Производство серной кислоты

 
 
 

Содержание 

      Введение……………………………………………………………………..……..3

      1 Аналитический обзор……………………………………………………………8

      1.1 Физические и химические свойства  серной кислоты…………………….…8

      1.2 Сырьевые источники для сернокислотного  производства………………...10

      1.3 Методы получения серной кислоты…………………………………………14

2 Технологическая  схема получения серной кислоты  контактным методом на колчедане……………………………………………………………………….…19

3 Технологические  расчеты оборудования……………………………………...21

3.1 Технологический  расчет печи обжига колчедана…………………………..21

3.2 Технологический  расчет котла-утилизатора……………………………..…30

3.3 Технологический  расчет контактного аппарата…………………………….32

4 Техника  безопасности…………………………………………………………..36

Заключение………………………………………………………………………..37

Литература………………………………………………………………………...38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение 

     Серная  кислота является одним из важнейших  продуктов химической промышленности. По объему производства с серной кислотой можно сравнить лишь соду и связанный  азот, а по разнообразию областей применения серная кислота  несомненно занимает первое место. Серную кислоту применяют не только в многочисленных химических, но и других отраслях народного хозяйства.

     Серную  кислоту применяют [1]:

     - в производстве минеральных удобрений;

     - как электролит в свинцовых  аккумуляторах;

     - для получения  различных минеральных  кислот и солей;

     - в производстве химических волокон,  красителей, дымообразующих веществ  и взрывчатых веществ;

  - в нефтяной (очистка нефти), металлообрабатывающий (получение меди, цинка, кобальта, никеля, серебра), текстильной (отбелка тканей) , кожевенной, и др. отраслях промышленности;

     - в пищевой промышленности –  зарегистрирована в качестве  пищевой добавки Е513 (эмульгатор);

     - в промышленном органическом  синтезе в реакциях:

     - дегидратации ( получение диэтилового эфира, сложных эфиров);

     - гидратации ( этанол из этилена);

     - сульфирования (синтетические моющие  средства и промежуточные продукты  в производстве красителей);

     - алкилирования ( получение изооктана,  полиэтилен глюколя).

     В химической промышленности серную кислоту используют для производства удобрений, кислот (соляной, фосфорной, плавиковой и т.д.), сернокислых солей, пластических масс, для осушки различных газов, концентрирования азотной кислоты и для других целей.

     Последние годы российский рынок серной кислоты был крайне нестабилен. Крайне негативно на рынке кислоты отразился и мировой финансовый кризис. Продажи серной кислоты за 2008 – 2009 годы упали на   11,5 % до 8,5 млн. т.  В 2010 году рынок  быстро пошел вверх, к концу года продажи выросли до 9,3 млн. т.

     Структура потребления серной кислоты на мировом  рынке по данным ICIS показана на рисунке 1. 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                   3

   

      Рисунок 1-Структура потребления серной кислоты  на мировом рынке [2] 

     По  сравнению с 2005 годом объем потребления  серной кислоты вырос  на 9,2 %, среднегодовой  темп роста потребления – 1,8% . Серную кислоту  получают на заводах цветной  металлургии, заводах по производству фосфорных удобрений и заводах – производителях серной кислоты.

     Динамика  производства серной кислоты представлена диаграммой на

рисунке 2.

      Рисунок 2-Динамика производства серной кислоты [2] 

                                                                                                                                    4

     Необходимо  отметить, что большая часть серной кислоты, поставляемой на мировой рынок, является побочным продуктом предприятий  цветной металлургии, в то время как основное производство  и потребление серной кислоты приходится на производителей  фосфорных удобрений, которые получают серную кислоту из серы. Основные мировые экспортеры серной кислоты – Республика Корея, Япония и Канада. 

