1、2014 学年第 2 学期函授 13化学工程（专升本）专业化工工艺学课程教案4课时/次 共10次 40课时教师： 教研室： 1 第一章 合成氨原料气的制备教学目的：掌握优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程的基本原理；原料和工艺路线；主要设备和工艺条件的选择；消耗定额的计算和催化剂的使用条件。教学重点：优质固体燃料气化、气态烃蒸汽转化、重油部分氧化等不同原料制气过程。教学难点：消耗定额的计算和催化剂的使用条件。新课内容：第一节 固体燃料气化法一、概述固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）气化：用氧或含氧气化剂对其进行热加工，使碳转变为可燃性气体的过程。气化所得的可燃气体称为煤气
2、，进行气化的设备称为煤气发生炉。二、基本概念1、煤的固定碳；固体燃料煤除去灰分、挥发分、硫分和水分以外，其余的可燃物质称为固定碳。2、煤的发热值：指 1 公斤煤在完全燃烧时所放出的热量。3、标煤：低位发热值为 7000kcal/kg 的燃料 4空气煤气：以空气作为气化而生成的煤气其中含有大量的氮(50以上 )及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氢气。5混合煤气(发生炉煤气)：以空气和适量的蒸汽的混合物为气化剂生成的煤气，其发热量比空气煤气为高。在工业上这种煤气一般作燃料用。6水煤气：以蒸汽作为气化剂而生成的煤气，其中氢及氧化碳的含量高在 85以上，而氮含量较低。7半水煤气：以蒸汽加适量的空气或
3、富氧空气同时作为气化剂所创得的煤气或适当加有发生炉煤气的水煤气，其含氮量为 2122。三、气化对煤质的基本要求(1)保持高温和南气化剂流速(2)使燃料层各处间一截而的气流速度和温度分布均匀。这两个条件的获得，除了与炉子结构(如加料、排渣等装置)的完善程度有关外，采用的燃料性质也具有重大影响。1 水分：12506 机械强度和热稳定性机械强度是指它的抗破碎力。煤的机械强度决定于煤的岩相组成、矿物质的含量、分布及碳此的程度。燃料的热稳定性是指燃料在受高温后粉碎的程度。燃料之所以受热后不稳定，主要是由于下述三个原因；（1）在燃料层准备阶段(即干燥和干馏时)，释出水分和有机物的过程中，燃料裂碎。（2）燃
4、料中的碳酸盐受热分解为二氧化碳。(3)燃料受热时，内外温度差大，以及由于夹石等膨胀系数不同而碎裂。7 燃料的成渣性能燃料的成渣性能是指燃料在气化时是否易于烧结成渣。8、粘结性粘结性是煤在高温下干馏粘结的性能。9、燃料粒度 25100mm入炉燃料粒度大小和粒度范围，影晌气化时的质交换和热交换条件。四、煤气化的基本原理CO2+3.76N2=CO2 +3.76N2CH2O=CO+H2第二节 烃类蒸汽转化一、烃类蒸汽转化的原料 气态烃包括天然气、油田气、炼厂气、焦炉气及裂化气等；液态烃包括原油、轻油和重油。其中除原油、天然气和油田气是地下药藏的天然矿外，其余皆为石油炼制工业、炼焦工业和基本有机合成工业
5、的产品。二、合成氨对原料气的要求 （1）氢氮比3：1 （2） 甲烷含量小于0.5% （3） 有害物质少三、化学反应及化学平衡 在蒸汽转化过程中，各种烃类主要进行如下反应：甲烷蒸汽转化反应：四、工艺条件 (1)水碳比，表示转化操作所用的工艺蒸汽量。在约定条件下，水碳比愈高，甲烷平衡含量愈低。(2)温度 烃类蒸汽转化是吸热的可逆反应，温度增加，甲烷平衡含量下降。反应温度每降低10，甲烷平衡含量约增加1-1.3(3)压力 烃类蒸汽转化为体积增大的可逆反应，增加压力，甲烷平衡含量也随之增大。（4）二段转化的空气量：加入空气量的多少，可从二段炉出口温度上反映出来，但不能它来控制炉温和出口甲烷含量的手段。
