công nghệ sản xuất Na2CO3

Mỹ và Trung Quốc là 2 cường quốc sản xuất và tiêu thụ sôđa lớn nhất thế giới. Các công ty sản xuất sôđa lớn của Mỹ được kết hợp thành Hiệp hội sôđa Mỹ (ANSAC – American Natural Soda Ash Corp).Công ty Solvay; công ty Brunner Mond của Anh là hai nhà sản xuất sôđa lớn nhất trên thị trường Châu Âu.Ở Châu Á, Trung Quốc là nước sản xuất sôđa lớn nhất; Ấn Độ là thị trường sôđa lớn thứ 4 thế giới.Ở Bắc Mỹ, nhà sản xuất sôđa lớn nhất là công ty FMC. Ở Châu Mỹ Latinh, chỉ có 2 nhà sản xuất là CAN ở Braxin và Alcali ở Mêhicô.

Nhóm 4:

1.Nông Đức Mạnh

2.Trần Đức Bình

3.Nguyễn Hồng Thắng

4.Nguyễn Văn Trang

5.Nguyễn Năng Tuấn

6.Dương Ngọc Sơn

Sản xuất muối Na2CO3

Giảng Viên: Bùi Thị Vân Anh

I Tổng quan chung

Sản xuất muối Na2CO3

II Các phương pháp sản xuất Sô Đa

III Các loại chất thải và xử lý

1 Giới thiệu chung về Sô Đa (Na2CO3)

2 Ứng dụng

3 Sản lượng tiêu thụ Sô Đa trên thế giới

1 Phương pháp khai thác trực tiếp

2 Phương pháp Leblance

3.Phương pháp Carbonate hóa dung dịch xút

4.Phương pháp Amoniac

1 Giới thiệu chung về Sô Đa (Na2CO3)

I Tổng quan chung

1.1 Tính chất vật lý

• Natri Cacbonat (Na2CO3) khan là chất bột màu trắng, hút ẩm và nóng chảy ở 850oC

• Na2CO3 tan nhiều trong nước, quá trình tan phát ra nhiều nhiệt

• Phân tử lượng: 106 g/mol

• Nhiêêt đôê nóng chảy ở 851oC (1124 K)

• Nhiêêt đôê sôi ở 1600oC (2451K)

• Đôê hòa tan trong nước là 22 g/ 100ml( 20oC)

• Từ dung dịch ở nhiệt độ dưới 32,5oC, Na2CO3 kết tinh dưới dạng

decacdirat Na2CO3.10H2O là tinh thể trong suốt, không màu, dễ tan trong nước

1 Giới thiệu chung về Sô Đa (Na2CO3)

I Tổng quan chung

1.2 Tính chất hóa học

3.Tác dụng với bazơ:

Na4.Tác dụng với dung dich muối: Na2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3 + 2 NaOH

2CO3 + BaCl2 = BaCO3 + 2 NaCl 5.Thủy phân trong nước

Na2CO3 + 2 H2O = 2 NaOH + CO2 + H2O

2.Tác dụng với axit:

1.Làm đổi màu quỳ tím:

I.Tổng quan chung

Trong công nghiệp sản xuất thủy tinh.

Trong đời sống hành ngày

Công nghiệp sản xuất thép.

Trong công nghiệp luyện kim.

Công nghiệp hóa chất.

2 Ứng dụng

Sô Đa sử dụng rất nhiều lĩnh vực , ngành nghề

Một số hình ảnh ứng dụng của Sô Đa

Sản xuất Sô Đa trên thế giới

o Mỹ và Trung Quốc là 2 cường quốc sản xuất và tiêu thụ sôđa lớn nhất thế giới Các công ty sản xuất sôđa lớn của Mỹ được kết hợp thành Hiệp hội sôđa Mỹ (ANSAC – American Natural Soda Ash Corp).

o Công ty Solvay; công ty Brunner Mond của Anh là hai nhà sản xuất sôđa lớn nhất trên thị trường Châu Âu.

o Ở Châu Á, Trung Quốc là nước sản xuất sôđa lớn nhất; Ấn Độ là thị trường sôđa lớn thứ 4 thế giới.

o Ở Bắc Mỹ, nhà sản xuất sôđa lớn nhất là công ty FMC

o Ở Châu Mỹ Latinh, chỉ có 2 nhà sản xuất là CAN ở Braxin và Alcali ở Mêhicô.

