Каустикалық сода

1.Каустикалық сода.
2.Каустикалық соданы өндірісінің әдістері
3.Каустикалық сода өндірісінің қалдықтары және оларды қайта өңдеу әдістері.

Натрий гидроксиді немесе каустикалық сода (NаОН)-ақ түсті ылғалданған зат. суда жақсы еритін күшті сілті. Қатты түрдегі ол түссіз,инелі,кристаллды масса,ылғал тартқыш. Оның кептіргіш ретінде қолданылуы осы қасиетіне негізделген.
Суда өте жақсы ериді, ол жасанды жібек, сабын, органикалық бояу, қағаз, текстиль және т.б. өндірістерінде көптеп қолданылады. өнім түрінде қатты және сұйық түрінде шығарылады. Қатты түріндегі натрий гидроксиді 2 маркалы: А және Б сәйкесін-ше химиялық және диафрагмалық түрінде шығарылса, сұйық күйінде 5 маркалы: А сынаптық, Б диафрагмалық сапаландырыл-ған, В диафрагмалық, Г және Д химиялық. Каустикалық соданы өндірісте 3 түрлі әдіспен алады. Олар: әкті, ферритті, электрохи-миялық.

1. Т.Г. Ахметов и др. Химическая технология неорганических веществ. В 2кн., кн.1.2002, 688с, кн.2.2002,533с.
2. Технология связанного азота./В.И. Атрощенко, A.M. Алексеев, А.П. Засорин и др. Под ред. акад. АН УССР В.И. Атрощенко/ Киев: Высшая школа. Головное издательство, 1985-327с.
3. Анштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии.- М.: Логос- 2003.-550 с.
4. Позин М.Е., Зинюк Р.Ю. Физико-химические основы неорганической технологии. - СПб.: Химия, 1993. - 437 с.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
1.Каустикалық сода.

2.Каустикалық соданы өндірісінің әдістері

3.Каустикалық сода өндірісінің қалдықтары және оларды қайта өңдеу әдістері.

Кауистикалық сода

Натрий гидроксиді немесе каустикалық сода (NаОН)-ақ түсті
ылғалданған зат. суда жақсы еритін күшті сілті. Қатты түрдегі ол
түссіз,инелі,кристаллды масса,ылғал тартқыш. Оның кептіргіш ретінде
қолданылуы осы қасиетіне негізделген.

Суда өте жақсы ериді, ол жасанды жібек, сабын, органикалық бояу,
қағаз, текстиль және т.б. өндірістерінде көптеп қолданылады. өнім түрінде
қатты және сұйық түрінде шығарылады. Қатты түріндегі натрий гидроксиді 2
маркалы: А және Б сәйкесін-ше химиялық және диафрагмалық түрінде шығарылса,
сұйық күйінде 5 маркалы: А сынаптық, Б диафрагмалық сапаландырыл-ған, В
диафрагмалық, Г және Д химиялық. Каустикалық соданы өндірісте 3 түрлі
әдіспен алады. Олар: әкті, ферритті, электрохи-миялық.

Әкті әдіс-негізінде мына реакция арқылы алынады:

Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3↓

Бұл кезде пайда болған натрий гидроксиді тұнбадан бөлініп алып,
буландырылады. Бұл үрдіс қайтымды тепе-теңдік шарттары кальций гидрототығы
мен карбонатының ерігіштіктің арақатына-сымен анықталады. Каустификациялау
дәрежесі берілген ерітінді-дегі соданы шоғырлануы азайған сайын және
температурасы тө-мендеген сайын көтеріле береді. Алайда іс-жүзінде үрдісті
реагенттердің әрекеттесу жылдамдығын арттыру үшін және кальций карбонатының
ірі кристалды тұнбасын алу үшін 800-1100оС арасында жүреді. Әдетте натрий
карбонатын натрий гидроксидіне айналуы 90-95%-ға жетеді және құрамында 100-
120гдм3 натрий гидроксиді бар сілтілік ерітінді алады.

Әкті әдістің негізгі сатылары:

1.Сода ерітіндісін декарбонатор сұйығынан жуатын сулардан және уландыру
тұзының ерітіндісінен дайындайды.

2.Сода ерітіндісін әкпен сөндіргіш каустификаторда өндеу және
каустификаторда суспензияны ары қарай алмастыру.

3.Тұнбалықты бояу.

