吕布兰法

更新时间:2024-07-21 13:44

吕布兰法是一种制造纯碱的方法。1783年,法国科学院以1200法郎高额奖金悬赏征求制造纯碱的方法。1789年,法国奥尔良地区封建主公爵的侍从医生吕布兰(N.Leblanc,1742—1806)成功地创造了一种制碱的方法,1791年获得专利,建立起日产 250~300kg 的碱厂。

制作原理

生产主要分3步:

第一步,利用浓硫酸食盐转变为硫酸钠

2NaCl + H2SO4(con.) === Na2SO4 + 2HCl↑

第二步,将硫酸钠与木炭石灰石在炉中共热。炉中硫酸钠与木炭作用后生成硫化钠一氧化碳

Na2SO4 + 4C ==高温== Na2S + 4CO↑

接着硫化钠石灰石进行反应,生成碳酸钠硫化钙

Na2S + CaCO3 ==高温== Na2CO3 + CaS

由于混有未反应的黑炭,产物为含40%~45%的碳酸钠的黑色灰状物,被称为黑灰。

第三步,将黑灰用水浸取,所得溶液经浓缩后碳酸钠结晶析出。硫化钙不易溶于水,沉淀成渣子被弃掉。

1823年英国政府宣布食盐免税,促进了英国以食盐为原料的化学工业的发展。企业家马斯普拉特(J.Muspratt,1793—1886)抓住这一时机,将吕布兰法传到英国,先后在利物浦、牛顿、佛来明顿等地建厂。到1886年,英国已用吕布兰法制取百万吨纯碱。

革新

吕布兰法的副产品氯化氢最初排入大气。然而后来英国议会通过管理条例,迫使生产者必须回收它。

1836年肥皂制造商科塞(W.Gossage,1799—1877)创造用焦炭填充的洗涤塔。在塔内使从塔底上升的氯化氢气体被下降的水吸收,制得盐酸

1866年生产工作者迪肯(H.Deacon,1822—1876)和胡尔特(F.Hurter,1844—1896)将此氯化氢气体与预热的空气混合通过铜和锰的氧化物,生成氯气:

4HCl + O2 === 2H2O + 2Cl2

然后将氯气通入石灰水中,得到漂白液:

2Cl2 + 2Ca(OH)2 === Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O

工业化学家钱斯(A.M.Chance,1844—1917)将含有二氧化碳的烟道气通入生产废料中,使废料硫化钙转变成硫化氢,然后用氧气氧化成硫磺

CaS + CO2 + H2O === CaCO3↓+ H2S

2H2S + O2 === 2S↓+ 2H2O

这样不仅革新了吕布兰法,又获得了一系列的副产品,使吕布兰法形成一个化工生产系统。化学工业就这样逐渐兴起。

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