Uhličitan sodný, také známý jako soda, je klasifikován jako sůl, nikoli zásada. V mezinárodním obchodě se také nazývá soda nebo soda. Jde o významnou anorganickou chemickou surovinu, používanou především při výrobě plochého skla, skleněných výrobků a keramických glazur. Je také široce používán při domácím praní, neutralizaci kyselin a zpracování potravin.
Historie vývoje uhličitanu sodného by měla začít od prvního průmyslu výroby sody. Průmysl výroby sody začal na konci 18. století. S potřebami průmyslu a změnou surovin pro výrobu sody se technologie výroby sody (Na2CO3) rychle rozvíjela a výrobní zařízení bývá velkoobjemové, mechanizované a automatizované. V roce 1983 byla světová produkce uhličitanu sodného asi 30 mt. V historii sodového popela, francouzský n. lublanc, belgický E. Solvay a čínský houdebang významně přispěli.
Před umělou syntézou uhličitanu sodného bylo ve starověku zjištěno, že popel spálený některými mořskými řasami po vysušení obsahuje alkálie. Po napuštění a filtraci horkou vodou by se mohl získat hnědý alkalický roztok pro praní. Velké množství přírodních alkálií pochází z minerálů, zejména podzemních nebo alkalických vodních jezer. Přírodní alkalická ruda v sedimentární vrstvě má nejvyšší kvalitu a je široce rozšířena. Na konci 18. století byla ve Francii poprvé vynalezena metoda umělé syntézy sody. Lublanc použil mirabilit, vápenec a uhlí k redukci a uhličitan při vysoké teplotě, aby získal surový produkt černý popel obsahující hlavně Na2CO3. Po louhování, odpařování, rafinaci, rekrystalizaci a sušení byla získána těžká soda o čistotě asi 97 procent. V roce 1861 vynalezl ernestolvy of Belgium samotnou sodu a získal patent. Vzhledem k tomu, že ochrana technických tajemství nebyla široce uplatňována, prorazila ve 20. letech ve Spojených státech. Zejména Houdebang, slavný čínský chemický odborník, vydal v roce 1932 knihu „Výroba sodovky“, která bude 70 let držena v tajnosti. Solvayova metoda byla publikována ve světě. Houdebang také zavedl proces výroby alkálií v letech 1939 až 1942 a založil pilotní závod v Sichuanu. V roce 1952 byla v Dalian Chemical Plant zřízena společná dílna na výrobu alkálií. Metoda sodíku zavedená dceřinou společností dusičnanů Asahi v Japonsku je v podstatě kompromisní metodou hydrogenuhličitanové alkálie a amoniakové alkálie. Poměr uhličitanu sodného a chloridu amonného lze libovolně upravit.
V roce 1783 vypsala Francouzská akademie věd odměnu 1200 franků za způsob výroby sody. V roce 1789 Lubran, ošetřovatel feudálního pána vévody z Orleans ve Francii, úspěšně vytvořil metodu výroby sody. V roce 1791 získal patent a založil sodovkárnu s denním výkonem 250~300 kg. Kromě kuchyňské soli patří mezi suroviny používané v procesu výroby sody Lubran koncentrovaná kyselina sírová, dřevěné uhlí a vápenec. Výrobní proces je následující:
① Krok 1: Použijte koncentrovanou kyselinu sírovou k přeměně stolní soli na síran sodný:
② Krok 2: Zahřejte síran sodný, dřevěné uhlí a vápenec společně v peci. Síran sodný reaguje s dřevěným uhlím v peci za vzniku sulfidu sodného a oxidu uhelnatého:
③ Krok 3: Sulfid sodný reaguje s vápencem za vzniku uhličitanu sodného a sulfidu vápenatého:
Metoda výroby alkálií Lubran vytvořila historický precedens a významně přispěla lidstvu, ale má také mnoho nedostatků. Například hlavní výrobní proces se provádí v pevné fázi, je obtížné nepřetržitě vyrábět s koncentrovanou kyselinou sírovou jako surovinou, zařízení je silně zkorodované, kvalita produktu je nečistá, sulfid vápenatý není snadno rozpustný ve vodě , vysrážená struska se vyhazuje, suroviny nejsou plně využity, náklady jsou vysoké a vzniká HCI, CO a další plyny, což má za následek znečištění životního prostředí. Belgičan Solvay, znepokojený těmito nedostatky, v roce 1861 vyrobil uhličitan sodný a uhličitan sodný ze soli, vápence a amoniaku Chlorid vápenatý, jedná se o alkalickou metodu amoniaku. Reakční kroky jsou následující:
CO2 a NH3 vzniklé při reakci lze znovu použít jako suroviny.
Celkový reakční vzorec je CaC03plus 2NaCl ===NaCl2plus Na2CO3
Přestože je tato metoda výroby sody jednodušší a šetrnější k životnímu prostředí než metoda výroby sody Lubran, realizuje kontinuální výrobu, výrazně zlepšuje míru využití soli a má nízké náklady, má nízkou míru využití surovin a produkuje velké množství -produkty s nízkou užitnou hodnotou Nedostatky CaCl2 stále pronásledují lidi a zahraniční země mají nad tímto patentem velmi přísnou kontrolu. Čína byla dlouhou dobu omezena kvůli nedostatku příslušných technologií.
