V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В Казахстане в результате очистки нефти за год накапливается несколько млн. тонн серы (около 70 кг серы на 1 тонну нефти), которая не только занимает большие площади земли, но и, вступая в различные химические реакции с другими компонентами, содержащимися в объектах окружающей среды с образованием вторичных токсикантов, наносит значительный вред всей биоте, включая человека.

Загрязненный серосодержащими соединениями атмосферный воздух способствует возникновению и усугублению различных заболеваний, например, хронического бронхита и других заболеваний верхних дыхательных путей, бронхиальной астмы, эмфиземы легких и т.п. В связи с этим в настоящее время актуальным является проблема утилизации серы и его соединений, выделяемых при очистке сернистой и высокосернистой нефти в виде отходов.

Элементная сера, образующаяся в виде отходов, является ценным продуктом для осуществления различных химических процессов с целью получения разнообразных ценных товарных продуктов по известным технологиям [1].

На наш взгляд, в настоящий момент одним из наиболее перспективных путей реализации серосодержащих отходов нефтяных и других отраслей промышленности является их использование в качестве вторичного сырья для получения экологически безопасных биологически активных препаратов (ростостимулирующих, дезинфицирующих и т.д.) как органической, так и неорганической природы, обладающих высокой эффективностью, достаточно низкой себестоимостью и относительно простотой синтеза [2]. К ним из органических соединений можно отнести малоизученные серосодержащие производные пиперидинового ряда, а из неорганических соли аммония (персульфат, тиосульфат, сульфат, гидросульфат) и соли различных металлов, которые найдут широкое применение в различных отраслях народного хозяйства (например, в сельском хозяйстве в качестве удобрений, в ветеринарии в качестве дезинфицирующих средств и для лечения некоторых заболеваний животных).

Нами рассмотрена возможность получения из серосодержащих отходов нефтяной промышленности солей аммония (сульфата, гидросульфата, персульфата), тиосульфата натрия, сульфата калия.

Синтез сульфата и гидросульфата аммония можно осуществить на основе следующих превращений:

О₂ О₂ + H₂O NH₃ H₂SO₄

S₂ ( H₂S) → SO₂ → H₂SO₄ →(NH₄₎₂SO₄ → NH₄HSO₄ (1)

Cульфат аммония (NH₄₎₂SO₄ можно получить используя растворы NH₄OН (25%-ный) и H₂SO₄ (20%-ный).

Нами показана возможность получения гидросульфата двумя способами: термическим разложением сульфата аммония (2) или смешением сульфата аммония с концентрированной серной кислотой (3) по следующим реакциям:

(NH₄₎₂SO₄→ NH₄НSO₄ + NH₃ (2)

(NH₄₎₂SO₄+ H₂SO₄ → 2NH₄НSO₄ (3)

Получение гидросульфата по первому способу (2) осуществляют при температуре не ниже 491 К, нагревание проводят до рН 5-7, т.е. до исчезновения реакции на аммиак, контроль которого осуществляют с помощью смоченной в воде универсальной индикаторной бумаги. Выделяющиеся пары, содержащие аммиак, орошают водой и получают раствор аммиака, который повторно используется для реэкстракции серной кислоты при получении сульфата аммония.

На наш взгляд, технологически более выгодным является второй способ (3).

На основе анализа литературных и полученных нами данных в ходе экспериментальных исследований показана возможность получение сульфата и гидросульфата аммония из серных отходов нефтяной промышленности.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Менковский М.А., Яворский В.Т. Технология серы. – М.: Химия, 1985. – 328 с.

2. Ручникова О.И. Экологические технологии: обзор основных направлений использования нефтеотходов в качестве вторичного сырья //Инженерная экология. - 2004.- № 1. – С. 2-15.

Код для цитирования: Скопировать