उत्पादन में सल्फर का उपयोग। रूसी संघ में सल्फर और सल्फ्यूरिक एसिड के लिए बाजार का अवलोकन। सल्फर उत्पादन तकनीक और उपकरण
प्राकृतिक गैस से निकाले गए एसिड गैसों के मिश्रण में हाइड्रोजन सल्फाइड की मात्रा आधी या अधिक होती है। शेष में कार्बन डाइऑक्साइड और कम मात्रा में कार्बन सल्फाइड और हाइड्रोकार्बन (मीथेन, ईथेन) शामिल हैं। इस एसिड गैस मिश्रण का उपयोग आमतौर पर प्राकृतिक गैस शोधन स्थल पर किया जाता है ताकि इसमें से मौलिक सल्फर को ठीक किया जा सके।
यह मुख्य रूप से कई रासायनिक और औद्योगिक प्रक्रियाओं में एक व्युत्पन्न के रूप में उपयोग किया जाता है और विशेष रूप से फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है, सल्फर का सबसे बड़ा अंत उपयोग है। सर्पोखर, जो औद्योगिक अर्थव्यवस्थाओं के लिए बहुत महत्व रखते हैं, और उनके परिवहन के सापेक्ष सहजता ने इसे महान अंतर्राष्ट्रीय हित की वस्तु बना दिया। खनिज उद्योग में अन्य रसायनों के विपरीत, सल्फर को जानबूझकर एक प्राथमिक उत्पाद के रूप में उत्पादित नहीं किया जाता है।
लाभ और पेबैक
यह तेल शोधन, टार रेत, भारी तेल और प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण, और कोक और धातुकर्म संयंत्रों से संचालन द्वारा एक उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। अगले पांच वर्षों में, सभी रूपों में सल्फर का उत्पादन औसतन 4% से अधिक की वार्षिक दर से बढ़ने की उम्मीद है, जिसमें अधिकांश मौलिक रूप में उत्पादन होता है। अधिकांश विकास मध्य पूर्व में होगा। यूरोप के कुछ हिस्सों में, उत्पादन में गिरावट आएगी। ध्रुवीय सल्फर की उच्च विकास दर 6% से अधिक होगी, जिसमें से आधे प्राकृतिक गैस प्रसंस्करण से आते हैं।
क्लॉस प्रक्रिया की रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी
हाइड्रोजन सल्फाइड निकालने के बाद, यह क्लॉस विधि द्वारा मौलिक सल्फर में संसाधित किया जाता है। अंग्रेजी रसायनज्ञ कार्ल क्लॉस के नाम पर क्लॉस प्रक्रिया, जिसने 1883 में हाइड्रोजन सल्फाइड से सल्फर के उत्पादन के लिए पेटेंट कराया था, हाइड्रोजन सल्फाइड से सल्फर के उत्पादन के लिए मुख्य प्रक्रिया है और यह सल्फर के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड के ऑक्सीकरण पर आधारित है।
मांग में वृद्धि के आधार पर उपभोग की वृद्धि प्रति वर्ष लगभग 4% रहने की उम्मीद है सल्फ्यूरिक एसिडविशेष रूप से अयस्क प्रसंस्करण कार्यों से। निम्न पाई चार्ट वैश्विक सल्फर की खपत को दर्शाता है। कुल का 4-6% से कम विभिन्न औद्योगिक और तकनीकी अनुप्रयोगों में सीधे खपत होता है। फॉस्फोरिक एसिड का लगभग 75% बाद में अमोनियम फॉस्फेट के उत्पादन और सुपरफॉस्फेट उर्वरकों के केंद्रित उत्पादन में उपयोग किया जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग सीधे सामान्य सुपरफॉस्फेट और अमोनिया सल्फेट उर्वरकों के उत्पादन में भी किया जाता है।
एक संशोधित संस्करण में, ऑक्सीकरण को दो चरणों में किया जाता है - थर्मल और उत्प्रेरक। थर्मल स्टेज पर, हाइड्रोजन सल्फाइड को 900-1350 डिग्री सेल्सियस पर ऑक्सीजन की एक स्टोइकोमेट्रिक मात्रा के साथ हवा में प्रवाहित किया जाता है। इस मामले में, हाइड्रोजन सल्फाइड का हिस्सा सल्फर डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण होता है:
उत्प्रेरक चरण में, उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजन सल्फाइड और सल्फर डाइऑक्साइड के बीच प्रतिक्रिया होती है - 220-250 डिग्री सेल्सियस पर बॉक्साइट या सक्रिय एल्यूमीनियम ट्राइऑक्साइड।
इस प्रकार, सल्फर बाजार वैश्विक फॉस्फेट उर्वरक बाजार पर अत्यधिक निर्भर है, जो हाल के वर्षों में दबाया गया है, मुख्य रूप से एशियाई देशों की मांग में गिरावट के परिणामस्वरूप। पूर्वानुमान अवधि के दौरान लगभग 11% की मध्यम वृद्धि की उम्मीद है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पूर्वानुमान अवधि के दौरान, कनाडा, मध्य पूर्व और पूर्वी यूरोप में पूरे वर्ष मात्रात्मक शब्दों में महत्वपूर्ण मात्रा में स्टॉक होने का अनुमान है।
सल्फर फसलों, जानवरों और मनुष्यों के लिए भी एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व है। सल्फर पर्यावरण में स्वाभाविक रूप से होता है और पृथ्वी की पपड़ी में तेरहवां सबसे प्रचुर तत्व है। यह अपने प्रारंभिक रूप में खनन किया जा सकता है, हालांकि इस उत्पादन में हाल के वर्षों में काफी गिरावट आई है। दुनिया के अधिकांश सल्फर को 20 वीं शताब्दी के अंत तक इस तरह से प्राप्त किया गया था, जब यह अधिक सामान्य हो गया था। तेल और गैस उत्पादन से उत्पादित या बरामद सल्फर को सल्फर या मौलिक सल्फर के रूप में जाना जाता है।
इसके साथ ही सल्फर के इस दो-चरणीय गठन के साथ, प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया होती है:
चूंकि एसिड गैसों में हाइड्रोजन सल्फाइड के अलावा अन्य घटक होते हैं, इसलिए दहन के दौरान निम्नलिखित दुष्प्रभाव भी होते हैं:
क्लॉस सल्फर उत्पादन तकनीक उपरोक्त प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर तीन चरणों में लागू करती है।
गलाने वाली लौह और अलौह धातुओं के उपोत्पाद के रूप में प्राप्त सल्फर का उत्पादन सल्फ्यूरिक एसिड के रूप में होता है। कम सल्फर डाइऑक्साइड के रूप में उत्पादित होता है, जो वाहनों में और कुछ बिजली संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले पेट्रोलियम उत्पादों से भी उत्सर्जित होता है। पौधे सल्फर के रूप में मिट्टी से सल्फर को अवशोषित करते हैं।
दुनिया भर में मौलिक सल्फर का उत्पादन किया जाता है। सबसे बड़ा उत्पादन होता है जहां खट्टा गैस और तेल संसाधित और परिष्कृत किया जाता है: संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, पूर्व सोवियत संघ और पश्चिमी एशिया। आधे से अधिक उत्पादन प्राथमिक गंधक अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बेचा जाता है। चीन दुनिया का सबसे बड़ा आयातक है, उसके बाद मोरक्को और अमेरिका का स्थान है। कनाडा सबसे बड़ा निर्यातक है, उसके बाद रूस और सऊदी अरब हैं।
प्रक्रिया का तकनीकी डिजाइन एसिड गैस की संरचना पर निर्भर करता है - इसमें हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोकार्बन की सामग्री।
खट्टा गैस में हाइड्रोकार्बन की सामग्री आमतौर पर कम [5% (वॉल्यूम।) तक है] और उनकी उपस्थिति दहन के लिए हवा की खपत में काफी वृद्धि करती है, दहन के बाद गैसों की मात्रा और, तदनुसार, उपकरण का आकार। उच्च तापमान क्षेत्र में, जब हाइड्रोकार्बन जलाया जाता है, तो कार्बन बनता है, जो सल्फर की गुणवत्ता को कम करता है और इसके रंग को नीचा करता है। हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ प्रतिक्रियाओं के कारण, कार्बन सीएस 2 और सीओएस बनाता है, जो आगे रूपांतरण से नहीं गुजरता है और, क्लॉस प्रक्रिया के बाद गैस छोड़ने से सल्फर की उपज कम हो जाती है।
