Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ sản xuất soda

victory71986 · 11-23-2007

Sau khi đọc được bai này tren mạng post lên cho các ban đọc

đọc xong mình có 1 vài câu hỏi ai biết trả lời dùm :)

1-theo phương pháp tổng hơp Va-lơ "2NaCl + H2O + xPbO = 2NaO[(x-1)PbO].PbCl2" mình ko thấy sản phẩm Na2CO3 đâu?

2-phương pháp Solvay dùng amoniac để điều chế Na2CO3 mình chưa biết cách làm như thế nào ai biết tiện thể post len coi nhé

Trong sản xuất công nghiệp hiện nay, soda có một vị trí rất quan trọng. Nó len lỏi vào hầu hết quá trình công nghiệp từ các ngành công nghiệp hoá chất đến công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ…đều cần sự có mặt của soda. Nhu cầu soda đứng thứ 11 tính về sản lượng khi so với các hợp chất vô cơ, hữu cơ, kể cả hoá dầu.

Bởi tầm quan trọng của mình, soda được đề cập sản xuất từ những năm 1775. Năm 1775, Viện Hàn lâm khoa học Pháp nêu giải thưởng cho phát minh tìm kiếm phương pháp sản xuất soda trong công nghiệp. Năm 1773 Va-lơ đã đề ra phương pháp sản xuất xút bằng cách cho acid chì vào dung dịch muối ăn đặc, theo phản ứng:

2NaCl + H2O + xPbO = 2NaO[(x-1)PbO].PbCl2

Phương pháp này không được ứng dụng trong công nghiệp vì nồng độ xút tạo thành trong dung dịch rất nhỏ, mức độ chuyển hoá của phản ứng rất chậm, acid chì lại rất độc, hại cho sức khoẻ. Vì vậy phương pháp này chỉ mang tính chất lịch sử chứ không có tác dụng thực tế sản xuất.

Sau đó, Lê-bơ-lan đưa ra phương pháp chế tạo soda từ muối ăn, acid sulphuric và đá vôi. Năm 1791 Lê-bơ-lan đã xây dựng nhà máy sản xuất soda theo phương pháp của mình ở gần Paris. Từ đó phương pháp Lê-bơ-lan ngày càng hoàn chỉnh và chiếm độc quyền trong công nghiệp chế tạo các hợp chất kiềm. Phương pháp Lê-bơ-lan tuy đã giải quyết được nhu cầu công nghiệp ở thế kỷ XVIII tuy vậy vẫn tồn tại nhiều nhược điểm: sản phẩm chưa tinh khiết, quá trình sản xuất phức tạp, nặng nhọc…

Năm 1861, Solvay, kỹ sư người Bỉ đã phát minh ra phương pháp amoniac để chế tạo soda. Năm 1865, công suất xưởng chế tạo soda theo phương pháp Solvay đạt 10 tấn/ngày. Phương pháp Solvay lúc đầu bị sự cạnh tranh mạnh bởi phương pháp Lê-bơ-lan. Sau đó, do tính ưu việt về sự tinh khiết của sản phẩm, giá thành thấp, điều kiện làm việc nhẹ nhàng so với phương pháp Lê-bơ-lan, không bao lâu phương pháp Solvay đã chiếm ưu thế và được phát triển mạnh. Cho đến năm 1900, sản xuất soda theo phương pháp này đã chiếm tới 90% tổng sản lượng soda, và cho đến sau chiến tranh thế giới lần I phương pháp Lê-bơ-lan thực tế không còn tồn tại trong công nghiệp. Hiện nay trong công nghiệp tồn tại chủ yếu phương pháp amoniac, còn phương pháp Lê-bơ-lan chỉ tồn tại ở một vài khâu trong quá trình cải tiến phương pháp soda từ nguyên liệu natrisunphat.
Các nguồn soda trong tự nhiên.
Soda hay các hợp chất kiềm nói chung hình thành trong tự nhiên một cách hoàn toàn khách quan. Có thể nói trong thiên nhiên có hai dạng hợp chất kiềm có thể khai thác một cách dễ dàng:

- Từ dạng rêu biển ở một số vùng đại dương miền Tây Nam Tây Ban Nha có tới 25–30% Na2CO3 trong tro.

- Từ các hồ hoặc các mỏ ở những miền thung lũng có mưa nhiều, không khí khô và gần núi đá vôi. Các hợp chất kiềm khi đó nằm ở dạng các muối ngậm nước: Na2CO3.nH2O, Na2CO3.NaHCO3.2H2O.

