Производство серной кислоты из элементарной серы

1.2 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

2.1. Сера горюча. Взвешенная  в воздухе пыль пожаровзрывоопасна. Нижний концентрационный предел  распространения пламени (воспламенения)  – 17 г/м³; температура самовоспламенения – 190 °С по ГОСТ 12.1.041.  
        Выделяющийся из жидкой серы сероводород взрывается при объемной концентрации от 4,3 до 45 %; температура самовоспламенения – 260 °С.        

2.2. Сера относится к  4-му классу опасности (ГОСТ 12.1.005).  
        Сера вызывает воспаление слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, раздражение кожных покровов, заболевание желудочно-кишечного тракта; кумулятивными свойствами не обладает.  
        Сероводород – яд, сильно действующий на центральную нервную систему.  
        Сернистый ангидрид, который образуется при горении серы, вызывает раздражение слизистых оболочек носа и верхних дыхательных путей.  
        Предельно допустимые массовые концентрации в воздухе рабочей зоны: серы – 6 мг/м³; сернистого ангидрида – 10 мг/м³; сероводорода – 10 мг/м³.        

2.3. Производственные помещения  и лаборатории, в которых проводится  работа с технической серой,  должны быть оборудованы приточно-вытяжной  механической вентиляцией, обеспечивающей  соблюдение предельно допустимых  концентраций вредных веществ  в воздухе рабочей зоны.  
        Контроль воздуха рабочей зоны должен производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005 по методикам, утвержденным Минздравом.        

2.4. Все работающие должны  быть обеспечены специальной  одеждой и индивидуальными средствами  защиты в соответствии с ГОСТ 12.4.011

Диоксид серы ГОСТ 2918-79 получают сжиганием серы, а также как побочный продукт обжига медных и цинковых сульфидных руд. Основной промышленный способ получения SО2 – из железного колчедана FeS2.

Основная область применения SО2 – производство SO3 и H2SO4. Его используют также в производстве сульфитов, гидросульфитов, тиосульфатов, сульфурилхлорида и др. соединений серы. Диоксид серы обесцвечивает многие органические красители, что используется при отбеливании шерсти, шелка, соломы и т. П. Диоксид серы применяют для консервирования фруктов, ягод и как дезинфицирующее средство. Жидкий диоксид серы – хладоагент в холодильной технике, растворитель. Диоксид серы используют в аналитической химии, он может быть рабочим веществом в газовых лазерах.Диоксид серы токсичен. При утечке содержимого очень быстро достигается опасная концентрация этого газа в воздухе. При концентрации 0,03…0,05 мг/л раздражает слизистые оболочки, дыхательные органы, глаза. Повторное или длительное вдыхание может вызвать астму.

Водный раствор является кислотой средней силы. Реагирует бурно  с аммиаком, акролеином, ацетиленом, щелочными металлами, хлором, этиленоксидом, аминами, бутадиеном. Реагирует с  водой или паром с опасностью коррозии. Агрессивен в отношении  многих металлов, включая алюминий, железо, сталь, бронзу, медь и никель в присутствии воды. Несовместим  с галогенами. В жидкой форме разрушает  пластики, резину и полимерные покрытия. Характеристика представлена SО2 в табл. 3.

№ п/п

Наименование параметра

Параметр

Источник информации

1

Наименование вещества

Диоксид серы (двуокись серы, сернистый  ангидрид, сернистый газ)

В.А.Рабинович, З.Я. Хавин «Краткий химический справочник». Л. «Химия», 1991г.

2

2.1

2.2

Формула:

Эмпирическая

Структурная

                                                                       SО₂

О = S = О

В.А.Рабинович, З.Я. Хавин «Краткий химический справочник». Л. «Химия», 1991г.

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

Физико-химические параметры:

Молекулярный вес, г/моль

Запах

Цвет

Температура, оС :

- кипения (при давлении 101 кПа)

- конденсации

- кристаллизации

Плотность по воздуху при 20 оС, кг/м3

64,063

Едкий, острый специфический

бесцветный

- 10

- 10,02

- 75,48

2,266

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 3т. Л «Химия»,   1976г.

4

4.1

Данные о взрывопожаро-опасности

Температура самовоспла- менения, ^оС

Взрывопожаробезопасен

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 

4.2

4.3

Температура вспышки, ^оС

Пределы взрываемости

Не воспламеняется

Не горит

Не взрывается

3т. Л «Химия»,   1976г.

