Đề tài phương án xây dựng nhà máy sản xuất sôđa

Trong hơn mười năm qua, vai trò của Trung Quốc (TQ) trên thịtrường sôđa thếgiới đã thay đổi mạnh. Đầu thập niên 1990 TQ còn phải nhập nhiều sôđa đểcung cấp cho các ngành sản xuất thủy tinh, hoá chất và chất tẩy rửa. Nhưng từgiữa đến cuối thập niên 1990, ngành sản xuất sôđa của TQ đã phát triển nhanh đến mức có lúc trởthành nguồn cung ứng sôđa lớn nhất cho các ngành sản xuất nội địa, vượt qua nguồn nhập khẩu từMỹ. Năm 2002, sản lượng sôđa của TQ đạt 8,2 triệu tấn. Dự kiến năm 2003 sản lượng sôđa tại nước này sẽtăng 5,7%, đạt 8,7 triệu tấn. Có nhiều khảnăng là TQ sẽsớm vượt Mỹđểtrởthành nước sản xuất sôđa lớn nhất thếgiới.

pdf54 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Ngày: 18/10/2013 | Lượt xem: 2502 | Lượt tải: 8download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài phương án xây dựng nhà máy sản xuất sôđa, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỀ TÀI PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG NHÀ MÁY SẢN XUẤT SÔĐA MỤC LỤC I. NHU CẦU VÀ ĐIỀU KIỆN THỊ TRƯỜNG ĐỐI VỚI SÔĐA CÔNG NGHIỆP ................................................................................. 3 II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SÔĐA ............................................... 15 III. KHẢ NĂNG THỰC HIỆN DỰ ÁN............................................. 33 IV. NHỮNG VẤN ĐỀ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA DỰ ÁN........... 41 V. ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG DỰ ÁN................................................. 49 VI. TỔ CHỨC THỰC HIỆN VÀ AN TOÀN LAO ĐỘNG ............... 52 VII. KẾT LUẬN ................................................................................ 54 I. NHU CẦU VÀ ĐIỀU KIỆN THỊ TRƯỜNG ĐỐI VỚI SÔĐA CÔNG NGHIỆP 1. Thị trường thế giới Sôđa là mặt hàng hóa chất mà lượng tiêu thụ có xu hướng tăng tỷ lệ thuận với tỷ lệ tăng dân số và tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm quốc dân của các nước. Nhu cầu sôđa ngày càng tăng khi nền công nghiệp ngày càng phát triển, vì vậy sản lượng sôđa tăng liên tục trong vòng 100 năm nay theo thống kê như sau (triệu tấn): Năm 1900 1923 1932 1940 1980 1995 2001 2005 Sản lượng thế giới 1,30 3,5 5,0 8,12 21,80 29,0 35,10 45,0 Trên thế giới hiện có 9 nước có công suất sản xuất sôđa trên 1 triệu tấn/năm, đó là (xếp theo thứ tự công suất): Mỹ, Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Đức, Pháp, Italia, Ba lan và Anh. Các nước Bungari, Rumani và Ukraina có công suất sôđa khoảng 1 triệu tấn/năm, nhưng do điều kiện kinh tế bất lợi nên hiện nay các nước này phải sản xuất dưới mức công suất. Phần lớn các nước sản xuất sôđa hàng đầu thế giới đều có dân số lớn và nhu cầu cao đối với các sản phẩm tiêu dùng được sản xuất từ nguyên liệu sôđa. Nhìn chung, so với các nước công nghiệp phát triển, các nước kém phát triển hơn có xu hướng có tốc độ gia tăng nhu cầu sôđa cao hơn và ngành sản xuất sôđa