Натриев карбонат, известен също като калцинирана сода, се класифицира като сол, а не като основа. В международната търговия се нарича още сода или калцинирана сода. Това е важна неорганична химическа суровина, използвана главно в производството на плоско стъкло, стъклени продукти и керамична глазура. Също така се използва широко в домашно пране, киселинна неутрализация и обработка на храни.
Историята на развитието на натриевия карбонат трябва да започне от първата индустрия за сода. Производството на калцинирана сода започва в края на 18 век. С нуждите на промишлеността и промяната на суровините за производство на сода, технологията за производство на калцинирана сода (Na2CO3) се разви бързо, а производственото оборудване има тенденция да бъде мащабно, механизирано и автоматизирано. През 1983 г. световното производство на калцинирана сода беше около 30 милиона тона. В историята на производството на калцинирана сода, френски n. lublanc, белгийският E. Solvay и китайският houdebang имат изключителен принос.
Преди изкуствения синтез на калцинирана сода, в древни времена е установено, че пепелта, изгорена от някои морски водорасли след изсушаване, съдържа алкали. След накисване и филтриране с гореща вода може да се получи кафяв алкален разтвор за измиване. Голямо количество естествени алкали идва от минерали, главно заровени под земята или езеро с алкална вода. Естествената алкална руда в седиментния слой е с най-висок клас и е широко разпространена. В края на 18 век във Франция за първи път е изобретен методът за изкуствен синтез на калцинирана сода. Lublanc използва мирабилит, варовик и въглища за редуциране и карбонатиране при висока температура, за да получи суров продукт черна пепел, съдържащ главно Na2CO3. След излугване, изпаряване, рафиниране, прекристализация и сушене се получава тежка калцинирана сода с чистота около 97 процента. През 1861 г. Ернестолви от Белгия изобретява сам калцинираната сода и получава патент. Тъй като защитата на техническите тайни не е широко прилагана, тя прави пробив от САЩ през 20-те години на миналия век. По-специално, Houdebang, известен китайски химически експерт, публикува книгата "Производство на калцинирана сода" през 1932 г., която ще бъде пазена в тайна в продължение на 70 години. Методът на Солвей е публикуван в света. Houdebang също създава собствен процес на производство на алкали от 1939 до 1942 г. и създава пилотен завод в Съчуан. През 1952 г. в Далианския химически завод е създаден съвместен цех за производство на основи. Методът на Na, въведен от дъщерното дружество за нитрати на Asahi в Япония, е по същество компромисен метод на алкален бикарбонат и алкален амоняк. Съотношението калцинирана сода към амониев хлорид може да се регулира по желание.
През 1783 г. Френската академия на науките предлага награда от 1200 франка за метода за производство на калцинирана сода. През 1789 г. Лубран, придружаващ лекар на феодала херцог на Орлеан, Франция, успешно създава метод за производство на сода. През 1791 г. той получава патент и създава завод за сода с дневна производителност от 250 ~ 300 кг. В допълнение към трапезната сол, суровините, използвани в процеса на сода Lubran, включват концентрирана сярна киселина, въглен и варовик. Производственият процес е както следва:
① Стъпка 1: използвайте концентрирана сярна киселина, за да превърнете трапезната сол в натриев сулфат:
② Стъпка 2: загрейте заедно натриев сулфат, въглен и варовик в пещта. Натриевият сулфат реагира с въглен в пещта, за да образува натриев сулфид и въглероден оксид:
③ Стъпка 3: натриевият сулфид реагира с варовик, за да произведе натриев карбонат и калциев сулфид:
Алкалният метод за производство на Lubran създаде исторически прецедент и има изключителен принос за човечеството, но има и много недостатъци. Например, основният производствен процес се извършва в твърда фаза, трудно е да се произвежда непрекъснато с концентрирана сярна киселина като суровина, оборудването е силно корозирало, качеството на продукта е нечисто, калциевият сулфид не е лесно разтворим във вода , утаената шлака се изхвърля, суровините не се използват напълно, цената е висока и се генерират HCI, CO и други газове, което води до замърсяване на околната среда. Притеснен от тези недостатъци, през 1861 г. белгийският Solvay прави натриев карбонат и натриев карбонат от сол, варовик и амоняк Калциев хлорид, това е амонячно алкален метод. Стъпките на реакцията са както следва:
CO2 и NH3, генерирани от реакцията, могат да се използват повторно като суровини.
Формулата на общата реакция е CaC03плюс 2NaCl ===NaCl2плюс Na2CO3
Въпреки че този метод за производство на сода е по-прост и екологичен от метода за производство на сода Lubran, реализира непрекъснато производство, значително подобрява степента на използване на солта и има ниска цена, той има ниска степен на използване на суровини и произвежда голям брой от -продукти с ниска използваема стойност Недостатъците на CaCl2 все още преследват хората и чуждите държави имат много строг контрол върху този патент. Китай е ограничен от дълго време поради липсата на подходяща технология.