Nhà máy sản xuất Sô Đa ở Việt Nam

• Khởi công xây dựng năm

2010 tại khu công nghiệp hậu cần cảng Tam Hiệp Núi Thành , Quảng Nam

• Vốn đầu tư 120 triệu USD

• Công suất 200.000tấn/năm

• Năm 2015 Nhà máy vận hành thử nghiệm

Mặc dù vận hành thử nghiệm gây ra một số vấn đề môi trường Nếu xử lý tốt thì tương lại có nhà máy có thể cung cấp một lượng Sô Đa không nhỏ cho thị trường

trong nước

I Tổng quan chung

3 Sản lượng tiêu thụ Sô Đa trên thế giới

Việt Nam phải nhập 100.000 – 130.000 tấn/năm

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

1 Phương pháp khai thác trực tiếp

• Sô đa thiên nhiên nằm dưới dạng các

dung dịch nước có chứa Na2CO3 hòa tan

• Các khoáng sản sô đa thiên nhiên

Quặng trona (Na2CO3.NaHCO3.2H2O)

Quặng nahcolite (NaHCO3)

Quặng nepheline syenite (NaAl(OH)2CO3)

• Chiếm 28% sản lượng sô đa của thế giới

CHỈ SẢN XUẤT NƠI CÓ NGUỒN KHOÁNG SẢN NÀY

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

Nhà máy sản xuất soda từ quặng nahcolite của công

ty American soda đặt tại tây bắc Colorado, Mỹ

2 Phương pháp Leblance

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

Nguyªn liÖu: NaCl, H2SO4, CaCO3, C

Ph ng ph¸p: NaCl + H ươ 2SO4 = Na2SO4 + HCl

Na2SO4 + CaCO3 + 2C = Na2CO3 + CaS + 2CO2

S¶n phÈm: Na2CO3, Na2S, NaOH, CaS, t¹p chÊt

Na2CO3, Na2S, NaOH, CaS, t¹p chÊt

NghiÒn nhá Hßa víi n íc Na2CO3, Na2S, NaOH B· CaS

xuÊt thÊp, s¶n phÈm chÊt l ng kÐm ượ

Năm 1791, bác sĩ người Pháp Nicolas Lebrance xây dựng nhà máy sản xuât

sô đa ở Paris

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

3.Phương pháp Carbonate hóa dung dịch xút

2NaOH + CO2 + nH2O = Na2CO3 + (n+1) H2O

Phản

ứng

Làm nguộiKết tinh Na2CO3.10H2O

Lọc, táchMất nước

Na2CO3

• Nhận xét: xút đắt hơn sô đa => ít được sử dụng

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

4.Phương pháp Amoniac

• Cơ sở chung:

Phương pháp amoniac

Phương pháp Solvay (truyền thống)

Phương pháp Solvay cải tiến

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

• Phương pháp Solvay (truyền thống)

Được phát minh ra từ năm 1833 bởi 1 người Anh với tên gọi phương pháp Amôniắc

Năm 1865, Solvay ( một kỹ sư người Bỉ ) đã tìm ra giải pháp công nghệ và thiết bị để đưa phương pháp Amoniac vào sản xuất thành công cả về mặt kỹ thuật và kinh tế

Solvay, Ernest (1838-1922)