tại các nước này cũng thường đạt tốc độ tăng trưởng cao hơn. Trong hơn mười năm qua, vai trò của Trung Quốc (TQ) trên thị trường sôđa thế giới đã thay đổi mạnh. Đầu thập niên 1990 TQ còn phải nhập nhiều sôđa để cung cấp cho các ngành sản xuất thủy tinh, hoá chất và chất tẩy rửa. Nhưng từ giữa đến cuối thập niên 1990, ngành sản xuất sôđa của TQ đã phát triển nhanh đến mức có lúc trở thành nguồn cung ứng sôđa lớn nhất cho các ngành sản xuất nội địa, vượt qua nguồn nhập khẩu từ Mỹ. Năm 2002, sản lượng sôđa của TQ đạt 8,2 triệu tấn. Dự kiến năm 2003 sản lượng sôđa tại nước này sẽ tăng 5,7%, đạt 8,7 triệu tấn. Có nhiều khả năng là TQ sẽ sớm vượt Mỹ để trở thành nước sản xuất sôđa lớn nhất thế giới. Ấn Độ là nước đang phát triển của châu Á, nơi có khí hậu nhiệt đới nóng nắng nhiều cũng đã phát triển sản xuất sôđa, sản lượng sôđa năm 1939 đạt 30.000 tấn, đến năm 1984 đạt 717.000 tấn và thời kỳ 1999 - 2001 đạt 1.950.000 tấn/ năm. Hiện nay, Mỹ là nước sản xuất và tiêu thụ sôđa lớn nhất thế giới, chiếm gần 30% tổng sản lượng sôđa của thế giới. Các số liệu về sản xuất, nhập khẩu, xuất khẩu sôđa của Mỹ trong giai đoạn 1998-2002 như sau (tính theo triệu tấn): Năm 1998 1999 2000 2001 2002 Sản xuất 10,1 10,2 10,2 10,3 10,3 Nhập 3,66 3,62 3,90 4,04 4,10 Xuất 0,083 0,092 0,075 0,033 0,01 Các công ty sản xuất sôđa lớn của Mỹ được kết hợp trong Hiệp hội sôđa Mỹ (ANSAC). Hàng năm, ANSAC xuất khẩu khoảng 3,5 triệu tấn sôđa đi nhiều nước trên thế giới. Sản phẩm của họ chủ yếu là sôđa tinh chế từ quặng trona tự nhiên và nổi tiếng nhờ 2 đặc điểm là độ trắng cao và hàm lượng tạp chất thấp. ANSAC cung cấp ra thị trường sản phẩm sôđa 99,2%, với hai loại là sôđa nhẹ và sôđa nặng. Quy cách kỹ thuật của 2 loại sôđa này như sau: Sôđa nặng Sôđa nhẹ NaÂ2ÂCOÂ3 min. 99,2% min. 99,2% NaÂ2ÂÂO min. 58,0% - NaÂ2ÂSOÂ4 max. 0,20% max. 0,20% NaCl max. 0,1% max. 0,1% Fe max. 0,002% max. 0,002% Các chất không tan trong nước - max. 0,05% Khối lượng riêng 0,89 - 1,09 g/ cm3 0,68 - 0,84 g/cm3 Cỡ hạt: - > 600 micron - > 425 micron - > 150 micron - < 75 micron - max. 5,0% - - min. 85,0% - max. 3,0% - max. 5,0% - max. 15,0% - min. 75,0% - max. 7,0% Một trong những nhà sản xuất sôđa hàng đầu thế giới là công ty Solvay. Công ty này hiện đang vận hành 9 nhà máy sôđa trên thế giới: 1 nhà máy tại Wyoming (Mỹ) sản xuất sôđa từ quặng trona và 8 nhà máy tại châu Âu sản xuất sôđa theo quy trình Solvay truyền thống. Sản phẩm sôđa của Solvay cũng có hai loại như sau: - sôđa nhẹ : cỡ hạt rất mịn (trung bình 100 micron), mật độ khối 0,5 tấn/m3, thích hợp làm nguyên liệu sản xuất các chất tẩy rửa và hóa chất. - sôđa nặng : cỡ hạt 300-500 micron, mật độ khối 1 tấn /m3, chủ yếu được sử dụng trong ngành sản xuất thủy tinh. Còn theo tiêu chuẩn của Nga GOST - 5100 - 85, sôđa được chia làm 2 loại như sau: Loại 1 Loại 2 Na2CO3 ≥ 99% 0,9 NaCl ≤ 0,5% 0,8 Fe2O3 ≤ 0,003% 0,008 Cặn không tan ≤ 0,004% 0,08 SO4 ≤ 0,05% ..... Loại 1 dùng cho các ngành công nghệ cao