Виробництво сірчаної кислоти. Методи отримання. Застосування

Сірчана кислота знайшла широке застосування в різних галузях людської діяльності. Сучасна хімічна промисловість включає її в перелік основних продуктів виробництва, рівень її випуску є непрямим показником потенціалу хімічного виробництва окремої країни. Щорічно в світі виробляється близько 160 мільйонів тонн цієї речовини.

За своїми фізико-хімічними властивостями сірчана кислота є двухосновной кислотою, в цьому з'єднанні сірка досягає найвищого ступеня окислення (+6). У звичайних умовах в концентрованому стані сірчана кислота являє собою важку маслянисту рідину, яка не має ні кольору, ні запаху. Використовується сірчана кислота в розчині. Як розчинник може використовуватися як звичайна вода, так і сірчаний ангідрид. Прийнято вважати розчин водним, якщо відношення кількість молекул сірчаного ангідриду до кількості води менше одиниці. При перевищенні цього показника застосовують вираз - розчин сірчаного ангідриду в сірчаної кислоти або олеум.

Виробництво сірчаної кислоти забезпечує цим цінним продуктом технологічний процес створення мінеральних добрив, її використовують в якості електроліту в свинцевих акумуляторах, кислота є основним компонентом при отриманні різних мінеральних солей і кислот. Хімічні волокна, барвники, димоутворювальною і вибухові речовини в технології свого виробництва використовують сірчану кислоту. Без неї неможливо уявити собі нафтову, металообробну, текстильну, шкіряну та інші галузі промисловості.

Навіть харчова галузь не обійшлася без використання цієї речовини - отримання харчової добавки E513 (емульгатора). Промисловий органічний синтез, дегідратація (процес отримання складних ефірів, діетилового ефіру), гідратація (видобуток етанолу з етилену), сульфування (виробництво синтетичних миючих засобів і проміжних продуктів при отриманні барвників), алкілування (синтез изооктана, капролактаму, поліетиленгліколю), відновлення смол у фільтрах на лініях виробництва дистильованої води - жоден з цих процесів не обходиться без використання сірчаної кислоти.

Виробництво сірчаної кислоти забезпечує самого основного споживача цієї речовини - синтез мінеральних добрив. Наприклад, для отримання тонни фосфорних добрив необхідно витратити від двох до трьох з половиною тонн сірчаної кислоти. З цієї причини сернокислотниє підприємства, на які покладено виробництво сірчаної кислоти, будують в комплексі з заводами що виробляють мінеральні добрива.

Для видобутку сірчаної кислоти використовуються два технологічних методу. Виробництво сірчаної кислоти контактним способом є основним і становить дев'яносто відсотків, нитрозного (баштовий) метод отримав меншу поширеність. Незважаючи на недоліки і достоїнства кожного, виробництво сірчаної кислоти з колчедану витіснило нитрозного завдяки більш привабливим показниками собівартості, чистотою і високою концентрацією готового продукту на виході.

Освоєння сірчанокислотного заводами контактного способу синтезу, виробництво сірчаної кислоти дозволяє розбити на три етапи. На першій стадії відбувається випал піриту, для цього використовуються спеціальні печі випалу в так званому "киплячому шарі". Друга стадія передбачає окислення сірчаного газу до оксиду сірки (VI), і на третій стадії відбувається отримання олеуму, який розливають по цистернах і відправляють замовникам.

Виробництво сірчаної кислоти нітрозним способом не знайшло широкого використання через недостатню чистоти вихідного продукту, що обмежує його застосування.

Незалежно від методів і способів отримання, виробництво сірчаної кислоти вимагає від виробничників приділяти підвищену увагу охороні навколишнього середовища.