Күкіртсутектің сипаттамасы
МАЗМҰНЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3 ӘДЕБИ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4 КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 1.Күкіртсутектің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 1.1 Күкіртсутектің табиғатта кездесуі, шығу тегі ... ... ... ... ... ... ... ... ..6 1.2 Күкіртсутектің мұнай өңдеу зауыттарында түзілуі ... ... ... ... ... ... ... ... 7 1.3 Күкіртсутектің физика.химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9 1.4 Күкіртсутекті қолданатын кәсіпшіліктер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9 1.5Күкіртсутектің адам организміне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9 1.6 Күкіртсутек газын өңдеудің және одан өнімдер алудың белгілі әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..13
ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ 2.1 Күкіртсутек газын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21 2.2 Түйіршікті электродтарда күкіртсутектің тотығу деңгейіне ток тығыдығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...25 2.3 Электролиз ұзақтығының күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...26 2.4 Күкіртсутектің тотығуына калий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29 2.5 Ерітінді температурасың күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31 2.6 Сульфат.иондардың түзілу процесіне ток тығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32 2.7 Калий гидроксиді концентрациясының сульфат.иондар түзілу процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34 2.8 Түйіршікті электродтар қабатының қалыңдығының сульфат.иондары түзілуі процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36 2.9 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне токтығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..38 2.10 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне натрий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...40 2.11 Электрод қабатының биіктігінің және ерітінді температурасының күкіртсутектің тиосульфаттар ионын түзіп тотығуына әсері ... ... ... ... ... ... .42
АЛЫНҒАН ӨНІМДЕРДІ ҚОЛДАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43
3.1 Калий сульфатын қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43 3.2 Тиосульфаттарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43 Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 45 Қолданылғын әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ 2.1 Күкіртсутек газын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21 2.2 Түйіршікті электродтарда күкіртсутектің тотығу деңгейіне ток тығыдығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...25 2.3 Электролиз ұзақтығының күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...26 2.4 Күкіртсутектің тотығуына калий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29 2.5 Ерітінді температурасың күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..31 2.6 Сульфат.иондардың түзілу процесіне ток тығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32 2.7 Калий гидроксиді концентрациясының сульфат.иондар түзілу процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34 2.8 Түйіршікті электродтар қабатының қалыңдығының сульфат.иондары түзілуі процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36 2.9 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне токтығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..38 2.10 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне натрий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...40 2.11 Электрод қабатының биіктігінің және ерітінді температурасының күкіртсутектің тиосульфаттар ионын түзіп тотығуына әсері ... ... ... ... ... ... .42
АЛЫНҒАН ӨНІМДЕРДІ ҚОЛДАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43
3.1 Калий сульфатын қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43 3.2 Тиосульфаттарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43 Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 45 Қолданылғын әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Біздің экономикамыздың басты саласы мұнай болып табылады. Ал мұнай өндірісінде өте көп мөлшерде атмосфераға зиянды тастанды ретінде күкіртсутек газы тасталып отыр. Қазақстанның көптеген өндіріс орындарында күкіртсутекті залалсыздандыру үшін оны жағып жібереді, ал жағу күкіртсутектің жинақталуына алып келеді.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен тотығады. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін улы зат. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен тотығады. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін улы зат. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады.
1.Анисимов Л.А. Геохимия сероводорода и формирование залежей высокосернистых газов. –Москва: Недра, 1976. -160с. 2.Алексеенко В.А. Экологическая геохимия.-М.:Логос, 2000. 320с. 3.Некрасов Б.В. Основы общей химии.-М.:Химия, 1969. 319с. 4.Популярная библиотека химических элементов. Водород-хром. –М: Наука,1971. 960с. 5.Фурсов В.И. Экологические проблемы окружающей среды.-Алма-Ата: Анатілі, 1991. 192с. 6.Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лис П. Введение в химию окружающей среды.-М.:Мир, 1999. 271с. 7.Воробьев Е.И., Прусанов В.М., Душиткин К.К. Охрана атмосферы и нефтехимия.-Л.:Гидрометиздат, 1985. 231с. 8.Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. –М.:ФАИР-ПРЕСС, 2002. 560с. 9.Орлов А.С., Безуглова О.С. Биогеохимия.-Ростов:Феникс,2000. 320с. 10.Кайданова Ж.Н., Скольский В.А., Скольская Е.А., Педоренко Е.Н. Воздействие сероводорода на здоровье человека. М.: Алматы, 2009. 11.Белоног А.А, Слажнева Т.И және т.б. «Қоршаған ортаның химиялық факторларының халық денсаулығына әсер ету тәуекелін бағалау, Әдіснамалық ұсыныстар», Алматы, 2004; 12.«Тәуекелді бағалауды жүргізуге құқықты барлық ұйымдар үшін және тәуекелді бағалауды жүргізу Ережелері бірыңғай әдістемесін бекіту туралы» ҚРДМ бұйрығы, 2006жылдың 13-қыркүйегінен №71; 13.«Санитарлық-эпидемиологиялық мониторинг формаларын бекіту туралы» ҚР мемлекеттік санитарлық-эпидемиологиялық дәрігері Комитетінің Төрағасының бұйрығы, 2006ж 5-маусымнан №56; 14.ҚРДМ мемлекеттік санитарлық-эпидемиологиялық бақылау Комитетінің Төрағасының бұйрығы «Қоршаған ортаның химиялық факторларының халық денсаулығына тәуекелді бағалау бойынша Әдістемелік нұсқауларды бекіту туралы» 2007ж 28-желтоқсанынан №117; 15.Қазақтан Республикасының экологиялық кодексі, 2007; 16.Қоршаған ортаны қорғау Министрінің бұйрығы «Қоршаған ортаның ластануынан халық денсаулығының жағдайына тәуекелді бағалау әдіснамасы» 2008ж 06-маусымынан №139-П; 17.Халық денсаулығы және денсаулық сақтау жүйесі туралы Қазақстан Республикасының кодексі, 2009; 18.«Экологиялық апат зоналары туралы» үлгі заң. Парламент аралық мемлекеттер Ассамблеясы - ТМД мүшелерінің отыз үшінші толық мәжілісінде қабылданды (№33-9 қаулы 2009ж 3-желтоқсаннан).