6、因为空气量的加入有合成反应的氢氮比决定。（5）二段出口甲烷含量：二段炉出口残余甲烷每降低0.1，合成氨产量可增加1.1-1.4。一般控制在0.2-0.4。五、反应机理（反应的微观步骤） 五、催化剂 甲烷蒸汽转化是吸热的可逆反应，提高温度对化学平衡和反应速度均有利。但无催化剂存在时，温度1000反应速度还很低。因此，需要采用催化剂以加快反应速度。由于烃类蒸汽转化是在高温下进行的，并存在着析炭问题，因此，除了要求催化剂有高活性和高强度外，还要求有较好的耐热性和抗析炭性。1催化剂的组成(1)活性组分和促进剂 (2)镍催化剂的载体 2催化剂的还原转化催化剂大都是以氧化镍形式提供的，使用前必须还原成为具
7、有活性的金屑镍，其反应为3催化剂的中毒与再生当原料气中含有硫化物、砷化物、氯化物等杂质时，都会使催化剂中毒而失去活性。催化剂中毒分为暂时性中毒和永久性中毒。六、工艺流程 九、主要设备一段转化炉： 二段转化炉第三节 重油部分氧化一、工艺条件1.温度：一般认为甲烷与蒸汽及蒸汽的转化反应是重油气化的控制步骤。反应方程为：CH4+H2OCO+3H2C+H2OCO+H2热力学分析：均为可逆吸热反应，提高温度可提高甲烷与碳黑的平衡转化率。动力学分析：提高温度有利于提高甲烷和碳黑的转化反应速率。国内T720C）：反应速度随温度升高再增加，但增加幅度小。提高焙烧速率的途径： 1. 提高焙烧温度但不宜太高，温度
8、太高会使炉内结疤，焙烧反而不能顺利进行。通常温度范围为850950C. 2. 减小硫铁矿粒度可增加矿粒与空气的接触面积，对第三阶段速度增加有利。焙烧前应适度破碎矿石。 3. 增加空气与矿粒的相对运动相对运动增强，矿料表面氧化铁得到更新，能减小对气体的扩散阻力，故采用沸腾焙烧方式，使矿粒与空气充分接触。 4. 提高入炉空气氧含量氧气浓度越高，焙烧速率越大，但富氧焙烧不经济，一般采用充足空气焙烧。二、炉气净化 【炉气中有害成分】 矿尘(一般为150-300g/m3） 水蒸气和SO3 砷和硒的氧化物 氟化物 【步骤】干法除尘湿法除尘静电除雾器干燥塔第三节 二氧化硫的催化氧化一、二氧化硫催化氧化的基本
9、原理二、反应动力学 1.钒催化剂 目前硫酸工业中二氧化硫催化氧化反应所用催化剂仍然是钒催化剂，也称为钒触媒。以五氧化二钒（V2O5含量5%10%为主催化剂，氧化钾（K2O）为助催化剂，以硅藻土（主要成分是SiO2）为载体而制成的。 2.二氧化硫催化氧化反应速率 在工业生产条件下，作为气-固相催化反应的二氧化硫催化氧化，其气流速率已足够大，不会出现外扩散控制。 关于二氧化硫催化氧化反应机理，目前尚无定论，有的认为二氧化硫在催化剂表面的氧化过程包括以下六个步骤： 氧分子从气相中扩散到催化剂表面， 氧分子被吸附到催化剂表面 氧分子断键，形成活化氧原子 二氧化硫吸附到催化剂表面 吸附在催化剂表面的二氧
10、化硫与氧原子进行电子重排，形成三氧化硫 三氧化硫分子从催化剂表面脱附，扩散进入气相主体 三、最佳工艺条件三、最佳工艺条件根据平衡转化率和反应速率综合分析，二氧化硫催化氧化的工艺条件主要涉及反应温度、起始浓度和最终转化率等三个方面。第四节 三氧化硫吸收及尾气处理一、基本原理 二氧化硫转化为三氧化硫之后，气体进入吸收系统用发烟硫酸或浓硫酸吸收，制成不同规格的产品硫酸。吸收过程可用下式表示： SO3（g）+H2O(l)H2SO4(l) H298O=-134.2kJ (151)影响发烟硫酸吸收过程的主要因素 吸收系统生产发烟硫酸时，首先将净转化气送往发烟硫酸吸收塔，用于产品酸浓度相近的发烟硫酸喷淋吸收
