Серная кислота

Серная кислота является одним из важнейших компонентов в производстве многих товаров: минеральных удобрений, химических волокон, красителей, цветных металлов, резинотехнических изделий и пластмасс, всевозможных химикатов и бумажно-целлюлозных изделий.

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.

Потребление серной кислоты, наряду с потреблением нефти, черных и цветных металлов, является важнейшим индикатором, характеризующим экономическую мощь государства. Неслучайно крупнейшими потребителями серной кислоты являются США и Китай с долями, соответственно, 21% и 19%.

Характеристика серной кислоты и способы ее получения

Серная кислота (H2SO4) является сильной двухосновной кислотой. При нормальных условиях концентрированная серная кислота представляет собой маслянистую, без цвета и запаха, жидкость. В промышленности серной кислотой принято называть ее растворы, как с водой, так и с серным ангидридом (SO3). При соотношении SO3 : H2O > 1 такой раствор называют олеум.

В настоящее время производство серной кислоты основано на двух способах: нитрозном (башенном) и контактном.

Нитрозный способ исторически появился первым, более двух веков назад. Суть его заключается в том, что вначале получают диоксид серы путем сжигания серы, добытой из любого сернистого сырья. Затем в специальных башнях путем смешивания окислов азота NO и NO2 вначале получают азотную кислоту, а затем, путем пропускания через него диоксида серы с водой, получают серную кислоту. Недостатком нитрозного способа является то, что максимальная концентрация серной кислоты, получаемой по этому способу, не превышает 75%, и она более загрязнена, по сравнению с серной кислотой, получаемой по контактному способу.

Появившийся в конце 19 века контактный способ получения серной кислоты сейчас быстро вытесняет нитрозный. Начальная стадия процесса получения серной кислоты по контактному способу совпадает с начальной стадией нитрозного способа - путем сжигания серы получают диоксид серы. А затем  в специальных печах происходит окисление диоксида серы до триоксида: SO2 ? SO3. Соединив последний с водой, получают серную кислоту. Контактный метод подразделяется на два вида: получение серной кислоты из железного колчедана (FеS2) и получение серной кислоты из элементарной серы. Для ускорения процесса в контактном методе используют катализаторы (оксид ванадия).

Одной из разновидностей контактного способа получения серной кислоты является способ так называемого «мокрого» катализа. Суть его состоит в том, что после получения диоксида серы, он не разделяется с водой, а вместе с ней подается на катализатор, где окисляется до SO3, который тут же, смешавшись с водой, превращается в серную кислоту.

Ведущие российские производители серной кислоты

 
В настоящее время в России насчитываются 37 предприятий химической, нефтехимической и металлургической промышленности, производящих серную кислоту. Суммарная их мощность составляет 11, 67 млн. тонн.

Как показывает статистика, крупнейшими производителями серной кислоты являются предприятия по производству фосфорных удобрений, так как именно для производства такой продукции требуется максимальное количество серной кислоты. Так, например, чтобы получить одну тонну оксида фосфора, необходимо 2,4-3,4 т серной кислоты, а для производства аммиачной селитры (NH?)?SO? - всего 0,75 тонн.

Крупнейшим российским производителем серной кислоты является агрохимический холдинг «ФосАгро», в состав которого входят ОАО «Аммофос» и ОАО «Балаковские минеральные удобрения».

Среди других производителей серной кислоты можно отметить АО «Воскресенские минудобрения», ОАО НАК «Азот» г. Новомосковск, Кемеровское АО «Азот», ОАО «ЕвроХим», г. Белореченск, АО «Уфахимпром».

Если произвести анализ сырья, на основе которого производится серная кислота в России, то окажется, что 70% ее получают из элементарной серы, которую выделяют из природного газа, а также из отходов нефтехимии и цветной металлургии. Из отходящих газов получают 20% серной кислоты и из пирита - 10%.

Перспективы российского рынка серной кислоты

Прежде чем говорить о перспективах этого рынка, для начала необходимо проанализировать структуру потребления серной кислоты в России, представленную на диаграмме.

Структура потребления серной кислоты в России

 
1. Производство минеральных удобрений
2. Цветная металлургия
3. Капролактам
4. Прочие

Как видно из этой диаграммы, львиная доля серной кислоты используется для производства минеральных удобрений. Следовательно, если будет расти производство минеральных удобрений, то будет расти и производство серной кислоты.

Последние несколько лет российский рынок серной кислоты был крайне нестабилен, что было вызвано мировым финансовым кризисом 2008-2009 г.г. В эти годы продажи серной кислоты уменьшились на 11,5% - до 8,5 млн. т. Но зато внушает оптимизм 2010 и первая половина 2011 года. Так, в 2010 году продажи серной кислоты выросли до 9,3 млн. тонн.

Оживлению рынка, помимо мировых тенденций, способствовало и правительственное постановление от 27.01.2009 г. об отмене экспортных пошлин на «Удобрения минеральные или химические, азотные».

Препятствием же для увеличения производства серной кислоты может явиться тот факт, что на большинстве российских предприятий, выпускающих серную кислоту, износ технологического оборудования составляет более 80%.

Правда в настоящее время происходит модернизация и обновление этого оборудования. Например, на ОАО "Аммофос", входящей в агрохимический холдинг «ФосАгро», завершена масштабная реконструкция производства серной кислоты. И как результат - на этом предприятии создан крупнейший в Европе комплекс по производству серной кислоты, имеющий технико-экономические показатели, не уступающие лучшим мировым аналогам.