दुनिया के आधे से अधिक सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन खपत के बिंदुओं पर प्राथमिक सल्फर को जलाने से होता है, जिनमें से अधिकांश गैर-लौह धातुओं और पाइराइट स्मेल्टरों में उत्पादित होते हैं। पूर्वी एशिया, चीन के नेतृत्व में, कुल मिलाकर सबसे बड़ा एसिड उत्पादक है, जो मुख्य रूप से तेजी से विकास द्वारा संचालित है। इसके बाद उत्तरी अमेरिका, अफ्रीका और लैटिन अमेरिका का स्थान है। बिकने वाला लगभग सारा एसिड स्मेल्टर्स से आता है। पश्चिमी यूरोप सबसे बड़ा अम्ल व्यापार क्षेत्र है, जिसके बाद पूर्वी एशिया और उत्तरी अमेरिका आते हैं।
क्लॉस विधि (मुबारक GPP) द्वारा सल्फर उत्पादन का एक योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 25।
इस योजना के अनुसार, लगभग सभी एसिड गैस (95 - 98%) को पहले थर्मल रूपांतरण चरण में आपूर्ति की जाती है, जो गैस-ट्यूब स्टीम बॉयलर है। इस बॉयलर के दहन क्षेत्र 1 (भट्ठी) में, लगभग 1100 डिग्री सेल्सियस का तापमान बनाए रखा जाता है, जो गैस बंडल के क्षेत्र से गुजरने के बाद 350 डिग्री सेल्सियस तक कम हो जाता है, जिसमें उच्च दबाव वाले जल वाष्प (2.0 - 2.5 एमपीए) उत्पन्न होता है। फिर कंडेनसर 3 में गैस को ठंडा किया जाता है 185 ° C तक और दूसरे चरण में प्रवेश करता है। थर्मल रिएक्टर और कूलर 3 के कम तापमान वाले क्षेत्रों से, तरल सल्फर को सीरम द्वार के माध्यम से सिस्टम से हटा दिया जाता है। पहले चरण में अधिकतम सल्फर का उत्पादन इसके कुल उत्पादन का 60 - 70% है।
सल्फर, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए प्राथमिक स्रोत है, दुनिया के सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले रासायनिक और बहुमुखी खनिज एसिड का उपयोग रासायनिक और विनिर्माण उद्योगों में कई प्रक्रियाओं में एक प्रमुख मध्यवर्ती के रूप में किया जाता है। उर्वरक उद्योग में सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग मुख्य रूप से फॉस्फेट, साथ ही नाइट्रोजन, पोटाश और सल्फेट उर्वरकों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। सल्फर का उपयोग अलौह धातुओं, पिगमेंट, फाइबर, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, कार्बन डाइसल्फ़ाइड, फार्मास्यूटिकल्स, कृषि कीटनाशकों, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों, सौंदर्य प्रसाधन, सिंथेटिक रबर वल्कनीकरण, जल उपचार और स्टील अचार सहित कई अन्य उद्योगों में भी किया जाता है।
चित्र 25। क्लॉस विधि द्वारा सल्फर उत्पादन का योजनाबद्ध आरेख:
1, 4, 7 - गैस जलती हुई भट्टियां; 2 - भाप उत्पन्न करने के लिए एक इकाई के साथ थर्मल रिएक्टर; 3, 6, 9 - कूलर (कंडेनसर); ५, 8 - दूसरे और तीसरे चरण के रिएक्टर; दस - सल्फर जाल; 11 - afterburner; 12 - गैस पोस्ट-ट्रीटमेंट यूनिट ("LUMP" प्रक्रिया); 13 - सल्फर के लिए टैंक प्राप्त करना; मैं - एसिड गैस; II - वायु; III - ईंधन गैस; चतुर्थ - पानी; वी - जल वाष्प; VI - सल्फर; VII और VIII - अपशिष्ट और साफ ग्रिप गैस।
नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम की तरह, सल्फर मुख्य पौधे पोषक तत्वों में से एक है। सामान्य तौर पर, सल्फर में पौधों की वृद्धि और पोषण में समान कार्य होते हैं, जैसे नाइट्रोजन। हाल के वर्षों में, मिट्टी में सल्फर की कमी की घटनाओं में तेजी से वृद्धि हुई है। डामर के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए सल्फर के अद्वितीय गुणों को एक सदी से अधिक के लिए जाना जाता है।
यह सल्फर बाजार अनुसंधान का उपयोग करता है
टेक्सास के मुख्य प्राकृतिक संसाधनों में से एक सल्फर, कई स्थानों पर फारस केस्टिलियन जिप्सम में, और टॉयला कुलेबर्सन और रीव्स बेसिन में पुनः प्राप्त जिप्सम सामग्री में तटीय मैदान में कुछ नमक गुंबदों के कैल्साइट हुड में महत्वपूर्ण व्यावसायिक मात्रा में होता है। कई भूवैज्ञानिकों ने इस क्षेत्र पर रिपोर्ट बनाई है। तट पर सल्फर के भंडार की खोज से पहले, टोयाई बेसिन में जमा विभिन्न वाणिज्यिक अवसरों की पेशकश करने के लिए सोचा गया था, लेकिन क्षेत्र में केवल छोटे पैमाने पर उत्पादन था।
दूसरे चरण में एसिड गैस के शेष भाग को जलाने और पहले चरण के बाद गैस में मौजूद सल्फर ऑक्साइड को परिवर्तित करने के लिए एक भट्ठी 4 होती है। एक उत्प्रेरक (सक्रिय एल्यूमिना) से भरे रिएक्टर 5 में 240-250 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर इस स्तर पर प्रतिक्रियाएं होती हैं। हाल ही में, प्रो-कैटालिस्ट (CRS-31, CRS-32 ब्रांडों) से टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO 2 सामग्री\u003e 85%) पर आधारित उत्प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। रिएक्टर 5 के आउटलेट पर, तापमान 330 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। गैस को कूलर से 170 ° C तक ठंडा किया जाता है और उसमें से संघनित गंधक निकलता है। कूलर 6 से गैस तीसरे चरण में प्रवेश करती है, पहले भट्ठी 7 में, जहां इसका तापमान 220 डिग्री सेल्सियस (गैस के दहन के कारण) तक बढ़ जाता है तृतीय), फिर गैस रिएक्टर 8 से होकर गुजरती है , जिसमें गैस का तापमान 20 - 30 ° C (250 ° C तक) बढ़ जाता है। उसके बाद, गैस को फिर से कूलर 9 में ठंडा कर दिया जाता है, जिसमें से कंडोम सल्फर को सीरम जाल के माध्यम से हटा दिया जाता है, और निकास गैस को विभाजक 10 के माध्यम से भट्टी के लिए भेजा जाता है। 11 इस भट्ठी में, 500 - 550 डिग्री सेल्सियस पर, अप्रयुक्त हाइड्रोजन सल्फाइड के अवशेषों को जलाया जाता है, जिसके बाद टेल गैस। vii निकास पाइप के माध्यम से बाहर फेंक दिया। वायु प्रदूषण को कम करने के लिए, कई क्लॉस प्लांट एक टेल गैस क्लीनिंग यूनिट SKOT 12 का उपयोग करते हैं - सल्फोलेन और डायसोप्रोपोलानामाइन के घोल से एसओ 2 का अवशोषण।
दहनशील ईंधन की उच्च लागत के कारण यह प्रक्रिया व्यावहारिक नहीं हुई है। इस साल, एक बड़ा गुंबद टेक्सास के ब्रेजोरिया काउंटी में ब्रायन माउंड पर स्थित था। नमक गुंबदों में सल्फर जमा की खोज मुख्य रूप से तेल की खोज से जुड़ी थी। हालांकि कंपनी अन्य दो सल्फर कंपनियों की तुलना में बहुत छोटी है, लेकिन फर्म ने जल्द ही ब्रासोरिया और फोर्ट बेंड, टेक्सास में उत्पादन खोला।
उन वर्षों के दौरान, टेक्सास ने संयुक्त राज्य अमेरिका को लगभग 80 प्रतिशत सल्फर आपूर्ति का उत्पादन किया और थोड़ा लुइसियाना उत्पादन के साथ, दुनिया की आपूर्ति का बड़ा हिस्सा प्रदान किया। टेक्सास एक समय में सल्फर के साथ राष्ट्र के 90 प्रतिशत से अधिक का उत्पादन किया। इसके अलावा, एसिड गैस से सल्फर भी बरामद किया गया था। टेक्सास दुनिया के प्रमुख सल्फर उत्पादक क्षेत्रों में से एक रहा। विस्तारित भंडारण और पिघले हुए सल्फर के उपयोग ने महत्वपूर्ण परिवर्तन संभव किए: बड़े टैंकरों ने पिघला हुआ सल्फर नीदरलैंड में पहुँचाया, जबकि बजारों ने टेक्सास सल्फर को घरेलू बाजारों में पहुँचाया।
क्लॉस प्रक्रिया में हाइड्रोजन सल्फाइड के रूपांतरण की डिग्री एक बहुत महत्वपूर्ण पैरामीटर है, क्योंकि यह सल्फर की उपज और पूंछ गैस में हानिकारक अशुद्धियों की सामग्री को निर्धारित करता है।
उच्चतम रूपांतरण (99.8% तक) 110-120 o C. के तापमान पर प्राप्त किया जाता है, इसी समय, रिएक्टर के आउटलेट पर गैस में सल्फर की मात्रा लगभग 0.05-0.15 g / m 3 होती है, इस सल्फर का थोक ठोस होता है प्रपत्र।
प्रमुख तेल कंपनियों ने एसिड गैस शोधन के माध्यम से सल्फर का उत्पादन करने के लिए अपतटीय ग्रे उत्पादन की खोज की, जबकि अन्य अन्वेषण और पट्टे Pecos, Culberson और Duval में हुए। पांच उत्पादकों ने फोर्ट बेंड, गैलवेस्टन, जेफरसन, लिबर्टी, माटागोर्डा और व्हार्टन में नमक गुंबदों के कुंडों के माध्यम से पिघला हुआ रूप में सल्फर प्राप्त किया, साथ ही कुबेरसन और पेकोस काउंटियों में भूमिगत पर्मियन परतों को भी। खाड़ी तट के साथ और पश्चिमी टेक्सास में तीन स्थित हैं।
अमेरिकी स्मेल्टर और रिफाइनरी कंपनी ने एल पासो में तांबे-सीसा-जस्ता संयंत्र में ग्रिप उत्सर्जन के रूप में सल्फर डाइऑक्साइड से सल्फर को पुनर्प्राप्त करने के लिए एक सुविधा बनाने की योजना की घोषणा की। टेक्सास में सल्फर अभी भी खट्टा गैस और तेल से निकाला गया था, और राज्य ने बरामद सल्फर को जहाज करने के लिए देश का नेतृत्व किया। चार कंपनियों ने टेक्सास में छह काउंटियों में फ्रेश के संचालन में से आठ में सल्फर का उत्पादन किया। तीन Pecos और Culberson काउंटी में थे, और पांच गल्फ कोस्ट पर थे।
सामान्य जानकारी। मौलिक सल्फर देशी अयस्कों (प्राकृतिक जमा) या SO2 या H2S युक्त गैसों से प्राप्त किया जाता है। गैसों से प्राप्त सल्फर को गैसीय सल्फर कहा जाता है।
सल्फर एसिड के उत्पादन के लिए सल्फर एक मूल्यवान कच्चा माल है, जब से इसे जलाया जाता है, तो एसओ 2 और ऑक्सीजन की उच्च सामग्री वाली एक केंद्रित गैस बनती है। यह गैस साफ है ( देशी गंधक इसमें आर्सेनिक की महत्वहीन मात्रा होती है), जब सल्फर को जलाया जाता है, तो कोई भी सिलंडर नहीं रहता है, इसलिए, इस प्रकार के कच्चे माल को सल्फ्यूरिक एसिड में संसाधित करने की योजना सरल है और अधिक किफायती है। दुनिया के सभी मौलिक सल्फर का 50% तक सल्फ्यूरिक एसिड पर खर्च किया जाता है। शेष 50% की खपत कृषि, लुगदी और कागज और अन्य उद्योगों द्वारा की जाती है।
इस साल, बरामद सल्फर का उत्पादन 29 टेक्सास राज्यों में पचास आपरेशनों में हुआ है। मोंटगोमरी, द ब्रिलमैन गेम: एकाधिकार लड़ाई में। बेचने वाले, सीरा। टेक्सास राज्य के खनिज संसाधन। खान ब्यूरो, खनिजों की एल्बम। ज़िमरमैन और यूजीन थॉमस, पश्चिम टेक्सास में सल्फर: इसका भूविज्ञान और अर्थशास्त्र।
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हाल के वर्षों में, हाइड्रोजन सल्फाइड युक्त प्राकृतिक गैसों से सल्फर का उत्पादन विशेष रूप से (उदाहरण के लिए, फ्रांस और कनाडा में) बढ़ा है।