19.Трусова Е.А., Цодиков М., Сливанский Е.В., Марин В.П. Состояние и перспективы каталитической очистки газовых выбросов (обзор) // Нефтехимия. 1995. Т.35, №1.С.16-22. 20.Гриценко А.И., Босняцкий Г.П., Шилов А.И. Экология при добыче газа. М.:МГУ,-1993. 94с. 21.Авдеева А.В. Получение серы из газов.-М.:Металлургия, 1977. 174с. 22.Коуль А.Л., Ризенфильд Ф.С. Очистка газов.–М.:Недра, 1968. 391с. 23.Эльтерман В.М. Охрана воздушной среды на химических и нефтехимических предприятиях.-М.:Химия, 1985.-160с. 24.Faclali O.O. Flue gas desulpfurhation for ull // Electrochem.-1998. №1. Р.49-54с. 26.Авдеева А.В., Адоньева Н.В., Бухарева Е. Газовая сера // Химическая промышленность.-1946.-№11.-С.17-18. 27.Детри Ж. Атмосфера должна быть чистой.-М.:Прогресс, 1973. 379с. 28.Грунвальд В.Р. Технология газовой серы.-М.:Химия, 1992. 272с. 29.Адамсон Д. Храненние блоков твердой серы и их влияние на окружающую среду // Промышленность Казахстана. 2002.-№6 (15). С.48-53. 30.Матрос Ю.Ш., Загоруйко А.Н. Нестационарный каталитический способ получения серы методом Клауса // Хим.тех.-1987. Т.294, №6. С.14-21. 31.Кемпбелл Д.М. Очистка и переработка природных газов.-М.:Металлургия, 1977. 142с. 32.Семенова Т.А., Лейтес И.Л. Очистка технологических газов.-М.:Металлургия, 1977. 142с. 33.Амелян А.Г. Производство серной кислоты.-М.:Химия, 1964. 262с. 34.Альхозов Т.Г., Амиргулян Н.С. Сернистые соединения природных газов и нефтей.–М.:Недра, 1989.152с. 35.Багиров З.А., Фархадов Т.С. Защита окружающей среды:сб.науч.тр.-М., 1979. №2. С.4. 36.Бекиров Т.М. Первичная переработка природных газов.-М.:Химия, 1987. 25с. 37.Бульечев В.П., Соловьева Н.А., Коилев А.А., Овчинников Г.А. Методика нормирования сероводорода в газовом конденсате // Газовая промышленность. 1989. №11.С.9. 38.Мешин В.М., Афанасьев А.И. Оператор по переработке сернистого газа. –М.:Недра, 1987.132с. 39.Гофтман М.В. Получение сульфата аммония на базе использования сероводорода коксового газа // Кокс и химия. 1939. №8. С.10. 40.Жданова Н.В., Халиф Л.Л. Осушка углеродных газов. М.:Химия, 1984. 592с. 41.А.С. 1468571 СССР. Способ очистки газов от сероводорода / Г.Я. Пергулов, Щ.И. Павлова, Г.Р. Грибокова опубл.30.07.87, Бюл.№12.
42.Вильданов А.Ф., Шарифуллин В.Н., Мазгаров А.М., Тигматуллина Л.И. Очистка выбросных газов от сероводорода с получением элементарной серы // Химия и технология топлив и масел. 1986. №1. С.39-41. 43.А.С. 871813 СССР. Катализатор для жидкофазного окисления сероводорода в элементарную серу / Т.Г. Альхазов, А.А. Вертапов, Н.С. Амиргулян; опубл.30.07.90,Бюл.№38. 44.А.С. 1736919 СССР. Способ очистки газа от сероводорода / Н.М. Гусейнов, М.Ф. Асадов, Б.А. Абаскулиев и др.; опубл. 04.01.90, Бюл. №20. 45.Амиргулян Н.С., Альхазов Т.Г. Окисления сероводорода из природного газа на железооксидных катализаторах // Изв. Вузов. Нефть и газ. 1981. №8. С..45-49. 46.Литвиненко М.С. очистка коксового газа от сероводорода. Харьков: Металлургиздат,1959.С.244-249. 47.Bain B. Sulfur //Mining Ann/ 1987. P.112-113. 48.Лекае В.М., Елкин Л.Н. Физико-химические и термодинамические константы элементарной серы. –М.:Изд.МХТИ, 1964. 142с. 49.Природная сера. Под ред. М.А. Менковского. –М.:Химия, 1972. 240с. 50.Авдеева А.В. Газовая сера. –М-Л.:Госхимиздат, 1950. 107с. 51.Elemental Sulfur. Chemistry and Physics. Ed. By Meyer B.N.Y.-London; Sydney; Inter.publ., 1965. P.96-110. 52.Бондар Л.П., Бороховский И.А., Дацко Р.П. и др. Физико-химические свойства серы.-М.:НИИТЭхим, 1985. 40с. 53.Константиновина З.И. Защита воздушного бассейна от промышленных выбросов в атмосферу. –М.:Стройиздат, 1981. 104с. 54.Сера как сырье для производства серной кислоты (свойства, способы получения, подготовка серы и кинетика ее горения), (обзор).-М.:НИИТЭхим, 1985. 45с. 55.Неницеску К. Общая химия.–М.:Мир, 1968. 816с. 56.Краткая химическая энциклопедия. –М.:Советская энциклопедия, 1935, Т.4. 798с. 57.Уай Я.А. Неорганическая химия: Учеб.для хим.спец.вузов. –М.:Высшая школа, 1989. 327с. 58.Борисов В.М. Самородная сера. –М.:Высшая школа, 1960. 287с. 59.Зубович И.А. Неорганическая химия. –М.:Высшая школа, 1989. 432с. 60.N. Konopic. Zur. Kondititution des thiosulpationd in wasriger Lesung // Monathch Chem1953. №4.Р. 140-153. 61.Koros E., Shculer E., Moros I. Reduction of Sulfurous Acid // Chem. 1960. №2. Р.163. 62.Гладкий А.В. Обзор методов очистки отходящих газов с низким содержанием диоксида серы // Цветные металлы. 1982. №4. С.49-54. 63.Lewis G.N., Randal M., Bichowsky F.R.V. Elemental Sulfur // J.Amer Chem. 1918. P.356. 64.Баетова К.Ж., Баешова А.К., Баешов А. Основные источники загрязнения окружающей среды диоксидом серы и проблемы его утилизации // Материалы региональной научно-практической конференции «Человек в современной экологической ситуации» -Караганда, 2000. С.143-148. 65.Allen P.L., Hiking A. Their Potentials in Agueous Solution and Ed., (retice-Hall // Trans. Faraday. Soc. 1957. Vol.53, №3. Р.16-26. 66.Шмаков С.Н., Тарасевич М.Р., Дрибинский А.В., Рылов Е.А. // электрохимическое окисление сероводорода на углеродных катализаторах и дисперсном золоте // Электрохимия. 1986. №10. С.1368-1370. 67.Ониани О.Г. Агрохимия калия. Наука: Москва 1981. 199с. 68.Выработка рекоммендаций по применению калийных удобрений. ТомII. Ленинград, ВНИИГ 1990.-213с. 69.Физическая химия фотографических процессов. Сборник статей. Москва, 1954.