như sản xuất thủy tinh quang học, sợi cáp quang và màn hình; loại 2 dùng các ngành công nghiệp luyện kim mầu, giấy, thủy tinh dân dụng và các ngành công nghiệp khác. Hiện nay tiêu chuẩn sôđa vẫn theo quy định của mỗi nước, chưa có tiêu chuẩn quốc tế. Đối với TQ thì tiêu chuẩn sôđa theo GB - 210 - 89: Na2CO3 = 99,2 % SO4 = 0,03 % NaCl = 0,2 % Fe2O3 = 0,04 % Ozon = 0,04 % Mất khi nung = 0,8 % Nhìn chung, tiêu chuẩn các nước cũng dựa trên các tiêu chuẩn một số nước tiên tiến để quy định cho thích hợp để trao đổi trên thị trường quốc tế và khu vực với các chỉ số chủ yếu sau: - Độ trắng của sôđa nhẹ. - Hàm lượng Na2CO3 - Hàm lượng tạp chất tan - Hàm lượng tạp chất không tan - Mật độ khối của sản phẩm sôđa. Các giá trị này khác nhau không nhiều theo tiêu chuẩn của các nước. Vì vậy, với Việt Nam tiêu chuẩn sôđa cũng sẽ theo tiêu chuẩn của một trong 3 nước là Mỹ, Nga, Trung Quốc để hiệu chỉnh và bổ sung cho phù hợp với điều kiện hiện nay của nền kinh tế mở. Phân bố diện dùng sôđa ở Mỹ theo các tỷ lệ sau: Công nghiệp hóa chất 26% Thủy tinh, kính thông dụng 18% Thủy tinh đặc dụng 4% Thủy tinh sợi các loại 4% Thủy tinh bao bì các loại 26% Các ngành công nghiệp khác 22% Tổng 100% Theo tài liệu của Nga thì tỷ lệ sử dụng sôđa trong các ngành công nghiệp như sau: Công nghiệp hóa chất 28% Công nghiệp thủy tinh 26% Luyện kim màu 15,1% Công nghiệp giấy, thực phẩm 6,3% Công nghiệp dầu mỏ 3,2% Các ngành công nghiệp khác 22,4% Tổng 100% Các số liệu trên cho thấy, các ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất thủy tinh và kim loại màu là những lĩnh vực tiêu thụ sôđa lớn nhất và chiếm trên 50% tổng lượng sôđa dùng trong các ngành công nghiệp. Do vậy khi các ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất thủy tinh và luyện kim loại màu phát triển thì lượng sôđa tiêu thụ sẽ tăng. Những năm gần đây nhu cầu sôđa cho ngành thủy tinh ở Mỹ và Nhật Bản chiếm tới gần 60% tổng lượng sôđa hiện dùng trong nước. Định mức tiêu hao sôđa cho một đơn vị sản phẩm trung bình như sau: - Thủy tinh công nghiệp: 170 - 200 kg/tấn - Luyện nhôm : 145 - 220 kg/tấn - Chế tạo criolit: 608 - 610 kg/tấn - Bột giặt tổng hợp: 560 kg/tấn - Luyện gang: 50 kg/tấn - Khoan dầu : 2 kg/m giếng khoan - Tách lưu huỳnh khỏi dầu mỏ: 350 kg/tấn S - Giấy : 120 kg/tấn 2. Thị trường Việt Nam Những số liệu tiêu hao trên cho phép chúng ta dự đoán được tổng lượng sôđa công nghiệp cho các ngành công nghiệp đang có nhu cầu phát triển. Đối với nước ta, trong thời kỳ 2005 - 2020 cần phải phát triển sản lượng một số sản phẩm quan trọng như sau : - Gang thép 1,5 - 2 triệu tấn/ năm - Thủy tinh các loại 0,8 - 1 triệu tấn/ năm - Nhôm kim loại 0,3 - 0,5 triệu tấn - Bột giặt tổng hợp 0,3 - 0,4 triệu tấn - Giấy 0,3 triệu tấn Với quy mô phát triển các ngành như trên thì nhu cầu sôđa tương ứng hàng năm sẽ như sau: - Gang thép 2. 