सल्फर के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 32.064 है। सल्फर परिवेश के तापमान पर ठोस है। यह दो क्रिस्टलीय रूपों में मौजूद है
गुण Rhombic सल्फर Monoclinic सल्फर
टेक्सास ऐतिहासिक एसोसिएशन द्वारा प्रकाशित। सल्फर के उत्पादन के लिए, या तो जमा का उपयोग किया जाता है जिसमें एक सल्फर तत्व मौजूद होता है, या गैसीय हाइड्रोजन सल्फाइड, जो प्राकृतिक गैस और तेल या अन्य गैसों, कोक, हीटिंग गैस, संश्लेषण गैस, पानी गैस में मौजूद होता है।
सल्फर बाजार अनुसंधान को दर्शाता है
सल्फर रॉड, सल्फर पाउडर और रंबिक सल्फर। प्रथम विश्व युद्ध से पहले, सल्फर-असर वाली चट्टानों का उपयोग मुख्य रूप से सिसिली में सल्फर के उत्पादन के लिए किया जाता था। सल्फर की मात्रा औसतन 25% थी लेकिन 40% तक भी बढ़ गई। वहाँ सल्फर 400 से 800 मीटर की गहराई पर पाया जाता है, 60 से 100 मीटर की मोटाई के साथ, जिसने निष्कर्षण को असंभव बना दिया, जैसा कि इटली में पहले था।
घनत्व, जी / सेमी 3 …………………………… 2,07 2,06
स्थिरता क्षेत्र, ° С नीचे 95.4 95.5-119.0 पिघलने बिंदु,
° С ........................................ 112.8 (व्रत के साथ - 118.8
Grevania)
फ्यूजन की गर्मी:
जे / जी ………………………………………। 32.0 38.6
काल / जी ............................ .................. ११ , ९ 9.2
सल्फर का क्वथनांक 444.6 ° C होता है। गर्म होने पर, सल्फर पिघल जाता है, पिघलने से आयतन में वृद्धि होती है। 120 डिग्री सेल्सियस पर, पिघला हुआ सल्फर आसानी से मोबाइल होता है, 190 डिग्री सेल्सियस पर यह एक गहरे भूरे रंग का चिपचिपा द्रव्यमान होता है, और 400 डिग्री सेल्सियस पर पिघल फिर से आसानी से मोबाइल बन जाता है। यह तापमान में बदलाव के साथ अणुओं की संरचना में बदलाव के कारण है।
तब से, हालांकि, पर्यावरणीय कारणों से इस पद्धति को बहुत कम कर दिया गया है। आज यह प्रक्रिया ग्रे रंग में विकसित हो रही है। प्राकृतिक गैस और कच्चे तेल से सल्फर के निष्कर्षण द्वारा फ्रास की प्रक्रिया को बदल दिया गया था। इस प्रक्रिया को क्लॉस प्रक्रिया कहा जाता है। बेहतर तकनीकी नियंत्रणीयता के कारणों के लिए, ऑक्सीकरण दो चरणों में होता है, क्योंकि अन्यथा अत्यधिक एक्सोथर्मिक प्रक्रिया मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड को जन्म देगी। उत्प्रेरक केवल दूसरे ऑक्सीकरण चरण में आवश्यक है। इस तरह से प्राप्त सल्फर बहुत शुद्ध होता है।
सल्फर को उत्प्रेरक से अलग करने के लिए सॉल्वैंट्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। सुपरहिटेड पानी को सल्फर युक्त भूमिगत चट्टान में तीन संकेंद्रित ट्यूबों द्वारा गठित जांच की बाहरी ट्यूब के माध्यम से इंजेक्ट किया जाता है। सल्फर एक तरल बैग बनाने के लिए पिघला देता है। संपीडित वायु को अंतरतम ट्यूब के माध्यम से पेश किया जाता है और सल्फर जल मिश्रण मध्यवर्ती ट्यूब के माध्यम से उगता है।
देशी अयस्कों से गंधक प्राप्त करना। प्राकृतिक सल्फर तलछटी उत्पत्ति (इटली में सिसिली), ज्वालामुखी मूल (जापान में होक्काइडो) में, और नमक के गुंबदों (यूएसए) के भंडार में पाया जाता है। सल्फर सामग्री में गुंबद की टोपियों में जमा तलछटी और ज्वालामुखीय मूल के जमा से लगभग दो गुना अधिक है: इनमें 27-70% सल्फर (संयुक्त राज्य अमेरिका में टेक्सास और लुइसियाना के राज्य) शामिल हैं।