19.Трусова Е.А., Цодиков М., Сливанский Е.В., Марин В.П. Состояние и перспективы каталитической очистки газовых выбросов (обзор) // Нефтехимия. 1995. Т.35, №1.С.16-22. 20.Гриценко А.И., Босняцкий Г.П., Шилов А.И. Экология при добыче газа. М.:МГУ,-1993. 94с. 21.Авдеева А.В. Получение серы из газов.-М.:Металлургия, 1977. 174с. 22.Коуль А.Л., Ризенфильд Ф.С. Очистка газов.–М.:Недра, 1968. 391с. 23.Эльтерман В.М. Охрана воздушной среды на химических и нефтехимических предприятиях.-М.:Химия, 1985.-160с. 24.Faclali O.O. Flue gas desulpfurhation for ull // Electrochem.-1998. №1. Р.49-54с. 26.Авдеева А.В., Адоньева Н.В., Бухарева Е. Газовая сера // Химическая промышленность.-1946.-№11.-С.17-18. 27.Детри Ж. Атмосфера должна быть чистой.-М.:Прогресс, 1973. 379с. 28.Грунвальд В.Р. Технология газовой серы.-М.:Химия, 1992. 272с. 29.Адамсон Д. Храненние блоков твердой серы и их влияние на окружающую среду // Промышленность Казахстана. 2002.-№6 (15). С.48-53. 30.Матрос Ю.Ш., Загоруйко А.Н. Нестационарный каталитический способ получения серы методом Клауса // Хим.тех.-1987. Т.294, №6. С.14-21. 31.Кемпбелл Д.М. Очистка и переработка природных газов.-М.:Металлургия, 1977. 142с. 32.Семенова Т.А., Лейтес И.Л. Очистка технологических газов.-М.:Металлургия, 1977. 142с. 33.Амелян А.Г. Производство серной кислоты.-М.:Химия, 1964. 262с. 34.Альхозов Т.Г., Амиргулян Н.С. Сернистые соединения природных газов и нефтей.–М.:Недра, 1989.152с. 35.Багиров З.А., Фархадов Т.С. Защита окружающей среды:сб.науч.тр.-М., 1979. №2. С.4. 36.Бекиров Т.М. Первичная переработка природных газов.-М.:Химия, 1987. 25с. 37.Бульечев В.П., Соловьева Н.А., Коилев А.А., Овчинников Г.А. Методика нормирования сероводорода в газовом конденсате // Газовая промышленность. 1989. №11.С.9. 38.Мешин В.М., Афанасьев А.И. Оператор по переработке сернистого газа. –М.:Недра, 1987.132с. 39.Гофтман М.В. Получение сульфата аммония на базе использования сероводорода коксового газа // Кокс и химия. 1939. №8. С.10. 40.Жданова Н.В., Халиф Л.Л. Осушка углеродных газов. М.:Химия, 1984. 592с. 41.А.С. 1468571 СССР. Способ очистки газов от сероводорода / Г.Я. Пергулов, Щ.И. Павлова, Г.Р. Грибокова опубл.30.07.87, Бюл.№12.
42.Вильданов А.Ф., Шарифуллин В.Н., Мазгаров А.М., Тигматуллина Л.И. Очистка выбросных газов от сероводорода с получением элементарной серы // Химия и технология топлив и масел. 1986. №1. С.39-41. 43.А.С. 871813 СССР. Катализатор для жидкофазного окисления сероводорода в элементарную серу / Т.Г. Альхазов, А.А. Вертапов, Н.С. Амиргулян; опубл.30.07.90,Бюл.№38. 44.А.С. 1736919 СССР. Способ очистки газа от сероводорода / Н.М. Гусейнов, М.Ф. Асадов, Б.А. Абаскулиев и др.; опубл. 04.01.90, Бюл. №20. 45.Амиргулян Н.С., Альхазов Т.Г. Окисления сероводорода из природного газа на железооксидных катализаторах // Изв. Вузов. Нефть и газ. 1981. №8. С..45-49. 46.Литвиненко М.С. очистка коксового газа от сероводорода. Харьков: Металлургиздат,1959.С.244-249. 47.Bain B. Sulfur //Mining Ann/ 1987. P.112-113. 48.Лекае В.М., Елкин Л.Н. Физико-химические и термодинамические константы элементарной серы. –М.:Изд.МХТИ, 1964. 142с. 49.Природная сера. Под ред. М.А. Менковского. –М.:Химия, 1972. 240с. 50.Авдеева А.В. Газовая сера. –М-Л.:Госхимиздат, 1950. 107с. 51.Elemental Sulfur. Chemistry and Physics. Ed. By Meyer B.N.Y.-London; Sydney; Inter.publ., 1965. P.96-110. 52.Бондар Л.П., Бороховский И.А., Дацко Р.П. и др. Физико-химические свойства серы.-М.:НИИТЭхим, 1985. 40с. 53.Константиновина З.И. Защита воздушного бассейна от промышленных выбросов в атмосферу. –М.:Стройиздат, 1981. 104с. 54.Сера как сырье для производства серной кислоты (свойства, способы получения, подготовка серы и кинетика ее горения), (обзор).-М.:НИИТЭхим, 1985. 45с. 55.Неницеску К. Общая химия.–М.:Мир, 1968. 816с. 56.Краткая химическая энциклопедия. –М.:Советская энциклопедия, 1935, Т.4. 798с. 57.Уай Я.А. Неорганическая химия: Учеб.для хим.спец.вузов. –М.:Высшая школа, 1989. 327с. 58.Борисов В.М. Самородная сера. –М.:Высшая школа, 1960. 287с. 59.Зубович И.А. Неорганическая химия. –М.:Высшая школа, 1989. 432с. 60.N. Konopic. Zur. Kondititution des thiosulpationd in wasriger Lesung // Monathch Chem1953. №4.Р. 140-153. 61.Koros E., Shculer E., Moros I. Reduction of Sulfurous Acid // Chem. 1960. №2. Р.163. 62.Гладкий А.В. Обзор методов очистки отходящих газов с низким содержанием диоксида серы // Цветные металлы. 1982. №4. С.49-54. 63.Lewis G.N., Randal M., Bichowsky F.R.V. Elemental Sulfur // J.Amer Chem. 1918. P.356. 64.Баетова К.Ж., Баешова А.К., Баешов А. Основные источники загрязнения окружающей среды диоксидом серы и проблемы его утилизации // Материалы региональной научно-практической конференции «Человек в современной экологической ситуации» -Караганда, 2000. С.143-148. 65.Allen P.L., Hiking A. Their Potentials in Agueous Solution and Ed., (retice-Hall // Trans. Faraday. Soc. 1957. Vol.53, №3. Р.16-26. 66.Шмаков С.Н., Тарасевич М.Р., Дрибинский А.В., Рылов Е.А. // электрохимическое окисление сероводорода на углеродных катализаторах и дисперсном золоте // Электрохимия. 1986. №10. С.1368-1370. 67.Ониани О.Г. Агрохимия калия. Наука: Москва 1981. 199с. 68.Выработка рекоммендаций по применению калийных удобрений. ТомII. Ленинград, ВНИИГ 1990.-213с. 69.Физическая химия фотографических процессов. Сборник статей. Москва, 1954.
МАЗМҰНЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3 ӘДЕБИ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4 КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4 1.Күкіртсутектің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4 1.1 Күкіртсутектің табиғатта кездесуі, шығу тегі ... ... ... ... ... ... ... ... ..6 1.2 Күкіртсутектің мұнай өңдеу зауыттарында түзілуі ... ... ... ... ... ... ... ... 7 1.3 Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9 1.4 Күкіртсутекті қолданатын кәсіпшіліктер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9 1.5Күкіртсутектің адам организміне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .9 1.6 Күкіртсутек газын өңдеудің және одан өнімдер алудың белгілі әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ 2.1 Күкіртсутек газын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21 2.2 Түйіршікті электродтарда күкіртсутектің тотығу деңгейіне ток тығыдығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25 2.3 Электролиз ұзақтығының күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26 2.4 Күкіртсутектің тотығуына калий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29 2.5 Ерітінді температурасың күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31 2.6 Сульфат-иондардың түзілу процесіне ток тығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .32 2.7 Калий гидроксиді концентрациясының сульфат-иондар түзілу процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .34 2.8 Түйіршікті электродтар қабатының қалыңдығының сульфат-иондары түзілуі процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36 2.9 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне токтығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38 2.10 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне натрий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .40 2.11 Электрод қабатының биіктігінің және ерітінді температурасының күкіртсутектің тиосульфаттар ионын түзіп тотығуына әсері ... ... ... ... ... ... .42
АЛЫНҒАН ӨНІМДЕРДІ ҚОЛДАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43
3.1 Калий сульфатын қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43 3.2 Тиосульфаттарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43 Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 5 Қолданылғын әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Біздің экономикамыздың басты саласы мұнай болып табылады. Ал мұнай өндірісінде өте көп мөлшерде атмосфераға зиянды тастанды ретінде күкіртсутек газы тасталып отыр. Қазақстанның көптеген өндіріс орындарында күкіртсутекті залалсыздандыру үшін оны жағып жібереді, ал жағу күкіртсутектің жинақталуына алып келеді.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен тотығады. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін улы зат. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады.
Осыған байланысты жұмыстың мақсаты. Сулы ерітінділерде күкірттің маңызды қосылыстары сульфаттар және тиосульфаттар алу мақсатында мұнай-газ өнеркәсібінде бөлінетін зиянды тастанды - күкіртсутекті электрхимиялық залалсыздандыру әдісін жасау.
Жұмыстың міндеттері: -күкіртсутек газының калий гидроксиді ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының ток тығыздығына тәуелділігін зерттеу; -күкіртсутек газының калий гидроксиді ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының калий концентрациясына тәуелділігін зерттеу; -алынғын сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымын анықтау;
-сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымына әртүрлі параметрлердің әсерін қарастыру.
Ғылыми жаңалығы: Бұл жұмыста алғаш рет газ күйіндегі күкіртсутектің тотығу процесі электрхимиялық әдіспен жүргізілді және тотығу заңдылықтары анықталды. Электродтық процестердің қарқындылығын ұлғайту үшін түйіршікті электродтар қолданылды. Түйіршікті электродтардың әрбір бөлігі зарядталған болғандықтан газ көпіршіктері электрод қабатына оңай өтіп, тотығуға мүмкіндік алады. Тотығу үдерісі газдың электрод бетіне тура тигізілуінің нәтижесінде де, еру арқылы да жүретіні алғаш рет анықталды.
Практикалық құндылығы: Күкіртсутектің тотығуы нәтижесінде сульфаттар және тиосульфаттар алынды. Сульфаттар және тиосульфаттар өндірісте, техникада және медицинада кеңінен қолданылады. Калий сульфаты ауыл шаруашылығында тыңайтқыш ретінде, шыны өндірісінде, металлургияда флюс ретінде, әртүрлі ашудас және калий қосылыстарын алуда қолданылады. Еуро Одақ елдерінде калий сульфаты Е515 тағамдық қоспасы ретінде қолданылуға рұқсат етілген. Ал тиосульфаттар фотографияда, аналитикалық және органикалық химияда, тау-кен өндірісінде, тоқыма және целлюлоза-қағаз өндірісінде, тағам өндірісінде, медицинада қолданылады.
Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде бұл әдіс - болашақта, зиянды тастанды ретіндегі күкіртсутектен пайдалы өнімдер алуға және күкіртсутектің қоршаған ортаға зиянды әсерін шектеуге мүмкіндік береді, сонымен қатар, экологиялық тұрғыдан таза қалдықсыз технология жасауға негіз болады.
Бұл әдіс - күкіртсутекті залалсыздандырудың жаңа тиімді әдісі болып табылады.
ӘДЕБИ ШОЛУ
1. Күкіртсутектің сипаттамасы 1.1 Күкіртсутектің табиғатта кездесуі, шығу тегі
Табиғатта күкіртсутек жиі еріген күйде минералданған суларда және мұнайда, сонымен қатар, газ кен орындарында кездеседі. Ол үздіксіз миграцияда болады, тау жыныстарымен қосылып жер бетіне жақын жерлерде ағын түрінде бөлінеді. Күкіртсутек эндогенді және экзогенді жолдармен түзіледі.
Күкіртсутек көп мөлшерде басқа газдармен бірге вулкан атқылауы кезінде бөлінеді. Оның магмада түзілу процесі әлі анық емес. Вулкан атқылауы тоқтағаннан кейін күкіртсутек ұзақ уақыт бойы газ ағыны түрінде күкіртсутектік фумаролдарда және сольфатарларда SO2, CO2, N, H2О бірге және басқа да газдармен бөлініп отырады. Оның құрамы сольфатардың әрекет ету пунктерінде уақыт өте тез өзгереді, кейде барлық газдың 25% дейін жетеді.
Вулкан атқылауынан басқа, көп жағдайда күкіртсутек әртүрлі құрамды ыстық немесе жылы минералды көздермен байланысты. Мұндай көздерде күкіртсутектің құрамы кейде бір литр суда 0,2-0,3 г дейін жетеді.
Экзогенді жағдайда күкіртсутектің түзілуінің қарапайым жолы өлген органикалық заттектердің құрамындағы ақуыз заттарының ыдырауы болып табылады. Микроорганизмдердің қатысуымен әртүрлі бассейндердің су түбіне жақын суларда, батпақтарда, жанар заттарда және басқа да өзендерде күкіртсутектің бөлінуінің процестері осындай.
Көптеген жағдайларда күкіртсутек беттік жағдайда сульфаттардың ыдырауы (CaSO4·2H2O) нәтижесінде түзіледі, SO4 қайта қалпына келуіне биохимиялық процестер қатысады.
Күкіртсутек сульфидтердің ыдырауы кезінде, әсіресе, күкіртті метал кен орындарының тотығу зонасының төменгі бөліктерінде түзілуі мүмкін.
Едәуір мөлшерде ол мұнай кендерімен бірге жүретін газдарда, сонымен қатар, мұнайлы суларда, лайлы вулкандарда және кейде, артезиан суларында кездеседі.
Тұрақсыз қосылыс ретінде күкіртсутек ауа оттегісі болған кезде оңай ыдырайды. Жер қабығының беттік зонасында оның толығымен тотықпауы нәтижесінде таза күкірт түзіледі, ал ауа атмосферасында ол H2O және SO2 ыдырайды.
