Серная кислота является ключевым компонентом многих промышленных химических процессов, от производства удобрений до обработки сточных вод и химического синтеза.
Большая часть серы в мире содержится в земле из минералов, таких как пирит (сульфид железа) и других сульфидных или дисульфидных соединений. Однако вместо прямого извлечения из земли более 80% серы, используемой в промышленности, является отходами, удаляемыми при переработке ископаемого топлива для предотвращения выбросов диоксида серы.
С тенденцией к чистым и возобновляемым источникам энергии, нависшей над индустрией ископаемого топлива, есть ли будущее у серной кислоты, какой мы ее знаем?
Более 85% используемой нами серы преобразуется в серную кислоту, широко используемую в химической промышленности для обработки и производства сотен различных соединений. Это очень агрессивная минеральная кислота с молекулярной формулой H.2SO4, также известный как «купоросное масло».
Это бесцветная или слегка желтоватая вязкая жидкость, растворимая в воде при любых концентрациях. Иногда вы можете обнаружить, что он темно-коричневый, так как его часто окрашивали в процессе промышленного производства, чтобы предупредить людей об его опасной природе. Серная кислота является двухосновной кислотой и может проявлять различные свойства в зависимости от ее концентрации. Будучи сильной кислотой, серная кислота вызывает коррозию металлов, камней, кожи, глаз, плоти и других материалов. Он также может обуглить древесину (но не вызовет пожара). Эти эффекты в основном можно объяснить его сильной кислотной природой и, в случае концентрирования, его сильными дегидратирующими и окислительными свойствами.
Серную кислоту можно найти в ряде ситуаций — она является компонентом кислотных дождей и аккумуляторной кислоты и может даже образовываться при смешивании некоторых чистящих средств для унитазов с водой. Серная кислота чаще всего используется в производстве фосфорных удобрений. Он также находит применение в производстве взрывчатых веществ, других кислот, красителей, клея, консервантов для дерева и автомобильных аккумуляторов. Он также используется при очистке нефти, травлении металла, плавке меди, гальванике, металлообработке и производстве вискозы и пленки.
В условиях растущего кризиса, связанного с изменением климата, и стремления заменить ископаемое топливо возобновляемыми источниками энергии промышленность, какой мы ее знаем, должна будет измениться. Промышленность адаптировалась к требованиям нефти и газа, пытаясь сократить количество отходов и максимально повысить эффективность, включая повторное использование побочных продуктов и примесей, таких как сера, которые в противном случае нанесли бы ущерб окружающей среде.
Сера обычно присутствует в ископаемом топливе в количестве около 1-3% по весу, что составляет 80% от более чем 80 миллионов тонн ежегодных глобальных поставок серы. Однако переход к возобновляемым источникам энергии неизбежен, а вместе с ним и капитальный ремонт важнейших химических процессов и потеря ключевых реагентов, таких как серная кислота, в масштабах, которые мы имеем в настоящее время. Прогнозируется, что к 40 году спрос превысит предложение серы от 130 до 2040%, в зависимости от степени развития инфраструктуры возобновляемых источников энергии.
Одним из наиболее очевидных решений является добыча серы из обширных месторождений сульфидных и сульфатных минералов на поверхности Земли, что было основным источником серы в середине двадцатого века. Однако добыча полезных ископаемых в ее нынешнем состоянии также сопряжена с большими затратами для окружающей среды и людей из-за воздействия твердых частиц и тяжелых металлов, которых в идеале следует избегать.
Сокращение общего количества серы, необходимой для всей отрасли, может быть достигнуто за счет более тщательной практики утилизации, что является потенциальным вариантом сдерживания спроса. Переработка отходов удобрений значительно сократит количество необработанной фосфоритной руды, которую необходимо обработать кислотой для создания нового удобрения. Кроме того, рециркуляция побочных продуктов сульфатных солей, образующихся в результате химических процессов с серной кислотой, может помочь восстановить значительную часть серы. Однако наиболее жизнеспособным продуктом этого процесса переработки является токсичный газообразный сероводород, поэтому необходимы дополнительные исследования, чтобы конкретизировать эту идею.
В некоторых отношениях возможна замена серной кислоты альтернативами. Азотная кислота была предложена как кислота, способная обрабатывать горные породы на том же уровне, что и серная кислота, однако сточные воды, образующиеся специально при добыче фосфатов для удобрений, радиоактивны. Серная кислота также используется в литий-ионных батареях, поэтому улучшение инфраструктуры переработки батарей или поиск альтернативных форм хранения энергии может иметь большое значение.
Если вы хотите узнать больше о здоровье и безопасности химических веществ или о том, как свести к минимуму риск при работе с химическими веществами, мы здесь, чтобы помочь. У нас есть инструменты, которые помогут вам с обязательной отчетностью, а также SDS и оценки рисков. Также у нас есть библиотека Вебинары охватывает глобальные правила безопасности, обучение работе с программным обеспечением, аккредитованные курсы и требования к маркировке. Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами сегодня по адресу sa***@ch*********.net.
источники:
