《氯碱工业 》ppt课件.ppt

,氯碱工业,追寻化工发展史体悟科技强国情,以烧碱为例,1、1924-1940年：共进口烧碱约20万吨，外流白银2500万两；2、1949年解放前：全国烧碱生产能力约1.5万吨，产量规模只相当工业发达国家的一座小型工厂；3、2000-2008年：中国烧碱产量 一起去追寻烧碱生产技术的演变历史,分散制取（1）Cl2的制取：4HCl+MnO2 MnCl2+Cl2+2H2O （2）石灰纯碱法（苛化法）制氢氧化钠： Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3 （因反应需加热，氢氧化钠谓之为烧碱） 缺点：原料复杂，设备要求高，耗能高，污染大，副产品多，产量小，产品纯度低。,1最早的氯气与烧碱的制取方法,讨论并思考运用电解的方法制备氯气与烧碱,1、气体分别在哪一极产生？滴入酚酞后哪一极附近的溶液先变红？解释原因并写出化学反应方程式。2、氯气在溶液中产生后，刚开始时会不会大量溶解？为什么？3、电解一段时间后，氯气的溶解程度会有什么变化？为什么？4、电解一段时间后，溶液中存在的溶质的成分有哪些？5、电解饱和食盐水的产物H2、Cl2、NaOH都是极具应用价值的原料，用这种装置在工业上制取这三种物质是否适合？说明原因。,再作进一步思考,如要用电解饱和食盐水的方法制取纯净的烧碱、氯气和氢气，主要要解决哪些方面的问题？,主要应解决以下三个问题：1、氯气不能与氢气混和防止产品不纯净或混合引起爆炸。2、氯气不与氢氧化钠反应防止生成次氯酸钠，使产品氢 氧化钠不纯净。3、氢氧化钠中还混有氯化钠产品氢氧化钠不纯净。,看一看随着近代大功率直流发电机的出现，在电解时工业上是如何用解决上述问题的！,大型直流发电机制造成功，电解法得以出现,2.电解法：（1）隔膜法：立式隔膜电解槽 优点： a.隔膜把阳极室和阴极室隔开，能阻止气体 通过防止氢气和氯气相混合而引起爆炸 b.能较好地避免氯气与氢氧化钠反应生成次 氯酸钠，影响烧碱的质量。 缺点：产品烧碱中还含有食盐 ;投资多、能耗高（2）水银法: 虽产量较高,能耗也较低,但由于在生产过 程中使用的水银即汞产生的严重污染已被淘汰.,工业电解饱和食盐水的设备 立式隔膜电解槽,思考:这种立式隔膜电解槽是否完全解决了上面提出的问题?产品是否还有缺陷?,进一步再作反思,1、氢氧化钠是在哪一极产生的？2、氯化钠中哪一种成分对于氢氧化钠是有效成分？3、从离子的角度来看，氢氧化钠不纯净，就是因为其中混有了什么离子？(观看动画)4、应该怎样避免氯离子的混入又不影响氢氧化钠的生成呢？（观看动画）,高分子材料的出现催生 膜交换生产技术产生,（3）（阳）离子交换膜法： 阳离子交换膜原理优点：产品纯度高，产量高， 可大规模生产，电能 消耗低，建设费用低。,对比与分析,三种不同历史时期的氯碱工业的制备原理比较,熟石灰与碳酸钠反应（制Cl2用MnO2与浓盐酸反应）,原材料价格高、产量低、设备复杂、产品纯度低,电解饱和食盐水,电解饱和食盐水,生产规模大、设备简单；烧碱产品含杂质,产品纯度高，设备工艺简单,没有大功率直流电机,没有高分子功能膜,化学原理与技术应用的关系,1、从理论知识到实际运用是有区别的，理论应用到实际工业生产需要有工艺的支持。2、工艺的发展与技术、设备、原材料等的发展有密切的联系。3、 氯碱工业的发展过程体现了理论与工艺的联系，体现了工业生产水平的提高需理论、工艺、设备等多方面配合、多方面支持的特点。,与氯碱工业相关的化工产品,与氯碱工业产品相关工业的简介,1.氢氧化钠：氢氧化钠的用途2.氯气：氯气的用途3.氢气：氢气的用途,与氯气相关的庞大化工家族,氯碱工业以盐水为原料，电解制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气往往就地消化进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品，目前我国生产200多种氯产品，主要品种70多个。近几年我国不少氯碱企业以石油化工产品为原料大力发展有机氯产品，逐步取代以煤焦油、农副产品为原料的路线，加大科技投入，研发高科技精细化工氯产品，如高分子化合物及氯化聚合物(聚氯乙烯、氯化橡胶、聚偏二氯乙烯及其共聚物、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯)、环氧化合物(环氧氯丙烷)、光气系列产品(光气、双光气、三光气)、甲烷氯化物(一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳)、含氯中间体(氯苯和硝基氯苯、氯乙酸、氯化苄、氯乙酰氯、氯化亚砜)等。