И накрая, Houdebang изобретява комбинирания метод за производство на сода през 1943 г., известен също като метод за производство на сода Houdebang, който се използва за производство на калцинирана сода в индустрията. Той прекъсна техническата блокада на чужди държави по това време и допълнително подобри ефективността на производството на сода. Той се превърна в широко използван метод за производство на сода в света. Конкретният процес е както следва: добавете CO2 към наситена амонячна солена вода (амонякът и натриевият хлорид са наситени разтвори), за да се получи следната реакция
Химичното уравнение на реакцията трябва да бъде:
Натриевият бикарбонат в реакцията се утаява поради ниската си разтворимост, която може да бъде допълнително калцинирана и разложена на натриев карбонат, вода и въглероден диоксид, от които въглеродният диоксид може да влезе отново в реакцията за повторна употреба. С оглед на ниската степен на използване на трапезната сол, високата цена на производството на сода, замърсяването на околната среда, причинено от отпадъчни течности и остатъци и трудността при обработката, г-н Houdebang успешно разработи комбинирания метод за производство на сода през 1943 г. след хиляди тестове. Този нов процес е изграждането на завод за амоняк и завод за алкални основи в -- за съвместно производство. Инсталацията за амоняк осигурява амоняк и въглероден диоксид, необходими на алкалната инсталация. Амониевият хлорид в матерната луга кристализира чрез добавяне на готварска сол като химически продукт или тор. Солевият разтвор може да се рециклира. „Комбинацията“ в така наречения „комбиниран метод за производство на алкали“ означава, че методът съчетава производството на синтетичен амоняк и производството на алкали заедно, използва страничния продукт CO2 по време на производството на амоняк, елиминира използването на разлагане на варовик за производство и опростява производственото оборудване. В допълнение, комбинираният процес на сода каустик също избягва производството на калциев хлорид, който не е много полезен страничен продукт в процеса на амонячна сода каустик. Вместо това, амониев хлорид, който може да се използва като тор, се използва за възстановяването му, което подобрява степента на използване на солта, съкращава производствения процес, намалява замърсяването на околната среда, намалява разходите за калцинирана сода и насърчава прогреса на индустрия в света.
Изключителната характеристика на процеса на производство на сода на Hough е да направи процеса непрекъснат, така че да се разшири мащабът; Второ, този метод не започва с твърд амониев бикарбонат, а използва солена саламура за абсорбиране първо на амоняк и след това на карбонат за непрекъснато производство. Тъй като този метод не се нуждае от междинна сол като спомагателен агент, цената може да бъде намалена. През 1952 г. Китай създава пилотна инсталация от 10 t / D за комбинирано алкално производство в химическия завод в Далиан, която е подобрена през 1957 г. Процесът на първично добавяне на сол, вторична абсорбция на амоняк и първична карбонизация е определен чрез експерименти, а изборът на оборудване и оперативните показатели бяха потвърдени. През 1964 г. мащабният комбиниран завод за сода е завършен и пуснат в експлоатация в Dalian Chemical Industry Company.
Поради високата цена на вносната сол, Япония трябва да търси нови методи за подобряване на степента на използване на солта. През 1950 г. дъщерното дружество на Asahi nitrate създаде 30t / D комбиниран завод за сода в химическия завод Mushan. През март 1959 г. започва създаването на нова комбинирана фабрика за сода в химическия завод в Чиба, с дневна продукция от 300 t калцинирана сода и амониев хлорид, наречена AC метод. През 70-те години производството на амониев хлорид в Япония беше свръхпредлагане. В допълнение към възобновяването на известно производство на амонячни алкали, селитрата Asahi установи новия процес Asahi, известен също като процес NA. Характеристиката на процеса Xinxu е, че производството на амониев хлорид може да се регулира. Излишният амониев хлорид на пазара може да бъде директно дестилиран с варно мляко за възстановяване на амоняк. Следователно консумацията на пара и вар е по-малка от тази на амонячно-алкалния процес. Количеството отпадъчна течност е намалено до почти 1/3 от това на амонячно-алкалния процес. Концентрацията на калциев хлорид в отпадъчната течност може да се увеличи 2,5 пъти, а степента на използване на суровата сол може да достигне повече от 95 процента. Процесът Xinxu също направи големи подобрения в карбонизацията, кристализацията и други процеси и структура на оборудването.
Досега развитието на натриевия карбонат се е оформило като цяло. По-късно хората направиха някои незначителни подобрения в обработката според различния акцент върху употребата, така че да я осигурят за употреба в различни случаи.