11、。 用发烟硫酸吸收SO3的过程并非单纯的物理过程，属化学吸收过程。一般情况下，该吸收过程属于气膜扩散控制，吸收速率取决于传质推动力、传质系数和传质面积的大小，即：二、工业尾气的治理方法有三种：1、催化燃烧法。该方法利用某种催化剂来分解或使有机废气燃烧后变成无害气体。缺点是不能回收有机物质，只有投入，而不产生任何经济效益。2、吸收法。该方法是以特定的某种化学液体来吸收有机废气，然后再进行分离。这种方法的回收率太低，局限性也较大，由于前期投资及运行成本都很高，导致经济效益不明显。3、吸附法。该方法以活性炭物理吸附为主，具有应用范围广，运行成本低，可回收利用，经济效益显著等特征。吸附法又分活性炭颗粒
12、吸附和活性炭纤维吸附两种方法。比较而言，作为一种新兴的吸附材料，活性炭纤维又比活性炭颗粒更经济有效。本课小结：本章主要讲授了硫铁矿沸腾焙烧、炉气的净化及干燥原理；主要工艺条件及典型工艺流程；二氧化硫催化氧化的化学平衡及动力学。5 第五章 硝酸教学目的：掌握氨氧化反应的化学平衡及动力学，反应用催化剂及工艺条件；一氧化氮氧化反应的热力学及动力学；氮氧化物吸收工艺条件的选择及氮氧化物尾气处理。教学重点：氨氧化反应的化学平衡及动力学，反应用催化剂及工艺条件。教学难点：一氧化氮氧化反应的热力学及动力学；氮氧化物吸收工艺条件的选择及氮氧化物尾气处理。新课内容：第一节 概述硝酸，HNO3 ，分子量 63.0
13、1，为无色液体，有挥发性。有刺激性气味，并有强烈腐蚀性。是制造化肥、有机产品的重要原料，并广泛用于军事工业。1824年，Henry试验证明，氨通过海绵状的铂(Pt)，在高温下能与氧反应生成氮的氧化物。1908 年，德国人首先建成氨与空气在氧化炉内通过卷成螺旋状的铂催化剂、规模为3t/d硝酸(53%)的工厂。1913 年，合成氨生产问世，从此氨氧化法成为世界生产硝酸的主要方法。中国第一套硝酸装置于1935年在上海天利氮气制品厂投产，规模为7t/d 。1968年建成中压法装置，1976年引进大型双加压法生产技术。当前各国硝酸生产采用大机组、提高系统压力、提高产品浓度、较低消耗、减少排放的发展趋势。
14、 硝酸是强氧化剂，其氧化性与浓度有关。在浓硝酸中，氧化性占主要作用；水稀释后，氧化性减弱，酸性占更显著。除金(Au)、铂(Pt)、钽(Ta)、铑(Rh)、铱(Ir)外，浓硝酸几乎能氧化所有的金属。 3体积浓盐酸与1 体积浓硝酸混合，形成“王水”，能溶解所有的金属。 纯硝酸静置时，在光或热作用下，会分解成NO2和O2，水稀释后，分解作用降低。第二节 稀硝酸的生产工业上制取硝酸，均采用NH3气固相催化氧化成NO，进一步氧化成NO2，然后用水吸收生成硝酸。总反应式为：上述反应过程生成60%的硝酸水溶液。OHNHO2234 molkJOHaqNOgN /6.432.)(32.1)( 33 一、NH3催
15、化氧化1、 氨氧化反应氨与氧的催化反应过程，因催化剂性能、反应温度、压力等条件不同，可能发生不同的反应。主要(97%)反应为：2、氨氧化催化剂氨氧化催化剂有铂系催化剂和非铂系催化剂两大类。 铂系催化剂 非铂系催化剂3、氨催化氧化反应动力学4、氨氧化工艺条件的选择选择工艺条件(不可逆反应，主要考虑动力学因素)需要考虑的优化目标有：氨氧化率、生产强度、和铂损失。二、NO的氧化一氧化氮，NO，分子量30.01，是无色气体。易与氧化合，但温度高于670不能氧化。NO能将硝酸分解：NO在水中溶解度很小；常压下，沸点为-151.2，冰点为-161，-151.4液化；临界温度-94，压力6.47MPa。二氧