5

Реакционная способность

Сухой SO₂ при нормальных условиях малореакционноспособен. Кислород окисляет SO₂ только в присутствии катализатора. При растворении в воде образует сернистую кислоту

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 3т. Л «Химия»,   1976г.

6

Коррозионная активность

Не корродирует

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 3т. Л «Химия»,   1976г.

7

7.1

7.2

7.3

Токсическая опасность:

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м³

Пороговая токсодоза, мг/л

Летальная токсодоза, мг/л

10

1,8 при экспозиции 1 мин.

0,3 при экспозиции 1 ч.

Гигиенические нормативы                   ГН 2.2.5.1313-03, Минздрав РФ,2003г.

И.В.Бабинцев, А.Н.Варенков, Е.п.Потоцкий «Безопасность жизнедеятельности  и экология» М.МИСиС 1997г.

8

Информация о воздействии на людей

Токсичен. Класс опасности – 3.

Вызывает раздражение кожи, слизистых  оболочек носа, глаз и верхних дыхательных  путей. При содержании в воздухе 60 мг/м³ SO₂ возможны острые отравления, сопровождающиеся отеком легких и расширением сердца. Признаками отравления являются головокружение, раздражение слизистых оболочек (щипание в носу, чихание, позывы к кашлю). При сильных отравлениях наблюдаются общая слабость, одышка, сильный кашель с выделением вязкой кровянистой мокроты и даже потеря сознания.

Общее действие заключается в нарушении  углеводного и белкового обмена, угнетении окислительных процессов  в головном мозге, печени, селезенке, мышцах.

ГОСТ 12.1.007

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 3т. Л «Химия»,   1976г.

9

Индивидуальные средства защиты

Все работающие должны быть обеспечены специальной одеждой и индивидуальными  средствами защиты (противогаз с коробкой марки «БКФ», рукавицы, перчатки, очки для защиты глаз)

ГОСТ 12.4.011

10

Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества

Первой помощью при отравлении диоксидом серы является перенос пострадавшего на свежий воздух, дать ему вдыхать кислород и ввести внутрь слабый раствор соды. При затрудненном дыхании через нос – эфедрин, подкожно атропин. Тепло на область шеи.  При сильных отравле-нииях необходимо производить искусственное дыхание до прибытия врачебной помощи.

Справочник «Вредные вещества в промышленности» 3т. Л «Химия»,  1976г.

Концентрация,%

Температура кристаллизации, *С

Башенная кислота

75

-29

Контактная кислота

92,5

-22

Олеум

20 своб.SO₃

+2

№ п/п

Наименование параметра

Параметр

Источник информации

1

2

3

4

  1

Наименование вещества

Серная кислота

ГОСТ 2184 -77с изменениями 

1-6-79

2-10-82

3-1-88

4-10-90

  2

2.1

2.2

Формула:

Эмпирическая

Структурная

Н₂ SО₄

В.А.Рабинович, З.Я. Хавин «Краткий химический справочник». Л. «Химия», 1991г.

  3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

Физико-химические параметры:

Молекулярный вес, г/моль

Запах

Цвет

Температура кипения (при давлении 101 кПа), оС

Плотность при 20 оС, кг/м3

98,078.

Без запаха

Бесцветная

274,44

1,8305

Б.Т.Васильев, М.И.Отвагин «Технология  серной кислоты» М. Химия.1985г.

4

4.1

4.2

4.3

Данные о взрывопожароопасности

Температура самовоспламенения, оС

Температура вспышки, оС

Пределы взрываемости

Взрывопожаробезопасна

Не воспламеняется

Не горит

Не взрывается

ГОСТ 2184-77 с изменениями

В.А.Рабинович, З.Я. Хавин «Краткий химический справочник». Л. «Химия», 1991г.

5

Реакционная способность

Смешивается с водой и  серным ангидридом (SO₃) во всех соотношениях: концентрированная

серная кислота взаимодействует  почти со всеми металлами. В зависимости  от концентрации Н₂SO₄ и температуры может восстанавливаться до сернистого газа (SO₂), серы (S) и сероводорода (Н₂S). Разбавленная серная кислота взаимодействует со всеми металлами электрохимического ряда левее водорода с выделением газообразного водорода (Н₂), при взаимодействии с различными оксидами серная кислота образует сульфаты.

Б.Т.Васильев, М.И.Отвагин «Технология  серной

Кислоты» М. Химия.1985г.