4.Декарбонатор ерітіндінің 1 бөлігін бөліп алынған тұнбалықпен өңдеу.

5.Тұнбалықты жуу.

6.Вакуум буландырғыш аппараттарда натрий гидроксиді ерітіндісін кептіру.

7.Сусыздандырылған сілтілікті сүзу.

8.Сілті еріткіш 610гдм3 –қа дейін шоғырландыру үшін буландыры-лады.

9.Сілтілікті одан әрі буландыру.

10.Ең соңғы буландыру және каустикалық соданы балқыту.

11.Балқытылған натрий сілтісін барабандарға құю.

Натрий гидроксиді немесе каустикалық соданы ферритті әдіс арқылы
алуға болады:

Na2CO3 + Fe2O3 = Na2O∙Fe2O3 + CO↑

Na2O∙Fe2O3 + 2H2O = 2NaOH + Fe2O3∙H2O

Бұл әдіс арқылы да натрий гидроксидін тұнбадан (Fe2O3∙H2O) бөліп
алып, буландырып, кептіріп және балқытып, өнім ретінде алады. ТМД
елдерінде, сонымен қатар Қазақстанда каустикалық соданы ферриттік әдіспен
алу кеңінен қолданылады. Оған себеп өндірістік қалдықтың болмауы, өнім
шоғырының жоғарылығы, нат-рий гидроксиді ерітіндісін буландыруға қажетті бу
шығымының төменділігі.

Каустикалық соданы ферритті әдіспен өндіру процесінің технологиялық үлгісі.

1) рельсті жол

2) сода тасымалдауға арналған вагонетка

3) сода қабылданатын сыйымдылық

4) элеватор

5) сода шаңына арналған сыйымдылық

6) қоспа элываторы

7) қоспа араластырғышы

8) тасымалдағыш

9) қоспа дозалағышы

10) қоспа элеваторы

11) феррит пеші

12) шаң камераларына апаратын

13) мазут қыздырғышы

14) сөндіргіштен буды әкететін желдеткіш

15) рекуператор

16) феррит сөндіргіштік элеватор

17) сілтілегіштер

18) шайылған темір тотығын тасымалдағыш

Ферритті пеште температура 1050-1100оС болады. Пештен шыққан феррит
сумен әрекеттесіп сілті түзеді, ал тұнбаға түскен темір тотығы жуылып,
өндірістің басына қайтарылады. Каустикалық сода өндірісі тұндырғыштарға,
одан әрі буландыруға жібері-леді және қажетті шоғырлы сілті алады. Феррит
пешінен шыққан газдар 420-450оС-та газ жолымен әкетіледі, онда 20%-ға дейін
сода шаңы болады. Олар тазаланып, электрофильтрлерден өткізіліп, таза газ
ауаға жіберіледі, ал ұсталынған сода шаңдары қайтадан араластырғышқа
беріледі. Феррит пеші болаттан жасалған барабан тәрізді аппарат. Ішкі
диаметрі-2м, ұзындығы-12,5-14м, қабырғасы-ның қалыңдығы -15мм, пешті
ферритті түсіретін жағындағы түбінде диаметрі-400мм саңылаулары бар. Олар
арқылы пешке ауа келіп, феррит пешінің өнімділігі 14,2-17ттәулік
аралығында бола-ды.

Натрий гидроксидін немесе каустикалық соданы өндірудің 3-ші жолы -
электрохимиялық әдіс. Электрохимиялық әдіс негізінде ас тұзы ерітінділерін
электролиздеу арқылы жүргізеді. Бұл әдіс өте көп шығынды, яғни энергиялық
шығынды көп жұмсауына байланысты әдіс көп қолданылмайды.

Сода ерітіндісін каустификациялау – каустикалық соданы алудың әктік тәсілін
негізгі операциясы. Сода ерітіндісін әкпен немесе әк сутімен өндеу кезінде
алмасу реакциясы жүреді де натрий гидрокарбонатының ерітіндісі пайда
болады:
Na2CO3 + Ca(OH)2 ( 2NaOH + CaCO3 (1)

Реакцияның тепе-теңдік константасы:

K =
(2)

Жүйеде қатты заттар бар кезінде Ca(OH)2, CaCO3 концентрациясын бір шамада
тұрақты деуге болады, яғни:

K =

K( =
(3)

[OH-] және [CO32-] мәндерін тұздардың ерігіштік көбейтілерімен алмастыру
арқылы тепе-теңдік константасының мәнін табуға болады:

ПР (Ca(OH)2) = [Ca2+]([OH-]2
(4)

ПР (CaCO3) = [Ca2+]([CO32-]
(5)

Теңдеулерді өзгерту арқылы

K( = =
(6)

Бұл тепе-теңдіктің негізгі көрсеткіштері 1 кестеде келтірілген. Кестедегі
сандарға қарағанда сода ерітіндісінің концентрациясы төмен кезінде
каустификация дәрежесі өседі.