16、化氮，NO2，分子量46.01，红棕色气体，有毒，有刺激性气味。易发生叠合可逆反应：三、氮氧化物气体的吸收氮氧化物气体中除NO外，各组分都能与H2O按下式反应：四、硝酸生产尾气的处理硝酸生产装置排出的尾气，仍含有一定量带黄色的氮氧化物，通常以NOx表示，污染大气，需要加以处理。美、日规定气体排放NOx最大允许为20010-6，我国规定新建硝酸装置NOx最大含量为30010-6。催化还原法以烃类为还原剂进行催化还原反应来降低系统尾气中NOx含量叫催化还原法。如天然气与尾气中NOx进行反应：为了降低能耗，后来开发了选择性催化还原法。反应温度控制在210270 ，适当催kJ/mol.OHNgH289
17、07645)(4223 molkJOHNO/2.73322olkJON/90.56242molkJH/6.12232 4NO N753OHCNOCH224化剂，使NOx被NH3还原为氮气后排放。也可采用碱液吸收，工业上通常采用氢氧化钠或碳酸钠溶液治理尾气，并得到硝酸钠和亚硝酸钠副产品。五、稀硝酸生产工艺流程稀硝酸生产流程，按操作压力不同分为常压法、加压法及综合法三种。从降低氨耗、提高氨利用率来看，综合法具有明显的优势。其特点是常压氧化、加压吸收，产品酸浓度4753%，吸收效率高达98%。下图为综合法生产稀硝酸的典型工艺流程。第三节 浓硝酸的生产氨为原料直接合成浓硝酸，须先制得液态N2O4，将其
18、按一定比例与水混合，加压通入氧气，按下列反应式合成浓硝酸。工艺过程包括以下几个步骤： (1) NH3的接触氧化；(2) 氮氧化物气体的冷却和过量水的排出；(3) NO的氧化；分两步进行。首先用空气氧化，使氧化度达到9093%，然后用98%浓硝酸进一步氧化：(4) 冷凝生成液态 N2O4，在常压下冷却到21.15冷凝成米黄色的液体，到10时变为淡黄色液体。OHNNO223644562232178OHNaNaOH2322 molkJlHNOlgOlN/83.7)(4)()(23224 OHNO23(5) N2O4合成硝酸。本课小结：本章主要讲授了氨氧化反应的化学平衡及动力学，反应用催化剂及工艺条件
19、；一氧化氮氧化反应的热力学及动力学；氮氧化物吸收工艺条件的选择及氮氧化物尾气处理。6 第六章 氮肥的生产教学目的：掌握尿素的主要化学性质；尿素合成反应原理；尿素合成工艺条件的选择；氨与硝酸中和制造硝铵的基本原理及中和工艺条件的选择。教学重点：尿素的主要化学性质；尿素合成反应原理；尿素合成工艺条件的选择。教学难点：氨与硝酸中和制造硝铵的基本原理及中和工艺条件的选择。新课内容：第一节 尿素生产工艺一、尿素的性质1.尿素(Urea )，碳酰二氨， CO(NH2)2 .2.易水解，60 以上。3.弱碱性，与酸性肥料制成复合肥料。4.加热异构化，高温缩合，用在有机合成工业中。尿素最重要的用途是作肥料，含
20、氮量46%以上。尿素实际上是在土壤中转变成碳酸铵后水解及硝化被植物吸收的。二、尿素的生产方法氨与CO2直接合成尿素： 2NH3+ CO2=CO(NH2)+H2O三、尿素的合成原理（一）合成反应1.甲铵生成反应2NH3(l)+ CO2(g)=NH4COONH2(l) H1=-86.93kJ/mol强放热可逆反应；低温液相中转化率很大，反应很快；加压，反应很快。2.甲铵脱水反应NH4COONH2(l) =CO(NH2) (l) +H2O (l) H1=28.45kJ/mol 微吸热可逆反应；速度较慢，为控速步鄹；转化率5070。反应体系为5组分多相平衡体系，除化学平衡外，还有气液平衡： NH3(g
