Производство серной кислоты: влияние на окружающую среду

В основной химической промышленности - промышленности тяжелого неорганического синтеза - наибольшее влияние на окружающую среду осуществляют производства основных продуктов, которые являются исходными во многих других отраслях промышленности: производство серной кислоты, минеральных удобрений, кальцинированной соды.

Серная кислота используется для производства удобрений, очистки нефтепродуктов, в цветной металлургии, при пищеварении металлов. Особенно чистая кислота используется в производстве красителей, лаков, красок, лекарственных веществ, пластмасс, химических волокон, многих ядохимикатов, взрывчатых веществ, эфиров, спиртов и т.д.

Функциональные схемы производства серной кислоты из серы (А)

и серного колчедана (В):1-обжиг серосодержащего сырья,2-очистка и промывка обжиговых газов,3-окисление SО₂,4-абсорбция SО₃.

Сырьевая база производства серной кислоты - серосодержащие соединения, из которых можно получить диоксид серы. В промышленности около 80% серной кислоты получают из природной серы и железного (серного) колчедана. Значительное место занимают отходящие газы цветной металлургии, получаемые при обжиге сульфидов цветных металлов, содержащих диоксид серы.

Чистый серный колчедан содержит 53,5% серы и 46,5% железа. Примеси (песок, глина, карбонаты, соединения As, Se, Ag, Au и др.) уменьшают содержание серы до 32-40%.

Выходной SО₂ с обжигательной печи загрязнен огарковой пылью и другими примесями. Содержание в нем пыли зависит от качества и степени помола сырья, конструкции печей и других факторов и составляет 1-300г/м³. Химический состав пыли практически не отличается от состава огарка. Объемы обжиговых газов равны сотням тысяч кубометров в сутки, они несут с собой десятки тонн огарковой пыли. Перед переработкой на H₂SO₄ газы очищают в циклонах и сухих электрофильтрах до содержания пыли около 0,1 г/м³. Дополнительную очистку проводят последовательно промывкой охлажденной 60-75% (в пустых башнях) и 25-40% (в насадочных башнях) серной кислотой и улавливанием тумана, образующегося в мокрых электрофильтрах.

При обжиге серного колчедана отходы пиритных огарков составляют до 70% от массы колчедана. На 1т произведенной кислоты выход огарка составляет до 0,55 т.

Таким образом, отходами производства H₂SO₄ из серного колчедана являются пиритные огарки, пыль циклонов и сухих электрофильтров, шламы промывочных башен и шламы мокрых электрофильтров, а также отходящие газы, содержащие 0,02-0,03% SO₃.

Для производства 1т H₂SO₄ необходимы:

Серы – 0,34 т (FeS₂ - 0,82 т),

Электроэнергия – 85кВт * ч,

Вода – 70 м³,

Катализатор – 0,1 кг.

Лекция № 7

Нефтеперерабатывающая промышленность и ее воздействие на окружающую среду

План

1. Подготовка нефти к переработке и ее первичная и вторичная переработка

2. Очистка нефтепродуктов.

3. Воздействие нефтеперерабатывающих заводов на окружающую среду

Нефть является основным источником сырья для нефтеперерабатывающих заводов при получении моторных топлив, масел и мазута. Нефть и продукты ее переработки являются сырьем для синтеза многочисленных химических продуктов: полимерных материалов, пластических масс, синтетических каучуков и волокон, растворителей и т.д.

Нефти различных месторождений заметно отличаются по составу, по плотности, по температуре кипения.

Большинство нефтей содержит до 25% бензиновых фракций, выкипающих до 180^оС и до 55% фракций, перегоняющихся до 350^оС. Общее содержание алканов (парафины) в нефтях достигает 30-50%, циклоалканов (циклопарафины, нафтены) – 25-75%, арены (ароматические углеводороды) содержатся, как правило, в меньшем по сравнению с алканами и циклоалканами количестве (10-20%). Кроме того, нефть, поступающая на переработку, содержит до 1,5% солей и 30% воды. Для переработки пригодна нефть, содержащая не более 0,0005% солей и 0,1% воды.

Основные химические элементы, входящие в состав нефти: углерод 82-87%), водород (11-14%), сера (0,1-7%), азот (0,001-1,8%), кислород (0,5-1%).

Плотность - физическая константа, масса единицы объема, выражаемая в кг/м³, т/м³, числом баррелей в метрической тонне, числом галлонов в метрической тонне.