,我国氯碱工业的发展与现状,1.中国已成为世界级氯碱生产大国:氯碱产能2.离子膜法比重迅猛上升:离子膜法比重3.我国氯碱工业发展的几个重大事件:一二三4.不容忽视的存在的问题(1)生产工艺有待改进,能耗还比较大:能耗状况 (2)行业分散度大,集中度低,整合困难:分布情况 (3)装置连续运行时间短，离子交换膜使用寿命 不够长:离子膜使用情况 (4)盐耗高于国外先进水平 :盐耗情况,中国已成为世界氯碱生产大国 烧碱产能发展迅猛,万吨,全球烧碱产能,中国烧碱产能,产能占世界比例（R）,36,33,29,23,19,18,16,14,14,0,2000,4000,6000,8000,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,2008,0,10,20,30,40,2000年,2008年,离子膜法1557万吨63%,隔膜法915万吨37%,离子膜法208万吨26%,隔膜法584万吨73%,其它1%,离子膜法比重迅猛上升,2008年离子膜烧碱产能是2000年的7.5倍！,我国PVC生产商情况,国外PVC生产商情况,美国：现有生产企业8家左右， 能力达100万吨的生产企业有4家， 平均规模76万吨,日本：现有5家生产企业，平均规模47万吨,总数： 2008年，生产企业超过100家，平均规模16万吨 50万吨以上的企业仅有4家,行业集中度低，整合步履艰难,我国离子膜使用情况,我国采用离子膜法电解技术装置已近20年，除少数几家技术水平、管理水平较高的企业之外，能够连续运行3个月以上的装置很少，全年计划外停产次数少则几次，多则十几次，甚至达数十次。而国外先进水平的企业大多计划外停产全年只有2、3次。同样的电解槽，同样的膜，同样的电解工艺，我国的膜寿命一般只有24年，平均2.5年，而国外的膜寿命可达36年，甚至更长。我国计划外故障停产次数每年如能保持在二三次，则离子交换膜寿命有望超过4年。,我国离子膜法制高纯烧碱能耗情况,我国离子膜法烧碱的平均电耗2286kWh/t，与国外先进水平相差17%43%。我国离子膜法制高纯烧碱的蒸汽消耗平均为0.67t(折标煤95.7kg)。有些厂家未经蒸发而直接按30%液碱出售，而日本的蒸汽消耗只有0.343 t(折标准煤49kg)，综合能耗国内平均水平比国外高31%左右。,我国离子膜法制烧碱的盐耗情况,国外离子膜法烧碱的盐耗一般在1.5t以下，国内盐耗一般在1.551.60 t，甚至有些厂高达1.671.76t，相差50kg左右。,我国氯碱工业发展的几个重大事件一,我国实业家吴蕴初于1929年在上海创办了我国第一个氯碱化工厂：上海天原化工厂。既现在的上海化工总厂前身。,我国氯碱工业发展的几个重大事件二,全氟离子交换膜正式进入产业化生产。2005年5月19日，总投资12亿元的山东东岳集团“东岳国际氟硅材料工业园”二期工程动工兴建。该工程主要包括被列为国家863计划重大科技攻关项目的年产500吨全氟离子交换树脂和离子膜项目。该项目的建成，使我国成为继美国、日本之后，世界第三个有拥有全氟离子交换膜生产能力的国家。,我国氯碱工业发展的几个重大事件三 打赢一场国际官司,氯碱工业中的一个重要环节就是将氯化钠盐水中的硫酸钠分离出来，即通常所说的除硝。国际上较为先进的除硝技术即“浓的盐水溶液的纳滤方法”，也称SRS法。专利权归加拿大阿克克瓦纳公司所有。2008年4月，南京九思的膜技术专家在经过文献的查阅与分析后认定，在阿克克瓦纳公司申请专利之前，此办法已经公开发表。于是他们向国家知识产权局专利复审委员会递交了专利无效请求。在九思公司等待开庭审理的时候，阿克克瓦纳加拿大公司主动放弃了该专利的专利权。这是我国膜领域企业打赢的第一场针对跨国公司的专利无效官司。在清除了专利壁垒后，该技术将会被更多氯碱企业采用，且比传统方法至少节省80%的运行成本，给氯碱企业带来极大的经济效益与环保效益。返回,请你当回设计师,从离子交换膜的应用原理角度思考，如何用电解的方法以Na2SO4为原料制取氢氧化钠和硫酸。,广大化工行业天高海阔，有待同学们去驰骋！去创造！,更多氯碱工业知识链接请点击：,中国氯碱网（),请多提宝贵意见，谢谢！