hóa

2NaCl +2H2O  2NaOH +Cl2 + H2

Hiện nay, phương pháp này được sử

dụng phổ biến trong các nhà máy hóa chất Việt Trì…

5 Phương pháp sản xuất

 Các phương pháp đi n phân ện hóa

• Có hai phương pháp chính:

 Catot rắn : - Màng ngăn

- Màng chọn lọc ion

 Catot thủy ngân : không cần màng ngăn

5 Phương pháp sản xuất

a) Điện hóan phân dung dịch clorua natri trong bể catot thép và anot graphit

Ưu điểm :Phương pháp này cho phép nhận

được kiềm (NaOH), clo và hydro trong cùng mội dungt thiết bị.

Nhược điểm:

- nồng đội dung NaOH loãng 110-120 g/l

- Không phân hủy hoàn toàn natriclorua.

Cơ sở lý thuyết

• Khi cho dòng điện: Nhóm 7n 1 chiều đi qua dd NaCl

xảy ra hiện: Nhóm 7n tượng:

Sơ đồ công nghệ điện phân catot màng ngăn

CHÚ THÍCH:

1: Màng ngăn 2: Katot bằng thép 3: Không gian katot 4: Anot

5: Không gian anot

5 Phương pháp sản xuất

 Bể đi n phân công nghi p ện hóa ện hóa

• Những bể đi n phân công nghi p có yêu cầu năng ện: Nhóm 7 ện: Nhóm 7 lượng cao

• Dùng catot có bề m t lớn cho phép thiết l p những ặ ậ

bể đi n phân gọn với tải trọng đến 50.000A Màng ện: Nhóm 7 ngăn trong trường hợp này tự hút hay là “ kết tủa” trên bề m t catot từ huyền phù của sợi amian trong ặ các dung dịch muối-xút nhờ có chân không.

Sơ đồ khối sản xuất xút theo phương pháp catot rắn

- Bình điện phân có kết cấu đơn giản, dễ thay thế sửa chữa hoặc ghép thêm ngăn để mở rộng công suất điện phân.

5 Phương pháp sản xuất

• Nhược điểm: Việc chuyển sang công

nghệ điện phân với màng trao đổi ion đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu tương đối cao, đặc biệt giá màng trao đổi ion khá cao Công

nghệ này còn đòi hỏi phải xử lý nước muối rất tốt để đạt độ tinh khiết cao trước khi đưa vào điện phân.

5 Phương pháp sản xuất

• Sơ đồ công nghệ màng chọn lọc ion:

5 Phương pháp sản xuất

• Sơ đồ khối màng chọn lọc ion

H2

5 Phương pháp sản xuất

b) Đi n phân các dung dịch clorua natri trong ện hóa

những bể catot thủy ngân và anot grafit

Ưu điểm: Sử dụng loại này cho phép nh n sản ậ

phẩm đ m đ c hơn so với bể màng ngăn.ậ ặ

Nhược điểm: Phức tạp chiếm di n ện: Nhóm 7 tích

Cơ sở lý thuyết

• Khi cho qua dung dịch NaCl dòng điện một chiều, trên

anốt graphit xảy ra sự phóng điện ion Cl - và có khí clo thoát ra.

2Cl - - 2e = Cl 2

quá thế của Na + xảy ra sự phóng điện ion Na +

Na + + 1e - = Na

• Na kim loại vừa giải phóng được Hg hòa tan tạo ra hỗn

hống:

Na + nHg = Na(Hg)n

• Hỗn hống được phân hủy trong nước:

Na(Hg)n + H2O = NaOH + 1/2 H2 + nHg

Sơ đồ công nghệ bể catot thủy ngân

Sơ đồ khối sản xuất xút theo phương pháp

catot thủy ngân

2

6 Cô đặc xút.

• Xút điều chế bằng điện phân theo phương pháp

màng ngăn, có ba thành phần chủ yếu:

 NaOH: 100-140g/l; NaCl: 160-200g/l; Nước: ~900g/l

• Độ tan của muối sẽ giảm nhiều khi tăng nồng độ xút trong dung dịch Do đó cần phải cô đặc để nâng cao nồng độ của xút và loại được muối ăn trong dung

dịch

6 Cô đặc xút.

• Dung dịch xút được cô đặc qua ba giai đoạn:

 Giai đoạn I: Đưa dung dịch xút tới nồng độ 65% Gia nhiệt bằng hơi thứ của thiết bị cô đặc.

 Giai đoạn II: Đưa nồng độ xút lên 70-72% Thực hiện ở áp suất 8 atm, và nhiệt độ3800C.

 Giai đoạn cuối: Ở áp suất thấp Tại đây, dung dịch hoàn toàn hết nước, hàm lượng chất rắn đạt được 99%

7 So sánh

 Ưu điểm: Phương pháp điện phân với catốt thuỷ

ngân là điều chế được xút sạch có nồng độ rất cao, gấp

5-6 lần nồng độ xút khi điều chế bằng phương pháp điện phân màng ngăn Vì vậy tiết kiệm được nhiều hơi nước

và năng lượng để cô đặc xút

 Nhược điểm: Tiêu hao nhiều điện năng E cần để

sản xuất 1 tấn NaOH gấp 1,3 lần so với pp Catốt rắn Vốn đầu tư rất cao, cao hơn phương pháp màng ngăn tới 40% Phải dùng Hg là kim loại quý, hiếm, đồng thời lại độc hại

THANKS YOU