21、)=NH3(aq) CO2(g)=CO2(aq)H2O(g)=H2O(aq)反应所需设备：水溶液全循环法：在一个合成塔中完成；气提法：分别在甲氨冷凝器和尿素合成塔中进行。（二）化学平衡气液相的多组分混合平衡体系。1.平衡转化率2.平衡转化率的计算多组分多相的混合体系，偏离理想溶液；无法用平衡常数及方程计算；简化法：佛里扎克法，马罗维克法。（三）工艺条件的选择1.温度对于转化率，有极值温度，190200 ；设备腐蚀极限温度， 185200 ；不高于气液平衡温度；综上考虑，略高于转化率极值温度。2.氨碳比L(1)氨过量有利与转化率， CO2过量对转化率无影响；(2)提高氨含量的有利之处：A.提高转
22、化率；B. 加快反应速度，减小设备腐蚀； C.抑制有害副反应；D. 维持合成塔自热平衡，防止超温；(3)氨氮比L的一般取值：水溶液全循环法：L在4 左右；气提法：2.8-2.9。3.水碳比W（1）水的来源：反应生成水，循环水；（2 ）水碳比W增大，降低转化率；（ 3） W对转化率的影响与L有关 L5.65 ,不利影响较小； L5.65 ，危害较大。（4） W增大可增大反应速度，但利小弊多。4.压力压力高于塔顶组成和温度对应的气液平衡压力，保持液相，有利于转化率提高；有惰性气体时，压力略高于平衡压力 。四、尿素合成的工艺流程 （一）水溶液法质 量 尿 素 质 量 尿 素 质 量 总 量原 料 中
23、 量转 化 为 尿 素 的尿 素 转 化 率 22365.1CO（二）气提法第二节 硝酸铵的生产一、硝酸氨的生产方法1.中和法氨气或含氨气体与60的稀硝酸反应2.转化法（1）气态转化法Ca(NO3)2+CO2+2NH3+H2O=2NH4NO3+ Ca(CO3)2 (2)液态转化法Ca(NO3)2+(NH3) 2CO3+H2O=2NH4NO3+ Ca(CO3)2 滤液蒸发即可得硝酸氨。二、氨与硝酸中和制硝酸氨（一）基本原理1.反应NH3(g)+ HNO3(L)=NH4NO3 强放热反应：中和热反应热+稀释热+溶解热.中和热可蒸发水分，得到硝氨的浓溶液或熔融液。2.流程分类（1）多段流程：先得稀硝
24、氨溶液，后蒸发。（2）一段流程：利用中和热得硝氨熔融液。加压，0.20.5MPa,国外常用；常压，国内常用。3.反应动力学氨在液相中的扩散为控速步，反应宜在液相进行。（二）工艺条件原则：氨损失最小，充分利用中和热1.压力压力增大，氨损失减少；加压，0.20.5MPa；常压， 0.110.13MPa。2.硝酸浓度浓度增大，放热多，硝氨浓度高;温度高，硝酸损失增大。一般，4358。3.硝酸用量硝酸宜稍过量，减小氨损失；增大硝酸损失与再中和负担；每升游离酸00.1g。三.稀硝氨溶液的蒸发中和后硝酸铵溶液较稀，需进行蒸发浓缩。1.熔融液浓度造粒塔结晶： 98.599.5；冷却辊结晶： 9797.5；盘
25、式结晶器：94.595；粉状结晶：88922.为降低沸点，蒸浓应在真空下进行。蒸发一般采用两段蒸发，第一段用立式液膜式蒸发器。物料停留时间很短，硝铵不易热分解。采用的真空度常为66.773.3kPa.经一段蒸发后，硝铵溶液粘度增大，第二段用卧式蒸发器。操作真空度为80kPa左右。3.加尿素稳定剂减轻热分解；硝氨质量的0.11.0。四、结晶干燥1.结晶种类农用颗粒状结晶，工业用细粉粒结晶，鳞片状结晶2.干燥一般利用结晶过程中的结晶热和浓缩热。3.设备针状真空结晶机：工业用粉状结晶造粒塔：农用颗粒状结晶冷却辊结晶：鳞片状结晶盘式结晶器：粉状或鳞片状螺旋式结晶器：粉状或鳞片状五、常压中和流程直接利用