आमतौर पर अयस्कों को भुना नहीं जाता है, लेकिन सल्फर उनसे गल जाता है, अक्सर सल्फर के दहन की गर्मी का उपयोग किया जाता है। इसी समय, सल्फर के गलाने के लिए सल्फर का 25% तक सेवन किया जाता है (इसलिए, प्राथमिक सल्फर की पैदावार 75% है) - संयुक्त राज्य अमेरिका में, सल्फर को निकालने के लिए फ्रैश विधि का उपयोग किया जाता है, जिसके अनुसार सल्फर पिघल जाता है
उस पानी के साथ और संपीड़ित हवा के साथ सतह को निचोड़ा हुआ। यह एक सस्ती विधि है, लेकिन मौलिक सल्फर की उपज केवल 30-60% है।
सल्फर भंडार के संदर्भ में, यूएसएसआर दुनिया में पहले में से एक है। सल्फर को अयस्कों से निकालने के लिए विभिन्न तरीकों का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, आटोक्लेव में ध्यान केंद्रित करने से सल्फर को गलाने के बाद प्लवनशीलता विधि। इस विधि द्वारा सल्फर प्राप्त करने की योजना अंजीर में दिखाई गई है। 8. फ्लोटेशन अभिकर्मकों (तरल ग्लास, केरोसिन, अल्कोहल) का उपयोग करके बारीक पिसे हुए अयस्क का प्लवन किया जाता है। परिणामस्वरूप ध्यान केंद्रित, जिसमें 75% सल्फर होता है और 10-15% की नमी सामग्री से निर्जलित होता है, एक भाप 1 तार और एक स्टीमर से सुसज्जित एक मेलर को भेजा जाता है। 120-130 डिग्री सेल्सियस पर परिणामस्वरूप सल्फर निलंबन प्लवनशीलता आटोक्लेव 3 में प्रवेश करता है, जिसमें प्लवनशीलता अभिकर्मकों का एक जलीय समाधान संग्रह 2 से पेश किया जाता है। आटोक्लेव स्टीम जैकेट और स्टिरर से सुसज्जित है। सरगर्मी के साथ, तरल को छोटी बूंदों में कुचल दिया जाता है, जिससे अपशिष्ट चट्टान के कण तैरते हैं और तैरते हैं; पिघला हुआ सल्फर आटोक्लेव के शंक्वाकार भाग से निकाला जाता है; सल्फर के निकास के बाद, अपशिष्ट चट्टान को नीचे लाया जाता है। ध्यान केंद्रित करने से सल्फर की वसूली 95-98% है।
गैस सल्फर प्राप्त करना। गैस सल्फर, अलौह धातु विज्ञान, तेल शोधन, संबद्ध पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैसों से गैसों की सफाई की प्रक्रिया का एक बेकार उत्पाद है। यह एक सस्ता प्रकार का कच्चा माल है, लेकिन इस सल्फर में आर्सेनिक और उत्प्रेरक के लिए हानिकारक अन्य अशुद्धियाँ शामिल हैं, इसलिए, इस सल्फर को सल्फ्यूरिक एसिड में संसाधित करने की योजना लगभग उसी तरह की है। पायराइट प्रसंस्करण।
तालिका 6 ग्रेड द्वारा सल्फर की विशेषताओं को दर्शाता है।
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तालिका 6. सल्फर ग्रेड (GOST 127-76)
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हमारे उद्योग द्वारा शुद्धतम सल्फर (गैस) का उत्पादन GOST 5.75-68 के अनुसार किया जाता है। रिफाइनरी गैसों से प्राप्त हाइड्रोजन सल्फाइड से ओया का उत्पादन किया जाता है। इसमें आर्सेनिक और कार्बनिक अशुद्धियाँ शामिल नहीं हैं, इसलिए इस सल्फर को सल्फ्यूरिक एसिड में संसाधित करने की योजना सबसे किफायती है। इस सल्फर को गुणवत्ता चिह्न से सम्मानित किया गया है।
कपालीय पाइराइट को गलाने पर, मुख्य रूप से FeS2 और 4% CuS युक्त, 80% तक मौलिक सल्फर को पानी-जेट भट्टियों में निकाला जाता है। वॉटर-जैकेटेड भट्टी में, कॉपर पाइराइट, कोक और क्वार्ट्ज से युक्त एक चार्ज जलाया जाता है। और चूना पत्थर (प्रवाह)। इस मामले में, पहले चार्ज सूख जाता है, और 800 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया होती है:
FeS2 \u003d FeS + S (27)
भट्ठी में उत्पन्न सल्फर डाइऑक्साइड कार्बन के साथ कम हो जाता है:
S02 + C \u003d S + C02 (28)
भट्ठी के निचले क्षेत्र में FeS जलता है:
2FeS - (- 302 \u003d 2FeO - j - S02 (29)
FeO आवेश के घटकों के साथ फ्यूज होकर स्लैग में गुजरता है, और कॉपर सल्फाइड के साथ FeS मैट बनाता है, जिसे ब्लिस्टर कॉपर में संसाधित किया जाता है।
इसके साथ ही प्रतिक्रिया (28) के साथ, कार्बन डाइसल्फ़ाइड और कार्बन सल्फाइड के गठन की प्रतिक्रियाएं, साथ ही हाइड्रोजन सल्फाइड, सल्फर के साथ आवेश और वायु में नमी की बातचीत के दौरान बनती हैं, आगे बढ़ती हैं। इन सभी यौगिकों को सल्फर डाइऑक्साइड के साथ मौलिक सल्फर की रिहाई के साथ बातचीत से नष्ट कर दिया जाता है।
अंजीर में। 9 कपल पाइराइट को गलाने के द्वारा मौलिक सल्फर प्राप्त करने के लिए एक योजना दिखाता है। वाटरजैकेट भट्ठी 1 से गैसों को धूल कलेक्टर 2 और एक इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर 3 में धूल से साफ किया जाता है और पहली प्रतिक्रिया कक्ष 4 में प्रवेश करते हैं, जहां सल्फर डाइऑक्साइड द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड को कम करके सल्फर डाइऑक्साइड को कम कर दिया जाता है। प्रतिक्रिया एक्सोथर्मिक है, इसलिए, चैंबर छोड़ने वाली गैसों को अपशिष्ट गर्मी बॉयलर 5 में ठंडा किया जाता है; एक ही समय में उनका तापमान 450 से 130 डिग्री सेल्सियस तक कम हो जाता है। यहाँ सल्फर की मुख्य मात्रा घनीभूत होती है। बाकी सल्फर को टॉवर 6 में स्टील के छल्ले के साथ संघनित किया जाता है। हीटर 7 के माध्यम से गैस दूसरी प्रतिक्रिया कक्ष 8 में प्रवेश करती है, जहां इसमें मौजूद शेष हाइड्रोजन सल्फाइड सल्फर डाइऑक्साइड द्वारा प्राथमिक सल्फर में कम हो जाता है। प्रतिक्रिया 200-250 डिग्री सेल्सियस पर आगे बढ़ती है। गैस को दूसरे अपशिष्ट ताप बॉयलर में ठंडा होने के बाद (आंकड़े में नहीं दिखाया गया है), गैस टॉवर 9 में प्रवेश करती है और शेष सल्फर इससे मुक्त होता है। प्रतिक्रिया कक्ष 4, 8 में, उत्प्रेरक (बॉक्साइट) की उपस्थिति में प्रतिक्रियाएं होती हैं।
दहनशील और औद्योगिक गैसों की सफाई के दौरान अलग किए गए हाइड्रोजन सल्फाइड से गैस सल्फर भी प्राप्त किया जा सकता है (नीचे देखें)।
§ II। हाइड्रोजन सल्फाइड
अधिकांश दहनशील गैसों (कोक ओवन गैस, जनरेटर गैस, संबद्ध गैस, प्राकृतिक गैस, रिफाइनरी गैस) में हाइड्रोजन सल्फाइड होता है। इन गैसों में H2S सामग्री 20 mg / m3 (GOST 5542-50) से अधिक नहीं होनी चाहिए, इसलिए उन्हें अवशोषण समाधान (मोनोएथेनॉलमाइन, सोडा, आदि) से धो कर शुद्ध किया जाता है। जब इस तरह के घोल को गर्म किया जाता है, तो उच्च सांद्रता वाला हाइड्रोजन सल्फाइड निकलता है (90% H2S तक)। इसका उपयोग गैसीय सल्फर या सल्फ्यूरिक एसिड (पी। 172 देखें) का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।
इस मामले में सल्फर प्राप्त करने की प्रक्रिया में SO2 के गठन के साथ हवा में हाइड्रोजन सल्फाइड की कुल मात्रा का 1/3 भाग जलता है। फिर हाइड्रोजन सल्फाइड के शेष 2/3 को गैस में जोड़ा जाता है और सल्फर के लिए हाइड्रोजन सल्फाइड की कमी उत्प्रेरक पर की जाती है, जिसके बाद वाष्पीकरण होता है।