Dây chuyền sản xuất Na2CO3 (soda) theo phương pháp solvay

Cuối thế kỷ XVIII Viện hàn lâm khoa học Pháp đưa giải thưởng tìm ý tưởng sản xuất soda trong công nghiệp.Năm 1971 Nicolas Leblanc đưa ra phương pháp sản xuất từ muối ăn và giành bằng sang chế . Phương pháp này phát triển mạnh 18251890.Năm 1861 Solvay đã tìm ra giải pháp sản xuất soda từ NaCl, CaCO3, NH3.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.

Sản xuất soda theo Phương

pháp Solvay

Nhóm 1.Trần Đức Bình

2 Các phương pháp sản xuất soda

2.1 Lịch sử ra đời phương pháp sản xuất soda

2.2 Phương phap Le Blanc

2.3 Phương pháp Solvay

3 Dây chuyền sản xuất soda theo phương pháp solvay

3.2 sơ đồ dây chuyền sản xuất

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất

1.1 Giới thiệu chung về soda ( Na2CO3 )

• 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

1.1 Giới thiệu chung về soda ( Na2CO3 )

1.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.

1.2 Ứng dụng

Soda sử dụng rất nhiều lĩnh vực , ngành nghề

Một số hình ảnh ứng dụng của soda

Nhà máy sản xuất soda 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 USB

• 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 soda không nhỏ cho thị trường

trong nước

1 Tổng quan chung

1.3 Sản lượng tiêu thụ soda trên thế giới

- Sản lượng tiêu soda ash trên thế giới ước tính 42 triệu tấn/năm

2.Các phương pháp sản xuất soda

2.1 Lịch sử hình thành các phương pháp

• Cuối thế kỷ XVIII Viện hàn lâm khoa học Pháp đưa giải thưởng tìm ý tưởng sản xuất soda trong công nghiệp

• Năm 1971 Nicolas Leblanc đưa ra phương pháp sản xuất từ muối

ăn và giành bằng sang chế Phương pháp này phát triển mạnh 1825-1890

• Năm 1861 Solvay đã tìm ra giải pháp sản xuất soda từ NaCl, CaCO3,

NH3

2.Các phương pháp sản xuất soda

2.2 Phương pháp Le Blanc

2.2.1 cơ sở phương pháp

Nguyên liệu chính : NaCl Các phương trình phản ứng

2.Các phương pháp sản xuất soda

2.2 Phương pháp Le Blanc

2.2.1 Ưu nhược điểm

• Đáp ứng nhu cầu sản xuất soda thế kỷ 18

• Chất lượng sản phẩm chưa cao

• Quá trình sản xuất nặng nhọc

• Kỹ thuật thủ công chưa thể tự động hóa

• Chất thải lớn gây ôi nhiễm môi trường

• Giá thành cao, khó cạnh tranh

Ưu điểm.

Nhược điểm

2.Các phương pháp sản xuất soda

2.3 Phương pháp Solvay

• Sản xuất soda dựa vào 2 cấu tử chính : NaCl, CaCO3

2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2

• Sản xuất trực tiếp là không thể Để đến sản phẩm cuối cùng cần qua nhiều bước

• Giải nhiệt 2 NaHCO3 = Na2CO3 + CO2

• Tái sinh

2.3.1 Cơ sở phương pháp

2.Các phương pháp sản xuất soda

2.3 Phương pháp Solvay

• Sản xuất soda dựa vào 2 cấu tử chính : NaCl, CaCO3

2NaCl + CaCO3 = Na2CO3 + CaCl2

• Sản xuất trực tiếp là không thể Để đến sản phẩm cuối cùng cần qua nhiều bước

• Giải nhiệt 2 NaHCO3 = Na2CO3 + CO2

• Tái sinh

2.3.1 Cơ sở phương pháp

2.Các phương pháp sản xuất soda

2.3 Phương pháp Solvay

2.3.2 Ưu nhược điểm

• Nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm

• Chất lượng soda rất cao

• Tạo lợi thế cạnh tranh trên thị trường

• Hiệu suất sử dụng nhiên liệu ban đầu thấp

• Thải ra một lượng phế thải lớn cần xử lý

• Chi phí năng lương cao

• Đầu tư cơ bản cho xây dựng khá lớn

Ưu điểm

Nhược điểm

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.1 Dây chuyền sản xuất

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.1 Dây chuyền sản xuất

Các dòng ra chính của quá

trình sản xuất soda

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất.

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất

Thành phần tiêu biểu của dung dịch trước và sau quá trình làm sạch

3.2.1 Chuẩn bị dung dịch nước bão hòa sạch.

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất

3.2.2 Chuẩn bị sữa vôi và CO2

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Cac giai đoạn trong quá trình sản xuất

3.2.3 Amôn hóa nước muối bằng NH3

• Hấp thụ NH3 vào dung dịch muối NaCl là phản ứng

tỏa nhiệt nên cần làm lạnh dung dịch để tăng khả năng hấp thụ.

NaCl + NH3 + H2O = NaCl +NH4OH

Nhiệt dộ của dung dịch muối vào 300C

Sau khi hấp thụ nhiệt độ ra khoảng 36-42 oC

• Trong dây chuyền có khu tái sinh NH3 để sử dụng

• Trong quá trình có sự thất thoát NH3 nên cần có một

dòng NH3 để bù đắp tổn thất.

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Dây chuyền sản xuất

3.2.3 Cacbonate hoa dung dich amon tạo sodium

bicarbonate ( NaHCO • Dòng dung dịch ra khỏi giai đoạn hấp thụ NH3 ) 3 được làm

lạnh bằng bơm rồi đưa vào khu tao NaHCO3

• CO2 (nén 60 Psia) được hấp thụ vào dung dịch NaCl đã hấp thụ NH3 để tạo ra NaHCO3

NH4OH + CO2 =(NH4)2CO3 + H2O

(NH4)2CO3 + CO2 +H2O = 2 NH4HCO3

NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4Cl

• Nguồn CO2 tận dụng CO2 sinh ra từ quá trình nung đá vôi và thu hồi và tái sinh CO2 từ quá trình nhiệt giải

NaHCO3 để thu được soda.

• Nhiệt độ quá trình 50-60oC

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất

3.2.4 Tách sodium bicarbonate từ nước cái

• Tiến hành trong thiết bị lọc lý tâm hay lọc chân không

• Sau khi lọc thì sodium bicarbonate được đưa sang nung để phân giải thu soda Nước sau khi lọc được đưa đến khu chưng cất thu để thu hồi NH3.

• Sản phẩm thu được : sodium bicarbonate thô cần phải được nung để chuyển hóa thành soda

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất.

3.2.5 Phân giải sodium carbonate thu soda

Phản ứng phân giải : 2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 +H2O Nhiệt độ phân giải 160o C -230o C

Sản phẩm : Soda nhẹ Pha khí : CO2 , H2O , NH3Dòng khí này được làm lạnh để ngưng tụ nước và đưa đến khu chưng cất để thu hồi NH3 Dòng khí sạch ( hàm lượng CO2 cao ) được nén và đưa về khu vực tạo sodium bicarbonate

Soda nhẹ đưa thêm nước vào và sấy thì tăng khối lượng riêng và

ta thu được soda nặng Đây là sản phẩm cuối cùng

3.Dây chuyền sản xuất soda theo

phương pháp Solvay

3.2 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất.

3.2.6 Tái sinh Amoniac

• Phương trình : Ca(OH)2 + NH4Cl = CaCl2 + NH3 +H2O