Статус документа

ИТС 2-2019 Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот

Раздел 3. Производство серной кислоты

Серная кислота является одним из основных продуктов химической промышленности. Мировое производство серной кислоты, по оценкам экспертов, составляет порядка 150 млн т.

Основное количество всей серной кислоты, производимой на предприятиях химической промышленности Российской Федерации, используется внутри этих предприятий для выпуска минеральных удобрений. Небольшая часть серной кислоты (около 5-7%) в виде улучшенных сортов серной кислоты и олеума отправляется на предприятия Российской Федерации, выпускающие синтетические волокна. Часть серной кислоты, выпускаемой на предприятиях цветной металлургии, используется на месте, остальная - большая - часть производимой серной кислоты продается внутри Российской Федерации и экспортируется в страны СНГ. На диаграмме (см. рисунок 3.1) представлена структура потребления серной кислоты в Российской Федерации.

ГМК - горно-металлургический комплекс, ЦБП - целлюлозно-бумажное производство

Рисунок 3.1 - Структура потребления серной кислоты в Российской Федерации

Основные предприятия - производители серной кислоты являются одновременно производителями минеральных удобрений. В таблице 3.1 представлен перечень компаний - производителей серной кислоты, входящих в отрасль минеральных удобрений.

Таблица 3.1 - Перечень предприятий - производителей серной кислоты (отрасль минеральных удобрений)


N п/п	Предприятие	Номинальная мощность, тыс.т/год	Источник
1	АО "Апатит", Балаковский филиал	2300	Техническая сера
2	АО "Апатит", Череповецкий филиал	3360	Техническая сера
4	Волховский филиал АО "Апатит"	246,0	Техническая сера
3	АО "Воскресенские минеральные удобрения"	500,0	Техническая сера
5	ООО "ПГ Фосфорит"	1132,0	Техническая сера
6	ООО "ЕвроХим - Белореченские минеральные удобрения"	770,0	Техническая сера
7	АО "Щекиноазот"	700,0	Техническая сера
8	Армянский филиал ООО "Титановые инвестиции"	960,0	Техническая сера
9	КАО "Азот" (г.Кемерово)	280,0	Техническая сера

Сырьем для производства серной кислоты является сера - побочная продукция процессов сероочистки газо- и нефтеперерабатывающих заводов. Основным источником сырья для российских производителей серной кислоты являются газоконденсатные заводы Астраханской и Оренбургской области.

Для производства серной кислоты в основном используются следующие сорта серы (см. таблицу 3.2)

Таблица 3.2 - Показатели качества технической серы


Показатель	Сорт 9998	Сорт 9995	Сорт 9990
Массовая доля серы, %, не менее	99,98	99,95	99,90
Массовая доля золы, %, не более	0,02	0,03	0,05
Массовая доля органических веществ, %, не более	0,01	0,03	0,06
Массовая доля кислот в пересчете на , %, не более	0,0015	0,003	0,004
Массовая доля мышьяка, %, не более	0,0000	0,0000	0,000
6 Селен, %, не более	0,000	0,000	0,000
7 Влажность, %, не более	0,2	0,2	0,2
8 Механические загрязнения (бумага, дерево, песок и др.)	Не допускается

Сера более низкого качества (сорта 9950 и 9920) редко используется при производстве серной кислоты.

На сернокислотных установках может использоваться жидкая, комовая или гранулированная сера. В последнее время часть предприятий Российской Федерации перешли на использование жидкой серы, часть предприятий имеют возможность перерабатывать как жидкую, так и твердую серу, что позволяет им вести боле гибкую политику в отношении закупок сырья.

Качество серной кислоты, производимой в Российской Федерации, регламентируется ГОСТ 2184-2013. Для производства минеральных удобрений, как правило, используется кислота качеством не ниже, чем техническая серная кислота 1-го сорта.

Энергия активации реакции гомогенного окисления диоксида серы в триоксид очень велика, поэтому в отсутствии катализаторов взаимодействие с кислородом не протекает даже при высокой температуре. В присутствии катализаторов возможно протекание этой реакции по иному механизму с меньшей энергией активации. В качестве катализатора применяются ванадиевые контактные массы, представляющие собой смесь каталитически активного вещества - , промоторов - веществ, повышающих активность (сульфатов щелочных калия или цезия), и носителя, создающего структурную основу катализатора. Реакция окисления диоксида серы начинает протекать только при температуре около 400°С, когда активный компонент катализатора переходит в расплавленное состояние на поверхности носителя. Диоксид серы и кислород адсорбируются на поверхности катализатора, растворяются в расплаве и взаимодействуют с активной фазой.

Очень важным показателем качества контактной массы является температура зажигания, при которой каталитический процесс начинает протекать с достаточной для практических целей скоростью. Температура зажигания ванадиевой контактной массы зависит от состава катализатора (используемых промоторов), состава газовой смеси и повышается с уменьшением объемной доли кислорода в газе.

В производственной практике нижний интервал температур для обычных катализаторов (промотированных сульфатом калия) составляет 410-440°С.

Для катализаторов, промотированных цезием, он составляет 390-410°С.