Күкіртсутек улы газдардың санына жатады. Бірақ, құрамында аз мөлшерде еріген күкіртсутек бар ыстық және жылы минералды көздер емделу мақсатында кеңінен қолданылады.
Күкіртсутектің жер бетінде бөлінетін жерлері өте көп. Күкіртсутегі бар күшті газ ағындары мұнай кен орындарының бұрғылау ұңғымаларында және көптеген жерлерде кездеседі. Әсіресе, гипсті қыртыстарда, жер асты суларда және көздерде жиі кездеседі [1].
1.2 Күкіртсутектің мұнай өңдеу зауыттарында түзілуі
Қазақстан үшін күкіртсутекпен ластану өте күрделі мәселе болып табылады, себебі Қазақстан мұнайы күкіртті және жоғары күкіртті ауыр мұнай сортына жатады. Батыс Қазақстан мұнайының құрамында күкіртсутек кейбір жерлерде 8% жетеді деген мағлұмат бар.
Күкіртсутек 1л мұнайдың ілеспе суында бірнеше жүз милиграмға жетеді, концентрациясы 100 млл жететін жағдайлар да аз емес, әдетте, оның концентрациясы 40-50 млл. Күкіртсутекті судың пайда болуымен мұнай өндірістік қондырғының коррозиясының жылдамдығы ұлғаяды.
Күкіртсутек темірмен реакцияға түсіп, өндірістік қондырғылардың көп бөлігі темірден жасалған, темір сульфидін түзеді. Темір сульфидінің пайда болуының белгісі болып қара судың пайда болуы жатады және оларды кен орындарда жиі көруге болады.
Күкіртсутек металдан жасалған конструкцияларды бұзады, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді. Сонымен қатар, темір сульфиді дайындаудың технологиялық жүйесінің жұмысын бұзуы және айдау ұңғымаларының забой маңы зонасын бітеуі мүмкін.
Мұнайды өңдеу зауыттарында барлық күкірт органикалық қосылыстарды сутек қысымымен катализаторда өңдейді. Олар көмірсутек және күкіртсутек түзіп ыдырайды. Қарапайым жағдайда газ тәрізді күйде болады және мұнай өнімін қыздырғанда одан күкіртсутек бөлінеді. Оны суару бағаналары арқылы сорып алады. Әдетте, алынған күкіртсутекті күкіртке немесе концентрленген күкірт қышқылына айналдырады [2].
1.3 Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері Ауаның құрамында 0,001% болса, күкіртсутектің өзіне тән жағымсыз иісі шығады, ал 0,05% болса тірі организмге мардымды әсер етеді. Егер оның ауадағы концентрациясы көбейіп кетсе бас айналу, бас ауруы, құсу, дем алу процесі қиындап, адам есінен талуына алып келеді, ал егер оның концентрациясы едәуір жоғарыласа кома, құрысу, өкпенің ісінуіне, тіпті өлім қаупі төнеді. Өндірістік ғимараттардың ішінде күкіртсутектің зиянды әсер етпейтін жоғары концентрациясы 0,01 мгл [3].
Күкіртсутек өте күшті тотықсыздандырғыш:
2H2S+3O2=2H2O+2SO2 (1)
2H2S+O2=2H2+2S (2)
Мұндай реакциялар, әсіресе, сулы ерітінділерде жақсы жүреді. Күкіртсутек суда жақсы ериді, судың бір көлемінде бұл газдың үш көлемі ериді. Түзілген ерітінді - күкіртсутекті су, ол өте әлсіз қышқыл болып табылады:
H2S -- HS− + H+ Ka = 6.9x10−7 мольл (3)
Негіздермен әрекеттеседі:
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (4)
H2S + NaOH = NaHS + H2O (5)
Күкіртсутек - күшті тотықтырғыш. Ауада көк от болып жанады:
2H2S + ЗО2 = 2Н2О + 2SO2 (6)
Ауа жетіспеген жағдайда:
2H2S + O2 = 2S + 2H2O (7)
Күкіртсутек басқа да тотықтырғыштармен әрекеттеседі, ол ерітіндіде тотыққан кезде бос күкірт немесе SO42−, түзіледі, мысалы:
3H2S + 4HClO3 = 3H2SO4 + 4HCl (8)
2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S (9)
1- кесте. Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері
Қайнау температурасы °С
60,75
Қату температурасы °С
-83
Балқу температурасы °С
-85,6
Критикалық температурасы °С
+100,4
Тығыздығы гсм3
1,539
Тығыздығы
2,93
Меншікті булану жылуы, ккалмоль
4,5
Меншікті түзілу жылуы, ккалмоль
4,8
Ауаның құрамында күкіртсутектің мөлшерінің көбеюі күкірттің жалпы және оның қосылыстарының табиғи айналымына тікелей байланысты. Атмосферада күкіртсутектің түзілуінің бір көзі - биогенді болып табылады. Күкіртсутектің фондық концентрациясы 0,2x103, мұндай мөлшері кезінде ол ауадан екі тәулік ішінде әкетіледі [4,5]. Ол негізінен топырақтағы күкіртті бактериялардан немесе теңіз суынан шығады. Жердің құрғақ бетіне шығатын газдардың құрамында күкіртсутектің үлесі көп [6]. Күкіртсутек айтарлықтай көп мөлшерде түзілуі мұнай өндіретін және өңдейтін аймақтарда байқалады. Мұнай-химиялық комплекстерден шығарылатын зиянды қосылыстар бірнеше топтарға бөлінеді: қалдық күйіндегі газдар; абсорбциялық газдар; вентиляциялық жүйелердің газдары және кездейсоқ бөлініп жатқан газдар. Түтіндік газдардың құрамында 80- 90% күкірт оксидтері болады, ал күкіртсутек қалдықтары газдардың (15- 31%) құрамында болады. Айта кететін мәселе, мұнай-химиялық комплексте күкірт қышқылы, аммиак та шығарылады [7]. Жоғарыда атап кеткен биогенді көздерден және өндіріс орындарынан басқа, күкіртсутек таза химиялық өндірістерден, құрылыс материалдарын шығаратын орындардан, мал шаруашылық, құс шаруашылығы кешендерінен бөлініп, қоршаған ортаны ластайды.
Атмосферадағы орташа құрамы 0,3 мкгм3.
Күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен тотығады. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті. Күкіртсутек ауадан ауыр және жер бетіне төселуі мүмкін [8,9].
1.4 Күкіртсутектің қолдану салалары
Күкіртсутектің улылығына байланысты оның қолданылуы шектеулі. Оны қолданатын салаларға:
-аналитикалық химияда күкіртсутек және күкіртсутекті су ауыр металдарды, сульфидтерді тұндыру үшін реагент ретінде қолданылады;
-медицинада - табиғи және жасанды күкіртсутекті ванналардың құрамында, сонымен қатар, кейбір минералды сулардың құрамында;
-күкіртсутекті күкірт қышқылын, элементті күкірт, сульфид алуда қолданады;
-тиофен және меркаптан алу үшін органикалық синтезде қолданылады.