6

Коррозионная активность

Серная кислота сильный окислитель, вступает в реакцию со всеми металлами, кроме нержавеющей стали.  Углеродистые стали не устойчивы в растворах  Н₂SO₄ концентрации ниже 65%. Повышение температуры интенсифицирует процесс коррозии, с повышением концентрации кислоты до 75% и выше скорость коррозии снижается и устанавливается на уровне 0,1 мм/год; углеродистые стали подвержены интенсивной коррозии в случае разбавления кислоты. Так, в стальных не футерованных хранилищах серной кислоты наблюдается интенсивная коррозия корпуса при частых опорожнениях так, как остающаяся на стенках кислота, сорбируя влагу воздуха, разбавляется. Коррозионная стойкость свинца обусловливается в основном образованием на поверхности металла защитного слоя (“экрана”) сульфата свинца (РbSO₄), нерастворимого в воде и в серной кислоте умеренной концентрации.

Титан в серной кислоте стоек лишь при  концентрациях ниже 5% Н₂SO₄ и

температуре до 40°С.

Легированные  стали и хромоникель-молибденовые стали с присадкой титана стойки и понижено стойки (скорость коррозии менее 1мм/год) в серной кислоте концентрацией  ниже 15 и выше 65-70% при температуре  до 40-60°С.

М.А.Шлугер, Ф.Ф.Ажогин, Е.А.Ефимов «Коррозия  и защита металлов» М.Металлургия. 1981г.

7

7.1

Токсическая опасность:

ПДК в воздухе рабочей зоны, мг/м3

10

ГН 2.2.5.1313-03, Минздрав РФ,2003г.

7.2

7.3

Пороговая токсодоза, мг/л

Летальная токсодоза, мг/л

0,18 при экспозиции 1 ч.

0,008 при экспозиции 1 ч.

И.В. Бабайцев, А.Н.Варенков, Е.П.Потоцкий «Безопасность жизнедеятельности  и экология» М. МИСиС 1997г.

8

Информация о воздействии на людей

Серная  кислота – чрезвычайно агрессивное вещество, токсична. Поражает дыхательные пути, при попадании на кожу, слизистые оболочки вызывают ожоги. В результате возникают затруднение дыхания, кашель, нередко ларингит, трахеит, бронхит и т.д.

Химический  ожог кожи: при попадание на кожу наступает коагуляционный некроз тканей. В ближайшие дни образуется сухой  струп. Истинная глубина поражения  обычно выявляется лишь через 7-10 дней после травмы, когда начинается нагноение  струпа. Симптомы: при химических ожогах кожи всегда имеются интенсивные  боли в поражённой области. По степени  тяжести поражения тканей ожоги  обычно делятся на четыре степени: I степень – эритема кожи. II степень – образование пузырей. III степень – образование кожных некрозов (III А степень – некрозом поражается эпидермис, III Б степень – некроз захватывает полностью все слои кожи); IV степень – некроз глубже- лежащих тканей. Ожоги I степени прогностически опасны, если повреждено более половины поверх-ности тела; ожоги II степени опасны при повреждении 1/3 поверхности тела; ожоги III степени – при повреждении менее 1/3 поверхности тела. При тяжёлых и обширных ожогах развивается шок, и обычно наблюдаются тяжёлые длительные нарушения общего состояния организма, определяемые, как ожоговая болезнь.

При ожоговой болезни обычно страдают также внутренние органы (сердце, сосуды, почки, печень), центральная нервная система, а при ожогах головы и туловища могут

возникнуть  менингит и плеврит. Кислота вызывает быстрое свёртывание белков и  о6разование на коже, конъюнктиве  и роговице коагуляционного некроза (струпа), отторгание которого от здоровых тканей намечается впервые часы после  ожога. Симптомы: резкая боль в глазах, слезотечение, отёк век и конъюнктивы, при более тяжёлых ожогах резко  снижается зрение. По тяжести повреждения  различают четыре степени ожогов; век, конъюнктивы и роговицы. При  ожогах I степени (лёгкие ожоги) наблюдается  гиперемия и припухлость кожи век, гиперемия конъюнктивы век, сводов и глазного яблока, поверхностные  эрозии роговицы.  При ожогах II степени (ожоги средней тяжести) наблюдаются  образование пузырей на коже век. Отёк и поверхностный некроз слизистой  оболочки с наличием легко снимаемых  беловатых плёнок, поверхностное  повреждение роговицы (наряду с повреждением эпителия имеется поражение поверхностных  слоев стромы роговицы). Ожоги III степени (тяжёлые ожоги) характеризуются  некрозом эпидермиса и более глубоких слоев кожи, конъюнктивы и роговицы.

