氨碱法

氨碱法（Solvay process、ammonia-soda process；又称“索尔维制碱法”）是1861年比利时工业化学家欧内斯特·索尔维发明的用氨水来使氯化钠转变为碳酸钠的方法。^[1] 索尔维反应在一个高塔中完成。

索尔维制碱法工厂，位于索尔维市（纽约州）（英语：Solvay, New York）; the Erie Canal passed through this plant until about 1917. From the Solvay Process collection of the Solvay, New York, Public Library.

索尔维制碱法的原理。每个圆圈代表一个反应。

索尔维制碱法作为在化学工业一个循环过程的一个例子（绿色=反应物，黑色=中间体，红色=产品）

索尔维法是工业生产碳酸钠的主要方法。此法于19世纪60年代由索尔维公司实现现代化生产。此法原料便宜且易得：盐卤（来自井盐或海盐）和石灰石（开采自石灰石矿）。全世界2005年碳酸钠产量估计为420亿千克。^[2]碳酸钠产量的75%源于基于索尔维法的化工厂，其余为天然矿采集而来。

主要反应方程式

在底部，碳酸钙（石灰石）被加热来获取二氧化碳：

CaCO₃ → CaO + CO₂ (II)

在顶部，浓缩的氯化钠（食盐）和氨水进入塔中。当二氧化碳通过液体时，碳酸氢钠（小苏打）沉淀出来：

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + NH₄Cl (I)

碳酸氢钠在高温下转换为碳酸钠，释放出水和二氧化碳：

2 NaHCO₃ -高温→ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂ (IV)

同时，第二个反应的副产品氯化铵与第一个反应的副产品氢氧化钙（消石灰，使氧化钙与水反应生成）反应生成氨水：

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Ca(OH)₂ + 2 NH₄Cl → CaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O (III)

二氧化碳从步骤（Ⅳ）被回收后，再被用于在步骤（I）中。因为索尔维反应循环使用了氨水，它只需要食盐和石灰石，并且氯化钙是唯一主要的废品，可被出售作为道路盐。 这使它比其他反应经济很多，并且很快成为国际上通用的制造纯碱的方法。到1900年时，90%的碳酸钠使用氨碱法制造，而最后一个勒布朗制碱法工厂在1920年代初期关闭了。

参见

• 勒布朗制碱法
• 联合制碱法—氨碱法的改进

参考资料

1. Kiefer, David M. Soda Ash, Solvay Style. Today's Chemist at Work. February 2002, 11 (2): 87–88 [2008-06-13]. （原始内容存档于2008-05-07） （英语）.
2. Kostick, Dennis (2006). "Soda Ash" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, chapter in 2005 Minerals Yearbook, United States Geological Survey. See Table I.

外部链接

• European Soda Ash Producer's Association (ESAPA)
• Timeline of US plant at Solvay, New York （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Salt and the Chemical Revolution （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Process flow diagram of Solvay process