1.5 Күкіртсутектің адам организміне әсері
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Улы әсер етуінің механизмі цитохром с-оксидаза, сукцинатдегидрогеназаның тежелуімен байланысты. Ингаляция кезінде, әсіресе, тыныс алу органдарын жасушалық некрозға алып келеді. Тура тітіркендіргіш әсері нерв жүйесінің, тыныс алу жолдарының және көздің зақымдануына, өкпенің қабынуына алып келеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін улы зат. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді, ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады. Ұзақ уақыт әсер етуі кезінде күкіртсутектің канцерогенді активтілігі дәлелденбеген [10].
Күкіртсутектің апаттық төгілуі туралы ақпараттар көп. Мысалы, Поса-Рика (Мексика) қаласында зауытта апат нәтижесінде атмосфераға көп мөлшерде күкіртсутектің бөлінуі және ол төменгі температуралы инверсия және жел әсерінен зауыт территориясына іргелес жатқан тұрғын жерге таралуы нәтижесінде адамдардың жалпы улану жағдайы белгілі. Үш сағат ішінде 320 адам ауруханаға жатқызылды, олардың 22 қаза болды. Ең жиі кездесетін симптом иісті сезінбеу. Зардап шеккендердің жартысынан көбі есінен айрылған, кератоконъюнктивит, тыныс алу жолдарының зақымдалуы, 9 адамда өкпе қабынуы байқалған. Ауадағы күкіртсутектің концентрациясы 300-1500 мгм3 асып кетті деп болжамдалады. Күкіртсутекпен ластану және бронхтық астмамен ауыру арасында байланыс бар екендігі анықталды. Егеуқұйрықтарға жүргізілген тәжірибе күкіртсутектің альвеолярлы макрофагтарға цитотоксикологиялық әсері анықталды. Орталық нерв жүйесінде сулы фазамен жанасқанда шекті көмірсутектердің микро кристалдарының түзілуі туралы болжам бар. Бұл микрокристалдардың парциалды қысымның төмендеуі кезінде тұрақсыздылығы шекті көмірсутектердің наркотикалық әсерінің тез қайтымдылығын түсіндіреді. Күкіртсутектің ауада шекті көмірсутектермен бірге болуы, сонымен қатар, қоршаған ауаның жоғары температурасы көмірсутектердің токсикалық эффектісін ұлғайтады. Көмірсутектермен өткір уланудың басты қауіптілігі асфикциямен байланысты [11].
Күкіртсутектің және көмірсутектердің ұзақ уақыт әсер етуі ШРКны аспайтын концентрацияның өзінде тыныс алу жолдарының қайталама және созылмалы зақымдануына және бейімделу механизмдерінің бұзылуының қалыптасуына әсер етеді. Бұл жағдайда, бронх өкпелік патология құрылымы өзгереді, басты орынды бронхтық астма алады. Аурудың орташа ауыр және ауыр жүруі басым келеді [12].
Соңғы кезде күкіртсутектің адам организміне оң әсер етуі туралы ақпарат пайда болды. Күкіртсутек - табиғи қан жолдарын кеңейтетін құрал.
Сүтқоректілер жасушаларында күкіртсутек цистатион-гамма-лиаза ферментімен жасап шығарылады, оның негізгі функциясы - цистатионнан цистеин амин қышқылын өндіру. Бірақ, бұл фермент кейбір басқа химиялық реакцияларды катализдеуге қабілетті, соның ішінде, цистеиннің аммиак және күкіртсутекті бөле отырып пирожүзім қышқылына айналуы. Осы уақытқа дейін бұл реакция арнайы физиологиялық рөл ойнай ма немесе бұл тірі жасушаның күрделі биохимиялық машинасының көптеген жанама әсерінің бірі ма деген сұраққа жауап табылмай келеді.
Күкіртсутек қан тасымалдайтын көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді. Бұл эффекттің табиғаты белгілі: күкіртсутек бұлшық ет жасушаларының мембраналарына орнатылған калий каналдарымен - ақуыздармен әрекеттеседі, олар калий иондарының (К+) мембранадан өтуін реттейді. Күкіртсутек калий каналдарын ашады, ол көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді.
Осылайша, эволюция осы екі кезеңді (ферменттің күкіртсутекті шығара алуы және күкіртсутектің көк тамырды кеңейте алуы) қан қысымын реттейтін тағы бір жүйені құру үшін пайдалана алуы мүмкіндігі болғаны анық. Бұл мүмкіндікті эволюция пайдаланды ма немесе айтылған екі эффект жанама болып қалды ма деген сұрақты анықтау ғана қалды.
Бұл сұраққа жауап беру үшін зерттеушілер цистатионин-гамма-лиаза генінен айрылған генді модификацияланған тышқандарды жасады. Жеті апталық кезеңге дейін олар қарапайым лабораториялық тышқандар секілді өсті және дамыды. Бірақ, жетінші аптадан бастап олардан гипертониямен ауыра бастады. 12-аптада олардың артериалды қысымы сынап бағанымен 135мм жетті, ол сол жастағы бақылаулық тышқандардан - 18мм жоғары. Мұның себебі генді модификацияланған тышқандардың бақылаулық тышқандарға қарағанда көк тамыр қабырғаларында және қан плазмасында күкіртсутектің концентрациясының күрт төмендеуіне байланысты. Күре тамырмен күкіртсутек көзін енгізу генді модификацияланған тышқандарды уақытша жазды. Бақылау тышқандарында да бұл процедурадан кейін қысым төмендеді, бірақ қатты емес.
Әрине, тышқан геномынан цистатионин-гамма-лиаза генін алу тек қана күкіртсутектің концентрациясының төмендеуіне ғана емес, сонымен қатар, бір қатар биохимиялық өзгерістерге алып келеді. Сондықтан, ғалымдар гипертония күкіртсутектің жетіспеуінің нәтижесінде болғандығын дәлелдеу үшін қосымша күрделі тәжірибелер жүргізу қажеттілігі туындады.
Халықаралық эксперттер тобы иіс сезіну табалдырығын 0,0008-0,20мгм3 деп анықтайды (Күкіртсутек, Женева, 1986). Әдебиетте күкіртсутектің деңгейіне нұсқаулар бар, оның арнайы иісі 0,02мгм3 және 0,03мгм3. Күкіртсутектің 4,2-7,0мгм3 диапазоны деңгейінде де шіріген жұмыртқаның шекті иісімен сипатталады. 140-152 мгм3 жуық деңгейде иіс иіс сезіну сезімталдығының жоғалуына байланысты сезілмейді.
Күкіртсутек көздің және мұрынның былжырын төмен концентрацияның 14 мгм3 және 70-280 мгм3 өзінде де тітіркендіреді. Көздердің тітіркенуі жас ағумен, көрудің және қабылдаудың төмендеуімен байқалады, олар аурудың үдеуіне және көз қарашық қабықшасының қабынуына және білінуіне алып келуі мүмкін. Күкіртсутек 14 мгм3 концентрациясы кезінде жұмысшыларға 5-6 сағат әсер еткенде көз қарашығының қабықшасын қабындырады [13].
