聯堿法(侯氏制堿法)
我國化學家侯德榜在1938年即對聯堿開展了研究,1942年提出了完整的工業方法,1943年侯德榜留學海外歸來,他結合中國內地缺鹽的國情,對索爾維法進行改進,將純堿和合成氨兩大工業聯合,同時生產*和化肥氯化銨,大大地提高了食鹽利用率,是為侯氏制堿法:。1961年在大連建成我國座聯堿車間,后來經過完善和發展,現在已經成為制堿工業的主要技術支柱和方法。聯堿法與氨堿法比較有較多優點。原料利用率高,其中NaCl的利用率達90%以上,不需石灰石、焦炭(煤),節約了燃料、原料、能源和運輸費用,使產品成本大幅下降。不需蒸氨塔、石灰窯,化灰機等大型笨重設備,縮短了流程,節省了投資,不產生大量廢渣廢液排放,建廠廠址要求沒有氨堿法苛刻。
聯合制堿法又名侯氏制堿法。其與氨堿法主要區別是,氨堿法向濾出NaHCO3晶體后的NH4Cl溶液中加收熟石灰以回收氨氣,使之循環使用。
2NH4Cl+Ca(OH)2==加熱==CaCl2+2NH3+2H2O
聯合制堿法,向濾出NaHCO3晶體后的NH4Cl溶液中加入食鹽,使其中的NH4Cl單獨結晶析出,用作氮肥,NaCl容易則可循環使用
聯堿法生產的另一產品NH4Cl為白色晶體,理論含N2量為26.2%,比重高1.532,溶解熱為16.73kJ/mol,在密閉條件加熱至400℃熔化,在空氣中加熱至100℃時開始升華,337.8℃時分解為NH3和HCl。NH4Cl易吸潮結塊,給貯存運輸帶來一定困難。
NH4Cl是一種良好的農用氮肥,特別適用生產復合肥料。NH4Cl也用于電鍍、電池、染料、印刷、醫藥等部門。氨堿法具體步驟如下所述:
步,氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨,第二步碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的沉淀和氯化銨,之所以沉淀是因為它的溶解度較小。經過濾得到固體。(這兩步和上面的索氏制堿法相同)。第三步,合成的部分可以直接出廠銷售,其余的會被加熱分解,生成*,生成的二氧化碳可以重新回到步循環利用。

根據NH4Cl溶解度比NaCl大,而在低溫下卻比NaCl溶解度小的原理,在 278K~283K(5℃~10 ℃) 時,向母液中加入食鹽細粉,而使NH4Cl單獨結晶析出供做氮肥。
索氏制堿法和侯氏制堿法所不同的,是索氏法在整個制取過程中NH3是循環使用的,而侯氏法在整個制取過程中,CO2被循環利用,NH4Cl直接作為純堿的副產品----肥料。所以,索氏法的產品是*,副產氯化鈣;而侯氏法的產品是*,副產氯化銨。
此法優點:保留了氨堿法的優點,消除了它的缺點,使食鹽的利用率提高到96 %;NH4Cl 可做氮肥;可與合成氨廠聯合,使合成氨的原料氣CO 轉化成CO2,革除了CaCO3制CO2這一工序。
我國現在多采用以下生產流程:一次碳化,兩次吸氨,一次加鹽,低溫析銨流程
聯堿法生產中的問題與解決方案:
在聯堿生產過程中,設備腐蝕是一個十分重要的問題,這不僅影響產品質量,同時也縮短了設備的壽命,消耗了材料,增加了設備維修費用,影響了生產周期和經濟效益。因此,聯堿法生產中,設備及管道防腐是工藝技術和生產管理中一個十分突出的難題。目前的主要措施是涂料防腐,其中主要為有機高分子材料。
聯堿生產中長期以來Ca2+、Mg2+在母液系統中以CaCO3、MgCO3的形式沉積附著在設備、管道的內壁上,使管道通徑變小,影響了母液的正常輸送量和冷量回收。每年由于母液輸送(循環量)受限,系統都要被迫減負荷或停車,制約了生產長周期平穩運行。為此,在母液系統中添加HJW-105純堿母液阻垢劑,改變Ca2+、Mg2+的沉淀方式,盡可能減少CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2等在設備、管道的內壁粘附,從而消除或減少母液管道內壁結垢,促進生產的長周期平穩運行。