Производство серной кислоты

1.

Производство
серной кислоты
« Едва найдется другое, искусственно
добываемое вещество, столь часто
применяемое в технике, как серная
кислота…»
(Д. И. Менделеев)

2.

Промышленное получение серной кислоты по стадиям:

3.

Исходное сырье
Сырьё – исходный материал для
производства промышленных продуктов.
Обогащение-процесс подготовки сырья,
направленный на повышение в нем
полезных составных частей.
Флотация - способ разделения
размельченной породы, основанный на
различной смачиваемости минералов
водой, через которую пропускают воздух
(барботирование).

4.

H2S(сероводород)
S
(самородная сера)
Дымовые ,
топочные газы
Производство
серной
кислоты
FeS2 (пирит)
Побочные продукты
других производств

5.

FeS2 –пирит
Залегает в земной коре, горная порода,
находится в смеси с другими металлами:
ZnS, CuS, NiS, CoS.
На территории РФ существуют залежи
колчедана, на Урале и Кавказе, где его
добывают в рудниках в виде рядового
колчедана.

6.

7.

S – Сера
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.

8.

Получение газовой серы из сероводорода :
H2S + 1,5 O2 → S02 + H2O
2H2S + S02 → 2H20 + 1.5S2
2H2S + O2 → 2Н2О + S2.
Является самым совершенным сырьём(легко
сгорает не образуя побочных продуктов), но
слишком дорога и является ценной для других
производств.

9.

H2S
Источником сероводорода служат различные горючие
газы: коксовый, генераторный, попутный, газы
нефтепереработки.
H2S + 3O2 → 2H2O (пар) + 3SO2
H2S + SO2 → 2H2O (пар) + S
(S – перевозят)
Хорошее сырьё, но H2S зависит от газодобычи.
Газы цветной металлургии.
В этих газах содержится от 4 до 10% оксида серы (IV) и
они могут непосредственно использоваться для
производства серной кислоты.

10.

Прочие виды сырья
Агломерационные газы получаются при агломерации железной руды
перед загрузкой в доменные печи. Концентрация SO2 в таких газах
составляет 0,5— 1.5%.
Топочные и горючие газы содержат сернистый ангидрид или
сероводород. SO2 образуется при сжигании в топках угля, содержащего серу.
Гипс CaS04×2H2О и фосфогипс (отходы в производстве фосфорной
кислоты и фосфорных удобрений) обжигают с углем и глиной. При этом
восстановление сульфата кальция сопровождается образованием SO2; огарок
измельчают и используют в качестве строительного материала (цемент).
Отработанные кислоты получаются при сульфировании, очистке
нефтепродуктов, осушке и т. д. Отработанные кислоты термически разлагают,
а образующийся при этом SO2 используют для получения серной кислоты.
Tpaвильные растворы получаются при травлении металлов серной
кислотой. Они содержат 2—4% серной кислоты и до 25% FeSO4. Серную
кислоту этих растворов нейтрализуют избытком огарка и сульфат
восстанавливают углем в печи. Образующийся сернистый ангидрид
используют для производства серной кислоты.
Алуниты K2S04-Ala(S04)3•2AI2О3•6Н20 обезвоживают и
восстанавливают, при этом образуются SO2, используемый для производства
серной кислоты, и глинозем А12О3, поступающий на производство алюминия.

11.

Основные ТЭП производства серной кислоты
из различного сырья
Показатель
Сырье
Железный Самородная
колчедан
сера
Газовая Сероводород
Удельные
капиталовложения
в производство
Себестоимость
кислоты
100
57
сера
57
100
125
67
80
Приведенные
затраты
100
118
75
72
63

12.

В мире: 75% H2SO4 получают из S ( в США – 80%, в
России – 60%); 20% - из пирита; 5% - H2S или SO2.
Вследствие сложностей с транспортом серной
кислоты сернокислотные заводы располагаются
преимущественно в районах ее потребления.
Поэтому производство серной кислоты развито во
всех экономических районах РФ. Важнейшими
центрами его являются: Щелково, Новомосковск,
Воскресенск, Дзержинск, Березняки, Пермь.