2. Назначение процесса

Получение целевого продукта серная кислота, которая является одной из самых сильных кислот. Среди минеральных кислот, производимых химической промышленностью серная кислота по объему производства и потребления занимает первое место. Объясняется это тем, что она самая дешевая из всех кислот, а также ее свойствами. Серная кислота не дымит, в концентрационном виде не разрушает черные металлы, в широком диапазоне температур находится в жидком состоянии.

3. Сырье процесса и его характеристика

Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная сера и различные серосодержащие соединения, из которых может быть получена сера или непосредственно оксид серы (IV).

Природные залежи самородной серы невелики, доля ее равна 0,1 %. На территории Российской Федерации залежей самородной серы очень мало. Чаще всего сера находится в природе в форме сульфидов и сульфатов металлов, а также входит в состав нефти, каменного угля, природного и попутного газов. Значительные количества серы содержатся в виде оксида серы в топочных газах и газах цветной металлургии и в виде сероводорода, выделяющегося при очистке горючих газов. На производство серной кислоты идет около 90% всей вырабатываемой в мире серы.

Источником газовой серы являются Астраханское газоконденсатное месторождение, Оренбургское и Самарское месторождения попутного газа.

В России серная кислота производится из следующего сырья:

• 70 % получают из серы, которую выделяют из природного газа, а также из отходов нефтехимии и цветной металлургии;

• 20 % из отходящих газов;

• 10% из железного колчедана.

3.1. Железный колчедан

Железный колчедан — один из самых распространенных минералов в земной коре. По запасам серосодержащих пиритных руд, наша страна занимает одно из первых мест в мире. Колчеданы – рудные материалы, в состав которых входят сульфиды металлов: железа, меди, кобальта, никеля и др. Основой руд в одном случае является пирит – серный колчедан (FeS₂), в других пирротин – магнитный колчедан. Если в рудах кроме железа мало остальных металлов, то их используют в сернокислотном производстве.

3.2. Сера

Сера - твердое кристаллическое вещество.

Элементарная сера может быть получена из серных руд или из газов, содержащих сероводород или оксид серы (IV). В соответствии с этим различают серу самородную и серу газовую (комовую).

На территории РФ залежей самородной серы практически нет. Источниками газовой серы являются Астраханское газоконденсатное месторождение, Оренбургское и Самарское месторождения попутного газа.

Из самородных руд серу выплавляют в печах, автоклавах или непосредственно в подземных залежах (метод Фраша). Для этого серу расплавляют непосредственно под землей, нагнетая в скважину перегретую воду, и выдавливают расплавленную серу на поверхность сжатым воздухом.

3.3. Сероводород

Бесцветный газ с запахом протухших яиц и сладковатым вкусом. Химическая формула – H2S. плохо растворим в воде, хорошо – в этаноле. В природе встречается очень редко в виде смешанных веществ нефти и газа. Также иногда встречается в воде. Входит в состав вулканических газов. Образуется при гниении белка.

Источником сероводорода служат различные горючие газы: коксовый, генераторный, попутный, газы нефтепереработки. Извлекаемый при их очистке сероводородный газ достаточно чист, содержит до 90% сероводорода и не нуждается в специальной подготовке.