1-кесте

Жалпы концентрацияКаустификациядан кейінгіK( = Каустифика-ци
(каустификацияға концентрация, я дәрежесі, А
дейін), %
OH- CO32-
5,375 4,34 0,518 36,4 80,7
5,125 4,220 0,408 39,3 82,3
4,900 4,095 0,403 41,7 83,6
3,842 3,444 0,199 59,6 89,6
3,073 2,903 0,085 99,1 94,5
2,045 1,982 0,032 124,9 96,9

Температура көтерілгенде кальций гидроксидінің ерігіштігі азаяды,
сондықтан тепе-теңдік константасының мәні төмендейді. Мысалы , СаСО3
гидролизы мен карбонатының ерігіштігі арқылы анықталғанда, 20(С кезінде
К(=2100, ал 90(С кезінде К‘= 90. Сондықтан каустификацияны толық жүргізу
үшін температураны 15-20(С ұстауға болар еді. Бірақ, төмен температурада
реакци жылдамдығы төмен және пайда болатын кальций карбонаты өте майда
болғандықтан оны сүзу қиындыққа әкеледі.

Оңай сүзілетін тұнба алу үшін процессті жоғары температурада
жүргізеді.

Практикада каустификацияны Na2CO3 2-3 н. ерітіндісімен (шамада 10-15( масс)
80(С кезінде жүргізеді. Соданың 90(-не дейінгісі NaOH айналады да,
құрамында 100-120 гл NaOH бар ерітінді алады.

Процесс жылдамдығы пайдаланған әк мөлшеріне және қасиетіне,
түйіршіктер өлшеміне, әк тасын күйдіру режиміне, материалда қоспалардың
болуына байланысты.

Каустикалық сода өндірісінің қалдықтары және оларды қайта өңдеу
әдістері.Каустикалық соданы негізгі тұтынушылары – целлюлоза–қағазды
өндірісі , жасанды талшықтар өндірісі, глинозем, әртүрлі химиялық
қосылыстар, сабын және т.б.

Каустикалық сода алудың химиялық және электрохимиялық әдістері белгілі.
Химиялық әдістерге : 1) Содалық ерітіндіні әкпен каустификациялау 2) темір
тотығын содамен қыздыру арқылы натрий ферритін алу және сумен ыдырауы
Электрохимиялық әдіс – бұл NaCl (тұздық) ерітіндісінің электролизі. Соңғы
әдісте NaОН- пен бірге хлор және сутегі алынады. Хлор қолданатын
өндірістердің (поливинилхлорид, метанды хлорлау өнімдері, синтетикалық
каучук, хлорқұрамды улы химикаттар), көптігіне байланысты қазіргі таңда
95% каустикалық соданы электрохимиялық әдіспен өңдейді

Каустикалық соданы, хлорды және сутегіні өңдеу үшін екі негізгі
электрохимиялық әдіс қолданылады: диафрагмалық және сынапты катодты.
Бірінші әдіс бойынша NaОН және NaCl қоспасын мольдік қатынасы бойынша
1:1 қылып алынады. Бұл қоспадағы соңғы өнім ретінде бөлінген NaОН натрий
хлоридімен, сульфаттармен және карбонаттармен ластанған.

NaОН – н сынапты катодты өндірісінде аса таза жоғары концентрациялы
каустикалық сода ерітіндісі алынады. Бұл әдістің артықшылығы осында. Бұл
әдістің негізгі кемшілігі – үлкен көлемдегі қалдық түзілуінде, сонымен
қатар аса улы қосылыстар болып табылатын ртуть құрамдас тастандылар
түзіледі. Қазіргі таңда әлемдік масштабта NaОН өндіру әдістерінің қатынасы
шамамен 1:1 құрайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.