Таблица 1 – Экспорт серной кислоты странами мира [2]                             В тоннах

Год	2005	2006	2007	2008		2009	2010
Страна
Республика  Корея	1746456	1950460	2127026	2369618	2225744			2344919
Япония	1377593	1857086	1952665	2113789	1985448			2091751
Канада	2013864	1990903	2314538	237656	861917			1782952
Индия	6807	17459	313071	976628	917331			966448
Германия	1113907	1230569	933731	890234	761328			802093
Перу	147201	80762	509509	792731	744600			784469
Болгария	172083	251242	514875	681205	639845			674104
Филиппины	130640	274710	294407	506505	475752			501225
Испания	326394	475923	349960	431979	416514			438816
Польша	124492	45213	280831	411757	386586			407285
Мексика	742157	535824	385798	390743	367019			386671
Швеция	567375	634337	539493	390586	366871			386515
Италия	385204	212348	402582	386333	362876			382306
Китай	4276	4243	3853	382418	359199			378432
Бельгия	416035	403947	375091	326346	306531			522944
США	350139	248490	336577	285256	267927			282272
Нидерланды	207657	221426	196068	226541	212786			224180
Прочие	1453332	1013816	1044554	1088533	1133197			1192874
Итог	11305611	11428760	12874717	15027573	12791470			14351262

 

     Ключевыми импортерами серной кислоты являются США, Чили и Китай. Импортируемая  серная кислота применяется для  производства агрохимической продукции. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                    5 
 
 

Таблица 2  - Импорт серной кислоты странами мира [2]                              В тоннах

Год	2005	2006		2007	2008		2009		2010
Страна
США	2660066		2427172	2603028		5163181		2892043		2996446
Чили	522870		621744	1381281		2389048		2357373		2442474
Китай	1956030		2158390	1959169		1606684		1585382		1642614
Турция	207646		316778	379520		365867		511802		530278
Индия	40537		250249	415778		409818		404385		418983
Австралия	402324		421450	545075		655468		392901		407085
Бельгия	657575		469281	468035		353973		349280		361889
Бразилия	477621		478131	428660		508284		336813		348971
Филиппины	81606		259073	266775		339458		334958		347050
Нидерланды	265197		219948	206953		320506		316256		527673
Франция	213934		306634	288892		354840		311953		32531
Намибия	186904		169100	259709		306673		302607		313531
Азиатские страны	191084		174578	204256		223769		220802		228773
Таиланд	43315		109002	94758		206823		204081		211448
Германия	173571		164359	200629		187405		184920		191596
Великобритания	393775		313748	415252		400656		179574		186056
Португалия	165683		105512	90149		133871		132096		136864
Венесуэла	52410		80669	44699		108278		106843		110700
Канада	92086		77348	101955		84157		104719		108499
Норвегия	138007		166941	168163		157043		104135		107834
Аргентина	20568		43371	64461		102151		100797		104436
Марокко	112870		104056	72660		97833		96536		100021
Прочие	1761660		1859742	1443342		1459383		1258643		1334902
Итог	10847336		11297311	12103264		15935169		12818643		13281396

 

      Из  данных United Nations Statistics Division можно сделать вывод о том, что самые низкие цены на серную кислоту наблюдаются в регионах Дальнего Востока и Восточной Европы. Цены в Южной Азии Океании выше на 30 – 40%, в Канаде на 80 – 90%. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                                      6 

Таблица 3 – Экспортные цены на серную кислоту( долл. США\ тонна) без НДС [2]

Год	2005	2006	2007	2008	2009	2010
Страна
Республика  Корея	29, 51	21,36	23,43	66,49	65,40	70,20
Япония	33, 93	36,51	25,74	75,70	74,80	75,10
Канада	44,09	44,19	47,97	105,57	153,31	130,24
Индия	124,10	124,68	101,47	172,41	103,80	107, 95
Германия	43,41	35,21	52, 35	102,61	89,72	94,26
Перу	30,21	34,39	43,81	85, 10	80, 40	83,20
Болгария	26,48	19,60	25,92	66,63	64,39	66,97
Филиппины	11,07	20,28	40,99	94,26	90,51	94,13