140 мгм3 - бұл мамандық қауіптіліктің және денсаулықтың Ұлттық институтының (АҚШ) мәліметтері бойынша өмірге және денсаулыққа өте қауіпті болып табылады. Зарарлы зонадан шығуға орнатылған 30 мин диапазон тыныс алу аппаратурасының бұзылу мүмкіндігімен байланысты. Зарарлы зонаға түскен адамдарға тез арада тыныс алу аппаратурасын кию және зарарлы ортадан тез шығуы керек [14].
350 мгм3 бағаланған деңгейлер үш жұмысшыны әсер етудің бірнеше минутында ес-түссіз күйге түсірді. Күкіртсутек адамдарға және лабораториялық тышқандарға өткір әсер еткенде кардиологиялық эффекттер суреттелген. Егер әсер ету тез тоқтаса, онда қайта қалыпқа келу тез жүрді. Бірақ, жоғары концентрациялы күкіртсутек әсер еткенде неврологиялық эффекттер тірі қалғандарда ұзақ уақыт сақталған. Екі әлеуметтік зерттеулер күкіртсутек өткір әсер еткенде адамдарда нейропсихологиялық функциясының бұзылуына алып келетіндігін анықтады, ол таным қабілетінің нашарлауымен; сөйлеудің тездігімен, жазған кезде қателермен, есте сақтау қабілетінің, психомоторлық және перцепциондық қабілеттердің нашарлауымен сипатталады. Күкіртсутек әсер еткеннен кейін қалдық байқалу жүйелік оттегімен ашығу, мидың және жүректің ишемиясының эффектерінен ерекшеленбейді [15].
Күкіртсутектің жоғары деңгейлерінің ингаляциясы тікелей тыныс алу орталығына әсер етіп, акфикциямен тыныс алу салдығына және ары қарай өлімге алып келеді.
700-1400 мгм3 аралығындағы деңгейде өткір улану бірден шаршау, бас ауыру, бас айналу, қарқынды мазасыздану, иіс сезу функциясының жоғалуы, есінен талу, құсу, көру нервтерінің зақымдануымен, ой қызметінің бұзылуымен, ұйқысыздық, өкпенің қабынуы, құрысу, кома, тыныс алудың бұзылуымен, жүректің тоқтауымен және өліммен байланысты.
Күкіртсутектің өлімге алып келетін концентрациясы әдебиеттер мәліметтері бойынша бір-бірінен едәуір ерекшеленеді. 1000 мгм3 концентрациялы күкіртсутекті бір немесе екі жұтқан кезде өткір улану жүруі мүмкін. Сонымен бірге, шет елдің ғылыми әдебиеттерінде өлімге жоғары концентрациялар алып келеді делінген. Олар бойынша өлімге 1520мгм3 жоғары концентрация алып келеді.
Өкпенің қабынуы - күкіртсутектің әсеріне ұшыраған адамдарда жиі байқалады.
Адам денсаулығына апаттық жағдайда токсикалық заттардың доза уақыттық әсер ету критерилері бойынша ақпарат бұрынғы Совет Одағы кеңістігінде қол жетімді ғылыми және анықтамалық әдебиеттерде бірнеше сілтемелерде ғана көрсетілген [16].
РД 51-1-96да апат жағдайында адам денсаулығына күкіртсутектің улы әсеріне бағалау келтірілген. Күкіртсутектің атмосфераның жерге жақын қабатында ұсынылған шекті концентрациясы 30 мгм3, ол көмірсутектердің жоғарғы күкіртті кен орындарына СҚА көлемін анықтауға мүмкіндік беретін критерий болып табылады.
Келтірілген құжаттарда 30 мгм3 концентрациясы үшін қауіпті уақытша интервал көрсетілмеген. Бұл, мүмкін кәсіпорындардың шығарындыларының құрамындағы атмосфералық ауаға зиянды заттектердің шекті максималды концентрациясының 20-минуттық уақыт интервалына қатысты шығар [17].
Тек қана РД 52.04.253-90 ғана апат кезінде күкіртсутекпен ластанған зонада жұмысшыларды және халықты қорғау бойынша шараларды жоспарлау үшін күкіртсутекке (токсикалық дозаның табалдырығы 16,1мг·минл) доза уақыттық критерий келтірілген.
Қазақстанда қазіргі таңда атмосфераға апаттық шығарынды кезінде күкіртсутектің әсер етуін бағалаудың доза уақыттық критерилері бойынша нормативті әдістемелік база жоқ. Бұл технологиялық процесінде күкіртсутек бар өндірістік объектілерге жақын орналасқан халық денсаулығына және организміне тәуекелді бағалауды, алдын алу және зардаптарын жою бойынша шараларды жүргізуді қиындатады.
Күкіртсутектің адам денсаулығына әсер етуін бағалау бойынша толық ақпарат Қазақстанның Қолданбалы экология Агенттігі жасап жатқан мұнай химиялық өндірістің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін бағалауды жүргізу бойынша экологиялық жобаларында көрсетілген [18].
1.6 Күкіртсутек газын өңдеудің және одан өнімдер алудың белгілі әдістері
Қазіргі кезде құрамында күкіртсутек бар газдарды залалсыздандыру мақсатында оларды өңдейді, олардан пайдалы заттарды алады. Технологиялық газдардан күкіртсутекті пайдалы заттарға айналдырудың бірнеше жолдары бар. Мысалы, күкіртсутекті натрий сульфидіне айналдыру, ол газдан аммоний сульфатын алу. Натрий сульфиді күкіртті бояғыштар және целлюлоза өндірісінде, теріні илеуде терінің жамылғы түтігін жою үшін, ал аммоний сульфаты вискоза өндірісінде тыңайтқыш ретінде қолданылады, тағам өндірісінде тағамдық қоспа Е517 ретінде тіркелген.
Осыдан басқа, Клаус процесін жүргізу барысында иондық абсорбция-десорбция жүйесінде күкіртсутекті қайта өндіру процесінде қолданады. Мұнай және газ және металлургия өндірістерінде бөлініп жатқан газдардағы күкіртсутекті залалсыздандыру екі әдіспен жүргізіледі. Бұл каталитикалық Клаус әдісі және сұйық фазада жүретін тотығу әдісі. Каталитикалық процесті іске асыру үшін бөлініп жатқан газдарды толық залалсыздандыруға мүмкіншілік жасай алатын технологиялық жүйені құрастыру қажет. Клаус процесі 200-400°Ста жүргізіледі. Бұл кезде Н2S және SO2 залалсыздандырылады. Бұл әдістің негізінде Н2S ауадағы оттегімен термиялық тотығуға ұшырап, бос күйіндегі күкірт және газ күйіндегі SO2 түзіледі. Содан кейін каталитикалық реакцияның өзі жүреді [19].