  Обожжённые участки кожи покрыты  тёмно-серым струпом, слизистая  оболочка имеет вид серовато-белого  или желтоватого струпа. В роговице  некроз эпителия, стромы; роговица  напоминает матовое стекло. При  ожогах IV степени (особо тяжёлые  ожоги) развиваются глубокий некроз  или обугливание всех тканей  век, некроз конъюнктивы и склеры; поражаются все слои роговицы, которая приобретает вид фарфорово-белой  пластинки. К ожогам IV степени  относят случаи с   глубоким  некрозом, охватывающим более половины  века, конъюнктивы, склеры, роговицы  и области лимба. В случае повреждения меньше половины поверхности этих тканей

ожог  относят к III степени. При поражении  всех слоев роговицы может наступить  прободение её. Ожоги приводят к  различной степени понижения  зрения вплоть до слепоты. Химические ожоги носа и ушей: симптомы –  смотреть химические ожоги кожи. Химические ожоги глотки, гортани и пищевода – очень опасны, так как могут  привести к отёку и стенозу  гортани и удушью вследствие обширных реактивных изменений слизистой  оболочки. В зависимости от количества проникшей внутрь кислоты и её концентрации в пищеводе возникают  катаральные или некротические  явления.

В последнем случае некроз слизистой  оболочки ведет к прободению стенки пищевода, медиастиниту и нередко  к смерти. Симптомы: возникают редчайшие  боли во рту, глотке, за грудиной, нередко  и в верхней части живота. Отмечаются ожоги кожи лица (не всегда), ожоги  слизистой оболочки рта (нередко  редчайший отёк и гиперемия), усиленная  саливация, затруднённое дыхание, повторная  рвота, обычно с примесью крови. В  дальнейшем отмечаются ожоговая астения, потеря массы тела, нарушение белкового  и водноэлект-ронного баланса. Смертельная  доза при попадание внутрь 5-10мл. При низкой относительной влажности  воздуха аэрозоль серной кислоты  может длительное время находиться в воздухе, а при высокой влажности  – оседать на поверхности.

ГОСТ 2184-77

Б.Т.Васильев, М.И.Отвагин «Технология  серной кислоты» М. Химия.1985г.

Е.И.Чазов «Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи» М. Медицина. 1977г.

9

 Индивидуальные средства защиты

Все работающие должны быть обеспечены специальной одеждой (суконный кислотостойкий костюм) и индивидуальными средствами защиты (противогаз с коробкой марки  «БКФ», рукавицы, перчатки, очки для  защиты глаз)

При разливе кислоты – защитный прорезиненный  костюм, резиновые сапоги, резиновые  перчатки, защитные очки, щиток из оргстекла, противогаз. При содержании вредных  веществ в воздухе рабочей  зоны менее ПДК – противогаз с коробкой марки “БКФ”.

ГОСТ 12.4.011

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 3т. Л «Химия», 1976г.

10

Меры первой помощи пострадавшим от воздействия вещества

При химическом ожоге кожи: обильное промывание обожжённой поверхности  кожи водой, нейтрализация кислоты  слабым раствором соды (гидрокарбоната натрия.На пораженную поверхность накладывают  асептические повязки или, по возможности  фибринную плёнку. В тяжёлых случаях  пострадавших немедленно отправляют в  лечебное учреждение. При задержке или невозможности в ближайшее  время эвакуировать пострадавших при  ожогах II-IV степени окружающую кожу очищают тампонами, смоченными 0.5% раствором  нашатырного спирта: удаляют обрывки  эпидермиса. Крупные пузыри не трогают. Нагноившиеся пузыри срезают полностью. Загрязнённые участки очищают тампонами, смоченными перекисью водорода. Раненую  поверхность осторожно осушают  и покрывают стерильной повязкой с масляно- бальзамической или же со стрептоцидной эмульсией, или  с 0,2% фурацилиновой мазью.

Е.И.Чазов «Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи» М. Медицина. 1977г.

11

Методы перевода (нейтрализации) вещества в безопасное состояние

Нейтрализацию серной кислоты проводить  известью, содой или другими щелочными  реагентами, собрать отходы, в том  числе нейтрализованную массу и  отправить на захоронение на полигон  хранения промышленных отходов.

Справочник «Вредные вещества в  промышленности» 3т. Л «Химия», 1976г.