Nói chung các dạng hợp chất kiềm này ở dạng không tinh khiết, chứa nhiều hợp chất tan của các muối clorua, Sunphat và các chất không tan. Một số nơi trên thế giới có các hồ và mỏ lớn natricacbonat: Magafdi ở Châu Phi, Bora, Tơ-ron ở châu Mỹ, vùng Cát Biên, Segadin ở Châu Âu, Lu-na ở Ấn Độ. Hiện nay nguồn cacbonat trong thiên nhiên vẫn được sử dụng, khai thác và chế biến để dùng vào các ngành công nghiệp hoá chất và luyện kim. Năm 1926 ở Mỹ xây dựng nhà máy chế biến natricacbonat thiên nhiên theo phương pháp bốc hơi tự nhiên và nhân tạo dung dịch nước hồ chứa natricacbonat tới nồng độ 12-14% rồi đem kết tinh. Những nơi có natricacbonat nằm sâu dưới đất người ta khai thác bằng cách cho nước nóng xuống giếng khoan hoà tan tới nồng độ Na2CO3 đạt 32 độ Bo-mê thì đưa lên mặt đất và đem kết tinh. Muốn được sản phẩm tinh khiết phải hoà tan ra và kết tinh phân đoạn. Nhờ đó soda khai thác ở tự nhiên vẫn có độ tinh khiết cao so với các phương pháp tổng hợp hiện nay.

Ứng dụng của soda.
Soda có nhiều ứng dụng trong tất cả các ngành công nghiệp: công nghiệp hoá chất, công nghiệp luyện kim đen, luyện kim màu, công nghiệp dầu mỏ, nấu thuỷ tinh, công nghiệp giấy, dược phẩm hay thực phẩm…

Ngành CN Lượng soda cần: kg/1 tấn sp
Luyện gang 50
Nấu thuỷ tinh 170-200
Luyện oxit nhôm 145-220
Oxit coban 9000-14000
Chế tạo criolit 608-610
Bột giặt tổng hợp 560
Dầu mỏ
Tách lưu huỳnh ra khỏi dầu 350
Tách dầu mỏ 0,15
Khoan giếng dầu 2 kg/m giòng khoan
Đối với Natribicacbonat dùng trong 2 ngành chủ yếu là y học và công nghiệp chế tạo vật liệu xốp và nhẹ.

Trên thế giới, Mỹ và Trung Quốc là hai cường quốc soda lớn nhất thế giới với hơn 60% tổng sản lượng soda toàn thế giới. Năm 2001 Mỹ sản xuất được 10.030 nghìn tấn, Trung Quốc 9.144 nghìn tấn, toàn thế giới là 35.700 nghìn tấn. Năm 2005 sản lượng của Mỹ là 11.000 nghìn tấn, còn của Trung Quốc đã là 14.210 nghìn tấn, toàn thế giới là 41.900 nghìn tấn. Ngoài Mỹ và Trung Quốc, một số nước có sản lượng soda tương đối lớn như Nga (2.600 nghìn tấn năm 2005), Đức (1.500 nghìn tấn năm 2005), Ba Lan (1.115 nghìn tấn năm 2005).

Cho đến thời điểm hiện nay, Việt Nam vẫn chưa có một nhà máy sản xuất soda nào. Trong khi nhu cầu về soda thì khá nhiều. Năm 2005, Việt Nam cần 60 nghìn tấn, dự báo năm 2010 cần 180 nghìn tấn soda cho các ngành sản xuất thuỷ tinh, chất tẩy rửa, vật liệu gốm sứ…Soda bicarbonat (dringking soda) dùng cho ngành luyện kim không sắt, thực phẩm, công nghiệp nhẹ, công nghiệp dược...Tất cả chúng ta đều phải nhập khẩu, có một số cơ sở tư nhân hoặc thủ công sản xuất soda tinh khiết từ soda nhập khẩu từ nước ngoài tinh chế lại chủ yếu để tự túc cho quá trình sản xuất. Mặc dù nguồn nguyên liệu để sản xuất soda rất đơn giản và sẵn có ở Việt Nam (muối NaCl, đá vôi, NH3) nhưng chúng ta còn phải chờ trong khoảng 5 năm nữa mới có một số dự án nhà máy soda được xây dựng.