柠檬酸钠在工业上用途广泛,可用于食品、医药、电镀和酿造等行业。近年来,由于一些国家禁止在洗涤剂中使用三聚磷酸钠,改用柠檬酸钠作为替代品,致使柠檬酸钠在全球的需求量迅速增加。工业上生产柠檬酸钠的传统工艺过程是:先用硫酸对柠檬酸钙进行酸解,再进行过滤、脱色及离子交换,得到柠檬酸。将柠檬酸与碳酸钠进行中和反应,即得到柠檬酸钠。该方法生产成本高、周期长、副产品硫酸钙不能有效利用,从而造成环境污染。生产柠檬酸钠的传统工艺存在明显的不足,因此急需开发出一种新的生产工艺,以降低柠檬酸钠的生产成本,提高柠檬酸钠产品的质量,从而更好地满足市场对柠檬酸钠的大量需求。同时使反应副产物得到有效利用,避免造成环境污染。本论文详细研究了以柠檬酸钙、碳酸钠为原料经复分解反应一步法生产柠檬酸钠的工艺方法,并通过对实验条件的研究,得出以下几点结论:(1)反应原料柠檬酸钙与碳酸钠的摩尔比必须在1:3.35以上;(2)碳酸钠溶液的适宜浓度为20%;(3)反应液的pH值达到10.30-10.55时,柠檬酸钙应停止投料;(4)柠檬酸钙的投料时间以20min为宜;(5)适宜的反应温度为80℃;(6)适宜的反应时间为30min;(7)浓缩之前,溶液的pH值用柠檬酸调整到6.9-7.2;(8)活性炭的质量为碳酸钠质量的1/20。在实验室实验的基础上进行了放大实验和工业化试生产。放大实验和工业化试生产表明:小试实验条件可靠,在最佳工艺条件下,产品柠檬酸钠的质量能够满足美国FCC-IV标准及国标GB6782-86的要求,且柠檬酸钙的最高转化率达到99.7%,柠檬酸钠的最高收率达到98.6%。以柠檬酸钙、碳酸钠为原料经复分解反应一步法生产柠檬酸钠的工艺不仅具有工艺简单、成本低的特点,而且产生的碳酸钙可直接返回发酵工段,用于柠<WP=4>檬酸钙的生产,解决了原工艺中存在的废渣排放问题,具有明显的经济效益和社会效益。同时建立了原料柠檬酸钙含量和沉淀碳酸钙中柠檬酸钙含量的分析方法。 最后根据实验数据对工艺中主要生产设备进行了设计。