,4、教学必须从学习者已有的经验开始。杜威5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。贝尔纳6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。徐特立7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。朱自清8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。列宁9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。华罗庚10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。苏霍姆林斯基11、学会学习的人，是非常幸福的人。米南德12、你们要学习思考，然后再来写作。布瓦罗14、许多年轻人在学习音乐时学会了爱。莱杰15、学习是劳动，是充满思想的劳动。乌申斯基16、我们一定要给自己提出这样的任务：第一，学习，第二是学习，第三还是学习。列宁17、学习的敌人是自己的满足，要认真学习一点东西，必须从不自满开始。对自己，“学而不厌”，对人家，“诲人不倦”，我们应取这种态度。毛泽东18、只要愿意学习，就一定能够学会。列宁19、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造，那他的一生永远是模仿和抄袭。列夫托尔斯泰20、对所学知识内容的兴趣可能成为学习动机。赞科夫21、游手好闲地学习，并不比学习游手好闲好。约翰贝勒斯22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，自然哲学使人精邃，伦理学使人庄重，逻辑学使人善辩。培根23、我们在我们的劳动过程中学习思考，劳动的结果，我们认识了世界的奥妙，于是我们就真正来改变生活了。高尔基24、我们要振作精神，下苦功学习。下苦功，三个字，一个叫下，一个叫苦，一个叫功，一定要振作精神，下苦功。毛泽东25、我学习了一生，现在我还在学习，而将来，只要我还有精力，我还要学习下去。别林斯基13、在寻求真理的长河中，唯有学习，不断地学习，勤奋地学习，有创造性地学习，才能越重山跨峻岭。华罗庚52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做！你是个人你就会做！60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东西。64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。65、再冷的石头，坐上三年也会暖。66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利，是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。73、只要路是对的，就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。3、上帝助自助者。24、凡事要三思，但比三思更重要的是三思而行。25、如果你希望成功，以恒心为良友，以经验为参谋，以小心为兄弟，以希望为哨兵。26、没有退路的时候，正是潜力发挥最大的时候。27、没有糟糕的事情，只有糟糕的心情。28、不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。29、打开你的手机，收到我的祝福，忘掉所有烦恼，你会幸福每秒，对着镜子笑笑，从此开心到老，想想明天美好，相信自己最好。30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。31、生活中若没有朋友，就像生活中没有阳光一样。32、任何业绩的质变，都来自于量变的积累。33、空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任何事情。34、不大可能的事也许今天实现，根本不可能的事也许明天会实现。35、再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双脚也无法到达。,