[发明专利]一种以氯化钠为原料制取盐酸和碳酸钠的方法

说明书

一种以氯化钠为原料制取盐酸和碳酸钠的方法①氯化钠、硼酸，混合均匀，在132℃～204℃时，氯化钠和硼酸发生反应，产生氯化氢气体，水汽，白色五硼酸钠固体。收集气体并冷凝，得到盐酸。②粉碎五硼酸钠，加水，加有机酸(乙酸)，在40℃～80℃时，五硼酸钠和乙酸反应，生成硼酸和乙酸钠。完全溶解后。加热脱水，有结晶出现时，停止加热。在0℃时，过滤，分离出硼酸晶体和乙酸钠溶液。③乙酸钠和碳酸氢铵反应，产生碳酸氢钠沉淀和乙酸铵混合液。过滤得碳酸氢钠。④煅烧碳酸氢钠，得到碳酸钠产品。

1、技术领域：氯化钠作为原料，生产盐酸和碱。属于酸碱联产领域。

2、背景技术：氨碱法(又称索尔维法)，联合制碱法(又称侯氏制碱法)，中科院过程所杨刚等在侯氏制碱法的基础上发明的酸碱联产法。

①比利时工程师索尔维(1838～1922)于1892年发明的纯碱制法。他以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液，其化学反应原理是：NaCl+NH₃+H₂O+CO₂＝NaHCO₃↓+NH₄Cl

见附图1。

氨碱法的优点是：原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子(Na⁺)和石灰石成分里的碳酸根离子(CO₃^2-)结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子(Cl^-)和石灰石的另一成分钙离子(Ca²⁺)却结合成了没有多大用途的氯化钙(CaCl₂)，因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。

②我国化学工程专家侯德榜(1890～1974)于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。见附图2。

联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO₃微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。

联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。

③中科院过程所的杨刚、王云山、安学斌、李作虎四人，在候德榜联合制减法的基础上，将氯化铵溶液与氢氧化镁，在110℃温度下，蒸出氨气，然后水解氯化镁溶液，生成氯化氢气体和氧化镁固体，氯化氢气体用水吸收浓缩得到盐酸。达到用氯化钠为原料，实现酸碱联产的目地。