Nakonec Houdebang v roce 1943 vynalezl kombinovanou metodu výroby sody, také známou jako metoda výroby sody houdebang, která se používá k výrobě sody v průmyslu. Prolomila tehdejší technickou blokádu cizích zemí a dále zlepšila efektivitu výroby sody. Ve světě se stala široce používanou metodou výroby sody. Konkrétní proces je následující: přidejte CO2 do nasycené amoniakální slané vody (amoniak a chlorid sodný jsou nasycené roztoky), aby vznikla následující reakce
Chemická rovnice reakce bude:
Hydrogenuhličitan sodný se v reakci pro svou nízkou rozpustnost vysráží, který může být dále kalcinován a rozložen na uhličitan sodný, vodu a oxid uhličitý, z nichž oxid uhličitý může znovu vstoupit do reakce pro opětovné použití. S ohledem na nízkou míru využití kuchyňské soli, vysoké náklady na výrobu sody, znečištění životního prostředí způsobené odpadními kapalinami a zbytky a obtížnost zpracování, pan houdebang v roce 1943 po tisících testů úspěšně vyvinul kombinovanou metodu výroby sody. Tento nový proces spočívá ve vybudování závodu na výrobu amoniaku a závodu na výrobu alkálií v -- pro společnou výrobu. Amoniaková rostlina poskytuje amoniak a oxid uhličitý vyžadovaný alkalickými rostlinami. Chlorid amonný v matečném louhu se krystalizuje přidáním kuchyňské soli jako chemického produktu nebo hnojiva. Solný roztok lze recyklovat. "Kombinace" v takzvané "kombinované alkalické metodě" znamená, že metoda kombinuje průmysl syntetického amoniaku a průmysl výroby alkálií dohromady, využívá vedlejší produkt CO2 při výrobě amoniaku, eliminuje použití rozkladu vápence pro výrobu a zjednodušuje výrobní zařízení. Kromě toho se při kombinovaném procesu s hydroxidem sodným také vyhýbá produkci chloridu vápenatého, který není příliš užitečným vedlejším produktem při procesu výroby amoniaku s hydroxidem sodným. Místo toho se k jeho regeneraci používá chlorid amonný, který lze použít jako hnojivo, což zlepšuje míru využití soli, zkracuje výrobní proces, snižuje znečištění životního prostředí, snižuje náklady na sodu a podporuje vývoj průmyslu na světě.
Význačným rysem Houghova procesu výroby sody je, že proces je nepřetržitý, aby se rozšířilo měřítko; Za druhé, tato metoda nezačíná s pevným hydrogenuhličitanem amonným, ale používá solný roztok k absorpci nejprve amoniaku a poté uhličitanu pro kontinuální výrobu. Vzhledem k tomu, že tento způsob nepotřebuje mezisůl jako pomocné činidlo, lze snížit náklady. V roce 1952 Čína zřídila v Dalian Chemical Plant pilotní závod 10 t/D pro kombinovanou výrobu alkálií, který byl v roce 1957 vylepšen. Procesní tok primárního přidávání soli, sekundární absorpce amoniaku a primárního sycení oxidem uhličitým byl stanoven pomocí experimentů a výběr zařízení a operační indexy byly potvrzeny. V roce 1964 byla ve společnosti Dalian Chemical Industry Company dokončena a uvedena do provozu velká kombinovaná soda.
Vzhledem k vysoké ceně dovážené soli musí Japonsko hledat nové metody, jak zlepšit míru využití soli. V roce 1950 založila dceřiná společnost Asahi nitrate závod na kombinovanou sodu 30t/D v chemické továrně Mushan. V březnu 1959 začala v chemické továrně Chiba zakládat novou kombinovanou sodovkárnu s denním výkonem 300 t uhličitanu sodného a chloridu amonného, pojmenovanou jako AC metoda. V 70. letech 20. století byla výroba chloridu amonného v Japonsku převislá. Kromě obnovení výroby alkálií amoniaku zavedl Asahi ledek nový proces Asahi, známý také jako proces NA. Charakteristikou procesu Xinxu je, že lze upravit výstup chloridu amonného. Přebytek chloridu amonného na trhu lze přímo destilovat s vápenným mlékem, aby se získal amoniak. Spotřeba páry a vápna je proto menší než spotřeba amoniakového alkalického procesu. Množství odpadní kapaliny je sníženo na téměř 1/3 množství při procesu alkalického amoniaku. Koncentraci chloridu vápenatého v odpadní kapalině lze zvýšit 2,5krát a míra využití surové soli může dosáhnout více než 95 procent. Proces Xinxu také výrazně zlepšil karbonizaci, krystalizaci a další procesy a strukturu zařízení.
Vývoj uhličitanu sodného se zatím formuje obecně. Později lidé provedli některá drobná vylepšení ve zpracování podle různého důrazu na použití, aby jej poskytli pro použití při různých příležitostech.