Nhµ m¸y s¶n xuÊt soda ®Çu tiªn theo c«ng nghÖ Solvay: Couillet

(Belgium) in 1865

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

1 NH 3 (aq) + CO 2 (k) + NaCl (aq) + H 2 O (l) → NaHCO 3 (r) + NH 4 Cl (aq)

2 2 NaHCO 3 (r) → Na 2 CO 3 (r) + H 2 O(k) + CO 2 (k)

3 2NH 4 CI + Ca(OH) 2 → 2NH 3 ↑ + 2H 2 O + CaCI 2

• Phương pháp Solvay (truyền thống)

Nước chảy trong ống đi qua dd để làm mát

Tháp solvay CO 2

NH3 (aq) + CO2 (k) + NaCl (aq) + H2O (l) → NaHCO3 (r)

CO 2 sau khi rửa và làm mát

2NH4CI + Ca(OH)2 → 2NH3 ↑ + 2H2O + CaCI2

NH3

17

Ống làm mát

H 2 O

Khí thải: N2, NH3,CO2,H2O,SO2

Rắn kết tinh bám vào lỗ đĩa làm cản trở dòng khí

=> rửa bằng nước nóng hoặc hơi nước bão hòa Sau đó tháp được làm mát trước khí tiếp tục

sản xuất

CO 2

Hỗn hợp lỏng + rắn

dd NaCl bão hòa

NH3 (aq) + CO2 (k) + NaCl (aq) + H2O (l) → NaHCO3 (r) + NH4Cl (aq)

18Cấu tạo tháp Solvay

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

• Phương pháp Solvay (truyền thống)

thành hạ

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

• Phương pháp Solvay (truyền thống)

II.Các phương pháp sản xuất Sô Đa

• Phương pháp Solvay cải tiến

• Đây là phương pháp do một người Trung Quốc nghiên cứu vào thập niên 40.

• Chủ yếu được phát triển và ứng dụng ở một số nhà máy ở Trung Quốc.

• Phương pháp Solvay cải tiến

• Thay tuần hoàn NH3 bằng tuần hoàn NaCl Quá trình sản xuất sẽ

tạo ra 2 sản phẩm là Na2CO3 và phân đạm NH4Cl

• Sản phẩm phụ NH4Cl gánh chịu một phần chi phí của dây chuyền

sôđa nhờ đó chi phí giảm

• Ứng dụng chính của NH4Cl:

Sản xuất phân hỗn hợp NPK phù hợp với từng loại cây trồng

Dùng làm chất điện giải cho pin

• Phương pháp Solvay cải tiến

Giảm được vốn đầu tư vào

3 giai đoạn là amon hóa, tái sinh NH3 và nung vôi

Giảm được chi phí xử lý môi trường trong sản xuất, nhờ đó giảm giá thành sản

phẩm sôđa

• Phương pháp Solvay cải tiến

Hạn chế

Nhà máy sản xuất sôđa theo phương pháp Solvay cải tiến cần phải kết hợp với nhà máy sản xuất NH3 trong cùng một khu vực để có nguồn CO2 và NH3 phục vụ cho sản xuất sôđa

Cần có nguyên liệu là NaCl sạch bậc công

nghiệp (Hàm lượng NaCl ≥ 99,5% Tạp chất tan Mg2+

≤ 0,1% Ca2+ ≤ 0,02% SO42- ≤ 0,19%)

Sản phẩm phân NH4Cl ít được thị trường ưu

chuộng

III.Các loại chất thải và xử lý

• Các chất thải rắn:CaCl2, CaCO3 không cháy, xỉ than, cát và đất sét từ lò nung=>Làm vật liệu xây dựng Thải

Chất thải nhiệt: một số quá trình tỏa nhiệt

III.Các loại chất thải và xử lý

Tài liệu tham khảo :

http://en.wikipedia.org/wiki/Solvay_process

http://luanvan.co/luan-van/phuong-an-xay-dung-nha-may-san-xuat-so-da-44338/ http://www.worldofchemicals.com/440/chemistry-articles/manufacturing-of-

sodium-carbonate-by-solvay-process.html

Thank you for

watching!