Введение

Актуальность работы. Серная кислота - важнейший продукт основой химической промышленности. Среди минеральных кислот она по объему производства и потребления занимает первое место, поэтому изучение свойств и методов получения серной кислоты весьма актуально.

Серную кислоту применяют в различных отраслях народного хозяйства, поскольку она обладает комплексом особых свойств, облегчающих ее технологическое использование. Серная кислота не дымит, в концентрированном виде не корродирует черные металлы, способна образовывать многочисленные устойчивые соли и является дешевым сырьем для различных производств.

Крупнейшим потребителем серной кислоты в настоящее время является промышленность фосфорных и азотных минеральных удобрений, таких как сульфат аммония, аммофос, суперфосфат и др. Простой суперфосфат получают обработкой апатитов и фосфоритов серной кислотой. Применение минеральных удобрений способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур и содержания в них полезных веществ.

Кроме того, серная кислота применяется для производства некоторых кислот (фосфорной, соляной, уксусной), сульфатов, искусственных волокон, лаков, красок, пластмасс, моющих средств, взрывчатых веществ, лекарственных препаратов, ядохимикатов, а также при производстве цветных и редких металлов, спиртов, эфиров. Она расходуется на очистку нефтепродуктов, в качестве электролита в кислотных аккумуляторах, в машиностроении - на подготовку поверхности металлов при нанесении гальванических покрытий. В металлообрабатывающей промышленности серная кислота и ее соли применяют для травления стальных изделий [5].

Цель работы - разработать технологическую схему производства серной кислоты обжигом серного колчедана.

Основные задачи данной работы:

Обосновать выбранную технологическую схему получения серной кислоты;

Разработать технологическую схему производства серной кислоты;

Выполнить расчет и составить таблицу материального баланса обжига серного колчедана;

Рассчитать технологические показатели процесса;

Разработать мероприятия по безопасности труда и охране окружающей среды.

Экономические аспекты. Развитие человечества в прошлом веке было ориентировано на быстрое развитие экономики, что привело к беспрецедентному по масштабам вредному воздействию на биосферу. Возникли противоречия между возраставшими потребностями мирового сообщества и ограниченными возможностями биосферы по их удовлетворению. Устранение возникших противоречий и дальнейшее улучшение качества жизни людей возможно только в рамках стабильного социально-экономического развития, не нарушающего механизм саморегуляции природы. Именно осознание необходимости адаптации экономического развития к природным закономерностям требует скорейшего перехода к новому экологически оптимизированному типу производства и потребления. Несмотря на это, в настоящее время в большинстве стран независимо от типа экономической системы сложился природоемкий тип производства, основанный на использовании природных ресурсов без учета экологических ограничений [14].

Серная кислота, используемая практически во всех отраслях промышленности, является своеобразным индикатором экономического развития в стране. Количество производимой серной кислоты показывает уровень развития государства. В условиях непрерывно возрастающих потребностей общества мировое производство серной кислоты за последние 25 - 30 лет выросло более чем в 3 раза, составляя в настоящее время более 160 млн.т в год. Индустриально развитые страны производят серной кислоты больше, чем каких-либо других химикатов. Почти треть этого количества уходит на производство удобрений [8].

Несмотря на увеличение объема сернокислотного производства, в последнее десятилетие в России сложилась критическая ситуация в вопросах применения минеральных удобрений и плодородия почв. Использование удобрений в сельском хозяйстве с 1990 года снизилось более чем в 10 раз. Для обеспечения продовольственной безопасности необходимо иметь столько удобрений, сколько позволило бы обеспечить сбор зерновых на уровне 600 - 1000 кг на одного человека. В последние годы темпы роста производства удобрений несколько снизились. Так, в 1999 г. рост составил 23,3 %, в 2000 г. - 6,5, а в 2001 г. - всего 3,6 % [9].

Социально-политические аспекты. Экономический рост начала 21 века характеризуется ведущей ролью научно-технического прогресса и интеллектуализацией всего процесса промышленного развития. В связи с этим одной из важнейших задач руководящих органов России на ближайшие годы должна быть поддержка процесса перевода высокотехнологичных и перспективных научных разработок в области химии и химической технологии в конкурентоспособную наукоемкую продукцию.

В настоящее время научно-технические достижения России не оказывают существенного влияния на изменение технологического уклада химической индустрии. Так, доля производства прогрессивных материалов ниже, чем в развитых капиталистических странах в 2-3 раза, качество около 70% отечественной химической продукции не отвечает требованиям мировых стандартов, доля продукции, выпускаемой по устаревшим технологиям, составляет около 60%, что приводит к дополнительным издержкам производства и ухудшению уровня экологической безопасности. Такое состояние технического уровня привело к падению эффективности и конкурентоспособности химической продукции.

Стабильность развития отрасли, в конечном итоге, зависит как от стабильности развития экономики региона в целом, так и от государственного регулирования развития отрасли. На раннем этапе государственная поддержка развития данного комплекса должна быть сведена к разработке целевой программы развития химического и нефтехимического комплекса, которая бы в полной мере учитывала современные тенденции развития региональной экономики, специфику и важнейшие факторы развития отрасли в начале XXI века [11].

Аспект охраны окружающей среды. Основные положения государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития являются основой для конструктивного взаимодействия органов государственной власти Российской Федерации и ее субъектов, органов местного самоуправления, предпринимателей и общественных объединений по обеспечению комплексного решения проблем сбалансированного развития экономики и улучшения состояния окружающей среды.

Осуществление государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития предусматривает реализацию закрепленного в Конституции Российской Федерации права граждан на благоприятную окружающую среду, прав будущих поколений на пользование природно-ресурсным потенциалом в целях поддержания устойчивого развития, а также решение текущих социально-экономических задач в неразрывной связи с осуществлением адекватных мер по защите и улучшению окружающей среды, сбережению и восстановлению природных ресурсов.

1.Обеспечение экологически безопасного устойчивого развития в условиях рыночных отношений.

2.Охрана среды обитания человека.

3.Оздоровление (восстановление) нарушенных экосистем в экологически неблагополучных регионах России.

4.Участие в решении глобальных экологических проблем.

Этические аспекты. Назревший еще на пороге третьего тысячелетия глобальный экологический кризис современной технологической цивилизации вынуждает человечество создать систему непрерывного экологического воспитания и образования, результатом которых являлось бы формирование экологического мышления - способности оценивать результаты своей деятельности с точки зрения воздействия на природу. При этом должны оцениваться и отдаленные последствия этого воздействия, сказывающиеся на последующих поколениях.

Экологическая нравственность и экологическая этика будущих поколений формируется сегодня. В настоящее время происходит формирование и экологической культуры, которая, по определению Н.Ф. Реймерса, является составной частью развития общемировой культуры, характеризуемой острым, глубоким и всеобщим осознанием насущной важности экологических проблем в жизни и будущем развитии человечества.

Руководствуясь современными знаниями о науке и технике, экологическая культура должна способствовать гармоничному существованию антропогенных и природных экосистем [14].

В последние годы во многих развитых странах произошла экологизация морального сознания, изменились ценностные ориентации; была создана такая система ценностей, в которую вошли как социальные, так и природные элементы. Природа в этом случае получила статус самостоятельной ценности в силу ее уникальности, единственности и неповторимости.