26、合成氨氨冷器蒸发出的0.150.25MPa气氨中和。采用硝酸浓度4549%并预热到60C中和时，出口硝铵浓度为6265%。中和反应区温度为120C，可利用这反应热使溶液浓缩到8285%。本课小结：本章主要讲授了尿素的主要化学性质；尿素合成反应原理；尿素合成工艺条件的选择；氨与硝酸中和制造硝铵的基本原理及中和工艺条件的选择。7 第七章 磷肥和复合肥料、钾肥教学目的：掌握磷酸的性质；磷酸的生产方法；生产湿法磷酸、热法磷酸的基本原理及主要工艺条件的选择；复合肥料的生产流程。掌握氯化钾生产的基本原理及主要工艺条件的选择。教学重点：磷酸的性质；磷酸的生产方法；氯化钾生产的基本原理及主要工艺条件的选择。教
27、学难点：生产湿法磷酸、热法磷酸的基本原理及主要工艺条件的选择新课内容：第一节 磷肥和复合肥料一、磷酸的生产方法（一）磷酸 phosphoric acid 正磷酸：H3PO4，纯净的磷酸是无色晶体或白色固体，熔点42.3，可与水以任意比互溶。 市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液，磷酸含量83-98%。磷酸盐磷酸盐有三类：正盐（含PO43-）磷酸一氢盐（含HPO42-）磷酸二氢盐（含H2PO4-）溶解性规律正盐和一氢盐：除钾、钠、铵等少数盐外，其余都难溶于水，但能溶于强酸二氢盐：都易溶于水（二）磷酸的生产方法1、湿法磷酸用酸分解磷矿制得磷酸，酸的用量较多化学反应硫酸与磷矿反应，磷矿主要成分是氟磷
28、灰石Ca5F(PO4)3+5H2SO4+nH3PO4=(n+3) H3PO4+5CaSO4mH2O+HFCaSO4结晶可形成三种形式：CaSO4(硬石膏)、 CaSO40.5H2O (半水石膏、熟石膏) CaSO42H2O (二水石膏、石膏、生石膏)生产工艺流程 2、热法磷酸将黄磷加工成磷酸生产步骤1由磷矿制得磷； 2磷通过氧化、水化制得磷酸电炉法制黄磷Ca3(PO4)2+5C+2SiO2=P2(g)+5CO(g)+Ca3Si2O7(l) H=1548KJ磷矿中的杂质Al2O3、Fe2O3等参与反应Ca3(PO4)2+5C+ 3Al2O3 =P2(g)+5CO(g)+3(Al2O3CaO) H
29、=1615KJ二、复合肥料生产第二节 钾肥氯化钾的生产：氯化钾;potassium chloride 分子式：KCl 性质：无色立方结晶或白色结晶。密度1.984g/cm3。熔点770，沸点1413，加热至1500时则升华。易溶于水。溶于乙醚、甘油。微溶于乙醇。不溶于盐酸。在水中的溶解度随温度的升高而迅速增加。有吸湿性。易结块。KCl很稳定，加热只能熔化变成液体，再继续加热会气化。生产方法有四种。(1)浮选法 采用浮选剂从含钾矿浆生产氯化钾的方法。基于氯化钾和氯化钠晶体表面有不同程度被水润湿的性质，当加入浮选药剂后，即能改变他们的表面性质，扩大他们的表面润湿性差异，鼓入空气后产生小气泡，氯化钾
30、晶体附着在小气泡上形成泡沫上升到矿浆表面。所用浮选剂包括：捕收剂，含有1618个碳原子的脂肪胺。调节剂，调节捕收剂和起泡剂的作用，改善浮选条件，一般有三种：抑制剂，如淀粉、硫酸铝等；活化剂，如铅盐、铋盐等；调整剂，如碳酸钠、硫酸钠等。起泡剂，松油和二恶烷和吡喃系的单原子和双原子醇类。(2)光卤石法原料为光卤石矿时，其方法有：全溶法，用加热到105的饱和氯化钠的卤水溶解光卤石，分离去氯化钠和不溶物后，将所得澄清液冷却到25，析出氯化钾晶体，经洗涤、干燥即得。母液经蒸发浓缩，回收其中氯化钾后，一部分排放，一部分返回溶浸光卤石矿。此法所得产品质量好，但能耗高。冷分解法，在常温下用卤水或水溶解光卤石，