106 tấn x 50kg/tấn = 100.106 kg - Thủy tinh 1.106 tấn x 200 kg/tấn = 200.106 kg - Nhôm kim loại 0,5.106 tấn x 220 kg/tấn = 110.106 kg - Bột giặt tổng hợp 0,4.106 x 560 kg/tấn = 224.106 kg - Giấy 0,3.106 x 120 kg/tấn = 36.106 kg Tổng sôđa tối thiểu 670.106 kg Như vậy, nhu cầu là 670.000 tấn/ năm cho các ngành dự kiến nêu trên, chưa kể một số ngành công nghiệp khác cũng phải dùng sôđa. Hiện nay chúng ta phải nhập từ 100.000 đến 130.000 tấn/ năm cho các ngành thủy tinh, giấy, bột giặt, các lĩnh vực này ngày càng có xu hướng mở rộng và phát triển. Do vậy không kể các ngành mới như luyện nhôm, dầu khí, nhu cầu sôđa tới năm 2010 cũng phải tăng lên tới 200.000 - 300.000 tấn/ năm, còn nếu kể cả các ngành như sản xuất nhôm ôxit, chế biến hóa dầu và khai thác dầu thì nhu cầu sôđa từ nay đến 2020 phải trên 500.000 tấn/ năm. Trong tương lai, khi ngành luyện nhôm, hóa dầu và gang thép phát triển thì nhu cầu sôđa còn cao hơn. 3. Điều kiện phát triển sản xuất sôđa của Việt Nam Việt Nam là nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng, nắng nhiều. Nhiệt độ và lượng mưa hàng năm của các vùng như sau: Khu vực Hà Nội TP.Hồ Chí Minh Nhiệt độ oC 22,6 28 Lượng mưa 1600 1980 Điều kiện khí hậu nhiệt đới, nắng nóng nhiều tạo thuận lợi cho sản xuất muối biển NaCl bằng phương pháp bốc hơi tự nhiên nhờ năng lượng mặt trời, hơn nữa nước ta có trên 2000 km bờ biển dọc theo chiều dài đất nước có khả năng khai thác muối từ nước biển (xin xem chi tiết mục III, trang 24). Để sản xuất sôđa, ngoài muối biển NaCl cần phải có đá vôi để tạo nguyên liệu đầu là CO2 và sữa vôi. Nước ta có nhiều đá vôi phân bố chủ yếu ở các vùng đồi núi, hình thành các dãy núi đá vôi tập trung như: Tràng Kênh (Hải Phòng); Tân Đức (Quảng Ninh); Nam Công (Hà Nam); Mãn Đức (Hòa Bình); Chợ Mới (Bắc Cạn); Vĩnh Thịnh (Thanh Hóa); Kim Nhan (Nghệ An) Hướng Phong (Hà Tĩnh); Hạ Trung (Quảng Bình); Hà Tiên (Kiên Giang)... Nhìn chung, đá vôi Việt Nam có cấu trúc tinh thể lớn, sắp xếp xít đặc, do đó có tỷ trọng lớn, độ ẩm nhỏ thuận lợi cho quá trình nung vôi. Vùng nguyên liệu đá vôi ở phía Bắc rất phong phú, tạo điều kiện phát triển công nghệ sản xuất sôđa theo phương pháp Solvay hiện nay (xin xem chi tiết mục III). Đối với những vùng thiếu đá vôi, nhưng lại có nguồn khí thiên nhiên hoặc khí đồng hành trong khai thác dầu mỏ và có thể sản xuất phân đạm từ khí đồng hành hoặc khí thiên nhiên, như ở miền Nam nước ta (xin xem chi tiết mục III), có thể sử dụng phương pháp Solvay cải tiến để thu 2 sản phẩm là sôđa và phân đạm amoni clorua cung cấp cho cây lúa nước. Việc kết hợp sản xuất phân đạm với sản xuất sôđa cho hiệu quả sử dụng tài nguyên cao và không có chất thải trong sản xuất, phù hợp với xu thế hiện nay trên thế giới là phát triển các công nghệ ít hoặc không chất thải. Phân tích về tình hình sản xuất, tiêu thụ sôđa, khả năng và điều kiện của Việt Nam cho thấy nước ta cần sớm phát triển và đầu tư cho ngành công nghệ sản xuất sôđa trong thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 21. Nhu cầu sôđa tính theo đầu người dân ở các phát triển hiện nay đạt trên 