水盐体系相平衡测定及硫酸钾和氯化钾的制备

化工专业实验实验报告 实验名称：水盐体系相平衡测定及硫酸钾和氯化钠的制备 实验人员：张松 实验小组：工艺（2）班-（ 4）小组 小组成员：张松,李才奎,李银,木汗买提 实验时间： 2010 年 10 月 29 日 水盐体系相平衡测定及硫酸钾和氯化钾的制备 实验目的 研究无机盐类与水的相图及其变化规律，用水盐体系相图基本原理和方法的指导生产多种无机盐及其它化工产品。水盐体系相图为盐化工、肥料化工、海洋化工、三废处理利盐矿地质等领域中的一门重要的专业理论知识。 通过 25 o C K+、Na+//C1-、SO4=-H2O 体系的相平衡数据的测定、相图的绘制和分析、工艺路线的分析、工艺路线的“模拟试验”、实验验证、最终得化工产品 K2SO4 和 NaCl，使实验者了解化工产品开发过程和方法，掌握化工产品生产工艺过程的基本技能。 相图数据的获取 1. 对于水盐体系，由于电解质溶液理论不够成熟，目前只能对简单的二元、三元和特定多元进行溶解度的预测外[1]，其余都由实验测定。 2. 溶解度实验测定常用等温法、多温法。 等温法：在某一恒定的温度下，使一定组成的系统在实验装置内达到相平衡，然后直接测定液相的组成并鉴定与液相呈平衡的固相情况，从而获得相平衡数据。 多温法通过测定不同组成的体系在变温过程中发生相变时的温度，得到组成与相变温度关系的曲线，进而根据作图可确定体系的相平衡数据。变温过程可以是冷却，也可以是加热。 对于水盐体系常用冷却方法，测定发生相变温度有目测和时间——温度曲线拐点两种。前者结果准确，但麻烦、费时；后者过程简单，但不够准确易于漏掉小的饱和面。依据准确的溶解度数据可以绘制各种组成表示的相图。 实验原理 根据实际测定 25 o C 和 100 o C 相平衡数据容易绘制出K+、Na+//C1-、SO4=-H2O 系统相图如图（1）。 25 o C 时一共存在6 个结晶区间，它们分别是AEGFNa2SO4·10H2O 结晶区、FHRGNa2SO4 结晶区、HRJKBNaCl 结晶区、EGRJPMNa2SO4·3K2SO4 结晶区、KJPNCKCl 结晶区、MPNDK2SO4 的结晶区。100 o C 时一共存在5 个结晶区：Na2SO4、Na2SO4·3K2SO4、KCl、K2SO4。 依据相图分析可以提出三或多种工艺路线。 直接法生产K2SO4：把配料组成点配制为a 点，其反应为Na2SO4+2KCl+W K2SO4+P，其中W 为水，P 为含有Na+、SO4=、K+、C1-、H2O 的盐溶液。理论计算钾的收率为26～29％之间。 间接法生产K2SO4：把配料组成点配制为点“1”处...