Основы технологии производства газовой серы

Одним из основных технологических блоков ГПЗ являются установки производства газовой серы, сырьем для которых служат кислые газы, выделенные из сероводородсодержащих газов.

Сера относится к числу широко распространенных в природе элементов. Требования к качеству производимой на ГПЗ газовой серы изложены в главе 1.

Особенность элементной серы - сильно выраженная способность образовывать многочисленные аллотропные формы, различающиеся как числом атомов серы в ее молекуле (молекулярная характеристика аллотропа), так и взаимным расположением атомов и молекул серы в твердом состоянии (надмолекулярная характеристика аллотропа). Молекулы парообразной серы могут содержать от 1 до 12 атомов S; при содержании в молекуле более 2 атомов серы последние легко образуют кольца. В жидком состоянии молекулы серы представляют собой циклические и короткие неразветвленные цепи, в твердом состоянии могут быть полимерные молекулы с числом атомов серы до 10⁶. В настоящее время известно по крайней мере 12 твердых аллотропных форм серы, включая ромбическую, моноклинную, полимерную и др. Физико-химические свойства серы, особенно в твердом и жидком состояниях, сильно зависят от условий ее предварительной обработки.

Элементная сера растворяется во многих органических растворителях: аммиаке (NH₃), бензоле (С₆Н₆), гексане (С₆Н₁₄), пиридине (С₅Н₅N), сероуглероде (СS₂), феноле (С₆Н₅ОН), четыреххлористом углероде (ССl₄) и др. [18].

Сера может вступать во взаимодействие со многими органическими веществами, щелочами, аммиаком.

В настоящее время основным потребителем серы является сернокислотная промышленность, использующая более 90% серы от общего баланса [16]. Более половины получаемой серной кислоты используют для получения минеральных удобрений, в основном фосфатных. Кроме того, сера сама может непосредственно вноситься в почву в качестве минерального удобрения.

Серу также используют в качестве фунгицида для борьбы с вредителями хлопчатника, картофеля, винограда и других растений. Серу добавляют в корма овец для ускорения роста и улучшения качества шерсти. В медицине серу используют для приготовления мазей от кожных заболеваний, в серных ваннах для лечения ревматизма. В качестве пластификатора серу применяют в производстве пластмасс, облицовочных плиток и труб. Значительное количество серы используют в качестве агента вулканизации каучуков в шинной и резинотехнической отраслях промышленности, в производстве пиротехнических средств и спичек.

Относительно новой областью применения серы является изготовление серобетонов, строительных конструкций, дорожных покрытий, при этом цемент частично или полностью заменяют на серу. Развивается направление получения блоков из пеносеры, используемых в качестве теплоизоляции.

В 1990 году общее производство элементной серы в мире составило 43 млн.тонн [16]. Основными странами - производителями серы - являются США (9,6%), бывший СССР ( 6,7%), Канада (6 %), Польша (4,9%), Мексика (2,1%), Саудовская Аравия (1,4 %), Германия (1,3%), Япония (1,0%), Франция (1,0%) и Иран (0,9%).

Газовую серу выпускают в нескольких видах: комовом, жидком, формованном (чешуированная, гранулированная, молотая сера). Кроме того, производят коллоидную серу (области применения - сельское хозяйство и медицина), полимерную серу для шинной и резинотехнической промышленности и специальную серу. К специальной сере относят высокочистую серу, которая находит применение в электронной технике, для синтеза кристаллических сульфидов кадмия, галлия, используемых для изготовления оптических приборов, люминофоров. Суммарное содержание примесей в высокочистой сере не превышает 10^-4-10^-5%.

Другим видом специальной серы является медицинская сера, используемая в производстве фармацевтических и косметических препаратов.