31、得到粒度很小的氯化钾，用重力或离心力分离出氯化钾，再经洗涤、干燥即得氯化钾含量90的产品，细度小于200目。以盐田光卤石为原料生产氯化钾的方法有：冷分解浮选法，用浮选药剂富集氯化钾，所得产品质量差，粒度小，已趋于淘汰。冷分解热溶结晶法，与全溶法类似，所得产品质量好，但能耗大。冷结晶法，在冷分解盐田光卤石过程中，控制光卤石加入速度，以维持氯化钾的过饱和度，再将其中氯化钠和氯化镁分离而得氯化钾产品。此法产品粒度大，质量好，能耗和成本较低，但要求光卤石原料中含氯化钠较少。(3)溶解结晶法利用钾盐矿中氯化钾与氯化钠的在不同温度下溶解度的差异进行分离的方法。用加热到100110已结晶分离析出氯化钾母液(
32、卤液)溶浸钾盐矿，其中氯化钾转入溶液，氯化钠和其他不溶物残留在不溶性残渣中，离心分离出残渣，将澄清液冷却后得氯化钾结晶。此法所得产品质量好，对矿石适应性强。适用于氯化钾晶体单体分离颗粒小、组分比较复杂的钾盐矿，但能耗较大。(4)重介质分离法：利用钾石盐矿中石钾盐与石盐的相对密度的不同，加入一种密度介于石钾盐与石盐之间的介质而使他们分离的方法。重介质悬浮液可用硫铁矿粉(或硅铁粉)和饱和卤水配制。此法适用于大颗粒、高品位的钾石盐矿的分离。如粒度小于1mm者，因内附着力导致颗粒间无选择性的附聚作用，不能采用此法。食用和药用氯化钾由工业级氯化钾加蒸馏水溶解成饱和溶液，加入脱色剂，除砷剂和除重金属剂进行
33、溶液提纯，经沉淀，过滤，冷却结晶，离心分离，干燥制得。用作营养增补剂，胶凝剂、酵母食料，代盐剂。与食盐一样可用于农产品、水产品、畜产品、发酵、调味、罐头、方便食品等的调味剂，制成低钠产品。还用于强化钾供人体电解质用，配制运动员饮料。医药上用作利尿药和防治缺钾症的药物。用于制造碳酸钾等钾盐、生产G盐和活性染料。用于照相，电镀，钢铁热处理。也可用作消焰剂。本课小结：本章主要讲授了磷酸的性质；磷酸的生产方法；生产湿法磷酸、热法磷酸的基本原理及主要工艺条件的选择；复合肥料的生产流程；氯化钾生产的基本原理及主要工艺条件的选择。8 第八章 氨碱法制纯碱教学目的：了解纯碱的各种生产工艺，氨碱法制纯碱的基本原
34、理。掌握石灰石煅烧的基本原理以及理论分解温度的计算；氨盐水碳酸化过程反应机理及钠、氨利用率和碳化度的计算。教学重点：石灰石煅烧的基本原理以及理论分解温度的计算。教学难点：氨盐水碳酸化过程反应机理及钠、氨利用率和碳化度的计算。新课内容：第一节 概述一、纯碱的性质和用途Na2CO3，纯碱，苏打，碱灰。易溶于水，在35.4有最大溶解度，温度高于35.4时溶解度下降。工业纯度为99%（以Na2O）。与水生成1（ 35.4及以上，碳氧），7（3235.4，温度较窄无工业价值）， 10（32-2.1 ，晶碱或者洗涤碱，易风化生成1水碳酸钠）三种水合物。分类：超轻质，轻质，重质纯碱。化学性质：强碱性，高温分
35、解，易生成氧化钠。用途：纯碱是重要的化工原料。其年产量在一定程度上反映一个国家化学工业的发展水平。自2003年起，我国纯碱工业在世界上稳居第一二、工业生产方法生产历史：天然碱，草木灰 1791年路布兰法1861年氨碱法（苏维尔法）1942联合制碱法（侯德榜）三、主要原料氯化钠第二节 石灰石煅烧与石灰乳制备一、石灰石煅烧的基本原理作用：产物二氧化碳用于氨盐水碳化；生石灰消化后回收氨。（一）反应的化学平衡与理论分解温度的确定1.煅烧反应CaCO3 (s) = CaO(s)+ CO2 (l)体积增大的吸热可逆反应自由度独立组分数-相数+21温度和平衡压力一个确定，另一个随之而定。2.理论分解温度CO2分压为0.1MPa时的最低分解温度；理论上为1180 。（二）窑气中CO2浓度的计算 CO2的来源 ：碳酸钙和少量碳酸镁分解