25 kg/người, còn ở các nước đang phát triển mới chỉ đạt khoảng 2kg/người. Nước ta chưa có công nghệ sản xuất sôđa hoàn chỉnh và ổn định. Trong những năm 1980 Tổng cục Hóa chất đã nhận thấy có nhiều nhu cầu về sôđa cho các ngành công nghiệp, do đó đã cho triển khai một số dự án sản xuất sôđa theo phương pháp Solvay truyền thống. Nhưng do có thay đổi về nhiên liệu đốt khi nung vôi, thay đổi thiết bị cacbonat hóa và thiếu một số bộ phận trong dây chuyền sản xuất nên chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng nguyên liệu không cao, sản phẩm kém sức cạnh tranh, dẫn đến phải ngừng hoạt động các dự án này. Ngoài ra, việc chế tạo vật liệu, thiết bị làm việc trong môi trường ăn mòn mạnh như dung dịch NaCl cũng chưa được đặt ra. Vì những lý do đó, trong những năm qua sản xuất sođa ở Việt Nam đã không duy trì và phát triển được. Sôđa là hóa chất thuộc nhóm hóa chất cơ bản trong các hóa chất vô cơ, có tác động đến sự phát triển của nhiều ngành sản xuất ở nước ta: sản xuất thủy tinh, sản xuất giấy, sản xuất bột giặt tổng hợp, ngành luyện kim loại màu (nhôm, côban), ngành công nghiệp chế tạo vật liệu, ngành công nghiệp chế tạo thiết bị hóa chất, ngành sản xuất muối biển... Vì vậy, sự hình thành và phát triển của ngành sản xuất sôđa nội địa sẽ có tác dụng thúc đẩy các ngành công nghiệp khác phát triển, đồng thời phát huy được nội lực của đất nước là tài nguyên thiên nhiên sẵn có và sức lao động dồi dào hiện nay, góp phần tạo xu thế phát triển bền vững cho nền kinh tế nước ta trong thế kỷ 21 này. Tuy nhiên, để phát triển ngành công nghiệp sản xuất sôđa nội địa chúng ta không thể chỉ dựa vào nội lực của bản thân mình mà cần phải dựa vào các thành tựu khoa học và công nghệ của các nước phát triển đã có nền công nghiệp sôđa tiên tiến - trong đó có Mỹ, Nga, Đức, Nhật Bản và Trung Quốc. Kết hợp tốt yếu tố nội lực và ngoại lực thì tính cạnh tranh của sản phẩm sôđa sẽ cao, không những đảm bảo cho sự phát triển bền vững nền kinh tế đất nước mà còn tạo đà phát triển cho một số ngành công nghiệp khác. Vì vậy, trong giai đoạn đầu phát triển ngành công nghiệp sản xuất sôđa cần phải nhập một nhà máy sôđa hiện đại và công nghệ tiên tiến để tạo được khả năng đa dạng hóa các sản phẩm sôđa: sôđa nặng, sôđa nhẹ, sôđa hạt, natri bicacbonat sạch, với những sản phẩm có thể phục vụ cho các ngành công nghệ cao. II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SÔĐA 1. Công nghệ sản xuất sôđa trên thế giới Trên thế giới hiện nay, sôđa được sản xuất theo các phương pháp sau: 1.1. Sản xuất theo phương pháp hóa học Khi sản xuất sôđa theo phương pháp hóa học, người ta cacbonat hóa dung dịch xút (sản xuất bằng phương pháp điện phân) theo phản ứng hóa học sau: 2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O Sôđa được tạo thành trong dung dịch xút, khi đạt nồng độ quá bão hòa sẽ tách khỏi dung dịch dưới dạng muối ngậm nước, gọi là sôđa nặng Na2CO3.xH2O. Nếu lọc kết tinh đem khử nước sẽ thu được sôđa khan