Эволюция способов производства серной кислоты, особенности ее получения в производственных условиях (из колчедана, нитрозным и контактным методами) и основные сферы ее применения. Мировые лидеры по химическому производству и экспорту серной кислоты.
Аннотация к работе
На ее использовании базируется практически вся основная химия, которая играет огромную роль в обеспечении стабильного развития сельского хозяйства, выступая поставщиком минеральных удобрений, химических средств защиты растений и т.д., различных химических производств, нефтепереработки, целлюлозно-бумажной промышленности, переработки руд металлов, военного дела, медицины и т.д. О важном месте серной кислоты в мировой экономике говорит тот факт, что за четверть столетия ее производство выросло более чем в три раза и в настоящее время составляет более 200 млн. тонн в год.В летописи X в. упоминается о серной кислоте, где ее называют «купоросным маслом». Источником этого названия служил способ получения маслянистой жидкости сухой перегонкой железного купороса. Серную кислоту получали в небольших количествах (в основном для медицинских целей) в XV в. путем нагревания смеси серы и селитры в больших сосудах, стенки которых смачивали водой. Выделяющиеся при нагревании смеси серы и селитры газы поглощались водой с образованием серной кислоты в свинцовых камерах, поэтому способ получил название камерного. В начале XX века вместо свинцовых камер стали в промышленных масштабах применять башни с насадкой; такой способ производства серной кислоты с использованием окислов азота стали называть башенным.В промышленности серную кислоту получают из серы, сульфидов металлов, сероводорода, сульфатов железа, кальция и др. Воздух после очистки от пыли подается газодувкой в сушильную башню, где он осушается 93-98%-ной серной кислотой до содержания влаги 0,01% по объему. Газ, содержащий 10-14% по объему SO2, охлаждается в котле и после разбавления воздухом до содержания SO2 9-10% по объему при 420°С поступает в контактный аппарат на первую стадию конверсии, которая протекает на трех слоях катализатора, после чего газ охлаждается в теплообменниках. Затем газ, содержащий 8,5-9,5% SO3, при 200°С поступает на первую стадию абсорбции в абсорбер, орошаемый олеумом и 98%-ной серной кислотой: SO3 Н2О = Н2SO4 130,56 КДЖ. Перед второй стадией абсорбции газ охлаждается в экономайзере и подается в абсорбер второй ступени, орошаемый 98%-ной серной кислотой, и затем после очистки от брызг выбрасывается в атмосферу.Основным потребительским сегментом для серной кислоты является отрасль производства минеральных удобрений (в основном фосфорных). По сравнению с 2005-м годом объем потребления серной кислоты вырос на 9,2%, среднегодовой темп роста потребления - 1,8%. В настоящее время в мире производится порядка 170-173 млн. т серной кислоты. К крупнейшим продуцентам серной кислоты относятся также Индия, Япония и Бразилия. Наиболее крупными потребителями серной кислоты в мире являются США и Китай, их удельный вес составляет, соответственно, 21% и 19%.Она играет роль поставщика сырья для получения важнейшего компонента многих химических реакций - серной кислоты. В то же время сфера конечного использования серы не ограничивается одной химической промышленностью: она применяется в целлюлозно-бумажной, добывающей, текстильной, стекольной промышленности, в нефтепереработке, металлургии, медицине, сельском хозяйстве и т.д. Основными источниками ее получения в настоящее время являются природный газ, нефть и концентраты некоторых цветных металлов - товаров с высокой транспортабельностью, значительно вовлеченных в международную торговлю. Поэтому многие промышленно развитые страны-импортеры вышеперечисленной продукции являются значительными продуцентами серы, хотя сами не обладают природными запасами ее. Ведущим регионом мировой серной промышленности является Северная Америка - ее доля в мировом производстве составляет 37%(Диагр.Разнообразное применение серной кислоты делает ее важнейшим продуктом химической промышленности.