Na2CO3 loại thương phẩm. Phương pháp này chỉ thích hợp với những nước có điện năng rẻ, thiếu clo và thừa xút. Hiện nay, sôđa sản xuất theo phương pháp hóa học chỉ chiếm dưới 10% tổng sản lượng sôđa tổng hợp trên thế giới. 1.2 Sản xuất từ nguyên liệu tự nhiên. Sôđa có thể tồn tại trong tự nhiên dưới nhiều dạng khác nhau: trong tro của một số loại cây, trong một số hồ nước khoáng, một số mỏ khoáng dưới đất. Các loại cây chứa sôđa hàm lượng thấp không có ý nghĩa khai thác công nghiệp. Người ta chỉ tách được sôđa từ tro của chúng sau khi đốt cháy. Các loại hồ nước chứa sôđa trên thế giới không nhiều và tập trung ở những vùng ít mưa và không khí khô. Trên thế giới có một số nơi có những nguồn sôđa thiên nhiên nổi tiếng, phân bổ ở châu lục như sau: - Châu Mỹ: Mỹ có khu mỏ Green River tại Wyoming với trữ lượng 47 tỷ tấn trona, đây là nguồn sôđa tự nhiên rất quan trọng. Mỹ còn có mỏ nahcolit trữ lượng lớn tại Colorado và một số hồ nước khoáng như: hồ Searles và Borak tại bang Califonia; hồ Rafoun tại bang Nevada; hồ Albert tại Oregon. Ngoài ra, ở châu Mỹ còn có hồ Taxcoco tại Mehicô. - châu Âu: Nga có biển Cacbiên; Hunggari có vùng Sagetin. - châu Á: TQ đã phát hiện được hơn 50 mỏ trona, trong đó 13 mỏ đang được khảo sát kỹ. Chỉ riêng 3 mỏ Wucheng (Hoa Nam), Oagan và Yanhaizi (Nội Mông) đã chiếm trên 90% trữ lượng trona của TQ. Ngoài ra, châu Á còn có hồ Luner ở Ấn Độ. - Châu Phi: Phía Nam Ai Cập có mỏ Uodi - Natron, Kenia có hồ Magadi, Botswana có hồ nước muối Sua Pan. Tuy phương pháp Solvay đã ngự trị trong sản xuất sôđa thế giới từ cuối thế kỷ 19, nhưng từ đầu thập niên 1970 Mỹ bắt đầu khai thác khu mỏ trona tại Wyoming. Từ thời gian đó đến nay, sản xuất sôđa ở Mỹ chủ yếu dựa trên nguồn nguyên liệu trona quan trọng này. Từ năm 1986, sản xuất sôđa quy mô lớn theo phương pháp Solvay ở Mỹ thực tế đã chấm dứt. Hiện nay, khu mỏ tại Wyoming đang được khai thác với tốc độ 15 triệu tấn quặng/năm, tương đương 8,3 triệu tấn sôđa /năm. Năm 1999, Mỹ cũng bắt đầu sản xuất sôđa từ nguyên liệu nahcolit được phát hiện ở vùng Colorado. Công ty America Soda đã xây dựng nhà máy sản xuất sôđa tại đây với công suất 1 triệu tấn sôđa/năm và 150.000 tấn NaHCOÂ3Â/năm. Trước đây, ở Mỹ người ta sản xuất sôđa theo phương pháp khai thác đào lấy quặng, sau đó chở đến nhà máy xử lý để tiến hành chiết, thu được sản phẩm sôđa. Ngày nay, người ta áp dụng công nghệ hòa tan để sản xuất sôđa từ quặng. Trước tiên, nước nóng được bơm vào mỏ quặng, sau đó người ta bơm dung dịch lên và tiến hành tách COÂ2Â. Bùn chứa NaÂ2ÂCOÂ3 thu được sẽ được bơm đến nhà máy xử lý để tách nước và lấy sản phẩm sôđa khan. Một phần sôđa khan được chuyển hóa ngược lại thành NaHCOÂ3Â nhờ phản ứng với COÂ2Â đã được tách ra trước đó từ dung dịch ban đầu. Phương pháp sản xuất này cho phép giảm nhiều giá thành sản xuất, vì chi phí nhân công chỉ bằng 1/3 so với phương pháp đào lấy quặng trực tiếp từ mặt đất. Hiện nay, Mỹ là nước sản xuất sôđa với giá thành thấp nhất thế giới. Nhìn chung, chi phí sản xuất sôđa từ quặng tự nhiên thấp hơn chi phí sản xuất sôđa theo phương pháp tổng hợp và cũng ít kéo theo các vấn đề về ô nhiễm môi trường hoặc an toàn lao động hơn. Mặc dù sản xuất sôđa từ các khoáng thiên nhiên như trona, nahcolit có nhiều ưu điểm và giá thành hạ hơn, nhưng đối với những quốc gia không có những nguồn tài nguyên đó mà lại có nguồn đá vôi, than đá và muối ăn dồi dào thì phương pháp Solvay để sản xuất sôđa là công nghệ thích hợp nhất. 1.3 Phương pháp Solvay: Trong sản xuất sôđa theo phương pháp tổng hợp, hiện nay trên thế giới hầu như chỉ áp dụng phương pháp Solvay, đi từ các nguyên liệu NaCl, CO2 và NH3. Phương pháp sản xuất này đã tồn tại gần 140 năm. Công nghệ của nó thay đổi rất ít. Quá trình sản xuất gồm các công đoạn sau: - Chuẩn bị dung dịch nước muối NaCl bão hòa có độ sạch yêu cầu. - Chuẩn bị sữa vôi và khí CO2. - Amôn hóa nước muối NaCl bão hòa bằng khí NH3 tái sinh. - Cacbonat hóa dung dịch sau amon hóa để tạo bán thành phẩm NaHCO3 ẩm tách khỏi dung dịch. - Lọc tách NaHCO3 khỏi dung dịch huyền phù sau cacbonat hóa, rửa các tạp chất bám trên NaHCO3. - Nhiệt phân NaHCO3 ẩm đã rửa để chuyển thành sản phẩm sôđa Na2CO3. - Tái sinh NH3 từ nước lọc sau khi tách NaHCO3 để tuần hoàn NH3 cho quá trình sản xuất. Phương pháp Solvay có những ưu điểm như sau: - Nguyên liệu sản xuất chủ yếu là muối ăn, đá vôi, đó là những nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có. Quy trình có thể sử dụng các loại nguyên liệu muối chất lượng khác nhau và CO2 thu hồi khi đốt nhiên liệu hoặc nung đá vôi. - Các phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ không cao (dưới 1000C) và áp suất gần áp suất khí quyển. - Quá trình sản xuất được thực hiện liên tục trong dòng nguyên liệu khí - lỏng là chủ yếu, do đó dễ cơ giới hóa và tự động hóa sản xuất. - Quá trình sản xuất được phân đoạn cho phép thu hồi tối đa các khí nguyên liệu NH3, CO2 theo khí phóng không, do đó đảm bảo tổn thất NH3 nhỏ, môi trường sản xuất sạch, điều kiện lao động tốt. - Công đoạn làm sạch nước muối và amôn hóa nước muối cho phép loại triệt để các tạp chất tan làm bẩn sản phẩm sôđa, do đó chất lượng sôđa của phương pháp Solvay rất cao thỏa mãn yêu cầu sử dụng sôđa cho các ngành công nghệ truyền thống và công nghệ cao. Với phương pháp Solvay, nếu kết hợp tốt việc sử dụng các nguyên liệu NaCl, CO2, NH3 thì có thể tạo được thế cạnh tranh về giá thành sản phẩm sôđa trong khu vực và trên thế giới. Nhưng phương pháp Solvay cũng có một số nhược điểm như sau: - hiệu suất sử dụng nguyên liệu ban đầu thấp. - thải ra một lượng phế thải lớn cần xử lý. - chi phí năng lượng cao. - đầu tư cơ bản cho xây dựng khá lớn. Ở quy trình Solvay, nguyên liệu NaCl không được tận dụng triệt để vì hiệu suất chuyển hóa tối đa chỉ đạt 73%, còn lại 27% NaCl theo dung dịch nước lọc ra ngoài bãi thải. Ngoài ra, lượng CaCl2 tạo thành khi tái sinh NH3 bằng sữa vôi cũng bị thải ra n
Luận văn liên quan