2H2S+SO2=3S+2H2O (10)
Күкіртсутекті тотықтырғанда немесе құрамында күкіртсутек бар газдарды өңдегенде, міндетті түрде қоршаған ортаны қорғауға бағытталған шараларды қолдану қажет. ТМД елдерінің территориясында газ өңдейтін ең ірі кешендер салынды. Олар: Мурабек, Орынбор, Астрахан қалаларында. Осы өндірістер үшін ластағыш газдардың ауаға шығатын көлемдері анықталып, қолданылған шаралар туралы деректер келтірілген [20]. Күкіртсутекті тотықтыру қажеттілігі қоршаған ортаны қорғау мақсатында немесе одан пайдалы өнімдер алу ғана бағытында емес, сонымен қатар, күрделі газдар қоспасын тазарту үшін де жасалады. Себебі, газдарды жылу көзі ретінде жағу үшін де, олардан метанол, аммиак, жасанды отын алу үшін де қолданылады. Ол газдар күкірт қосылыстарынан, әсіресе, күкіртсутектен таза болуы қажет. Осыған орай, әр түрлі газдар қоспасын күкіртсутектен тазартып тұру маңызды мәселелердің бірі [21]. Газдарды күкіртсутектен тазартудың үш әдісі белгілі, олар: қатты адсорбенттерді пайдалана отырып, құрғақ түрде тазарту; ерітінділерді адсорбциялау арқылы тазарту; химиялық жолмен күкіртсутекті басқа қосылыстарға айналдыру. Осы аталған әдістерді әр түрлі процестерді жүргізу арқылы іске асыруға болады, бірақ өндірісте олардың кейбіреуі ғана қолданылады. Өндірісте қолданылатын негізгі әдістердің бірі активтелген көмірді қолданып, күкіртсутекті бөліп алу. Активтелген көмірдің сіңіру қабілеті зор, сондықтан оның 1м3 көлемі 400-500кг күкіртсутекті сіңіре алады. Оның үстіне активтелген көмір ауа қатысуымен күкіртсутекті тотықтыруда катализатор рөлін атқара алады. Бұл кезде күкіртсутектің тотығуы мына реакция бойынша жүреді:
2H2S+O2=2H2O+2S (11)
Бұл реакция 35-40°С өте тез жүреді. Ал, егер осы реакцияға аммиакты қатыстырса, мынандай реакция жүреді:
2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3 (12)
Газ қоспасын күкіртсутектен толық тазарту мақсатында температураны 60°Стан асырмайды және су буын қолданады. Көмірге сіңірілген күкіртті бөліп алу үшін күкіртті аммоний ерітіндісін қолданады:
(NH4)2S+S=(NH4)2S (13)
Бұл қосылысты ыдыратқанда:
(NH4)2S--2NH3 H2S+S (14)
Қайтадан күкіртсутек және күкірт бөлінеді. Назар аударатын болсақ, бұл әдіс көп сатылы және оның соңынан тағы да зиянды күкіртсутек газы бөлінеді.
Газ қоспаларын күкіртсутектен тазартудың басқа әдістерінің бірі-сулы ерітінділермен тазарту әдісі [22-25]. Бұл әдіс - коксты суды және табиғи ғаздарды күкіртсутектен тазарту үшін қолданылады. Бұл әдістің алдыңғы әдістен артықшылығы - оның тоқтаусыз жүргізілуінде және циклдің жабық кеңістікте жүруінде. Процестің бірінші сатысында газдар скрубберлерге айдалады. Сіңірілген ерітінділер күкіртті қосылыстармен қанығады, содан кейін регенерацияға жіберіледі. Екінші сатыда осы ерітінді регенерацияланады, бұл кезде элементті күкірт және күкіртті қосылыстар да түзіледі. Ал ерітінді қайтадан процестің басына жіберіледі. Сіңіруші ерітінділер ретінде мышьяк-сода ерітіндісі, натрий феноляты және сода ерітіндісі қолданылады. Сулы әдістің өзі екіге бөлінеді: тотықтыру және бейтараптау. Тотықтыру әдісін іске асырғанда күкіртсутек күкірт қышқылына дейін:
H2S+2O2--H2SO4 (15)
немесе - күкіртке дейін тотығады:
H2S+12O2--S+H2O (16)
Егер тотығу процесі күкірт қышқылына дейін жүрсе, аммиакқа қосып, аммоний сульфатын алуға болады. Күкіртсутекті каталитикалық әдіспен тотықтырғанда, газ қоспасының құрамындағы аммиакты пайдаланып, бірден аммоний сульфатын алады. Бейтараптану әдісін төменгі температурада жүргізеді, бұл кезде күкіртсутек сілтілі ерітінділерге сіңіріледі де, температураны жоғарылатқан кезде концентрленіп шығады және қайтадан өңдеуге жіберіледі.
Газ қоспаларында күкіртсутек көп мөлшерде болғанда бейтараптау әдісін қолданып, күкіртсутекті концентрлейді, бұл кезде сода, алканоламиндер ерітінділер қолданылады [23-27]. Тотығу әдістерінде де, бейтараптану әдістерінде де процесс ұзақ уақыт және көп сатылы жүреді, көп мөлшерде әр түрлі реагенттер қолданылады және күкіртсутек толық тотықпайды, алып отырған өнім де толық алынбайды.
Жоғарыда атап өткен әдістер бойынша газ қоспаларындағы күкіртсутекті (егер оның концентрациясы 60-80% болса) концентрлеп тотықтырып, күкірт алу технологиясы күкіртті көміртек өндірісінде крекинг және табиғи газдардан күкіртсутек газын алу процесінде қолданылады. Күкіртсутектің және ауаның арақатынасы стихиометрияға сай болса, күкірт көп мөлшерде алынады. Ал оттегі көбейсе, күкірт диоксиді де түзіледі. Сонымен, бұрынғы технологиялар бойынша өндірістерде бөлінетін газ қоспаларын өңдеу, олардың құрамындағы күкіртсутекті концентрлеп, күкірт алуға бағытталған.
Сол кездедегі көптеген зерттеулер [11-16.20] күкірт алу процесін жетілдіруге бағытталған, себебі күкіртті қолданатын өндіріс салалары көп, ол өнімнің 30000-нан астамын шығаруда қолданылады. Ал, қазіргі таңда күкіртті қажет ететін өндірістердің сұранысына қарағанда, оның өндірілетін көлемі артып отыр. Дамыған елдерде күкірттің қажеттілігі 5·10-11 - 7·1011т [28]. Сондықтан, өндірілген күкіртті сақтау кезінде, қоршаған ортаға тигізетін зияны өткір мәселінің бірі болып табылады [29]. Осындай мәселелерге тоқтаған кезде, қазіргі заманда қоршаған ортаға зиянды газ түріндегі қалдықтардан пайдалы, сұранысқа ие болатын өнімдерді алу өте маңызды болып табылады.
Көптеген зерттеулік жұмыстар және технологиялық шаралар Клаус процесін жетілдіру бағатында жүргізілді. Бұл жетілдіру екі бағытта іске асырылады:
1)жаңа каталитикалық жүйелерді жасау;
2)жылу және масса алмасу процестерін ескеретін қондырғыларды жетілдіру.
Ю.Ш. Матрос және оның әріптестерінің еңбектерінде [31-33] Клаус әдісі бойынша күкірт алудың жаңа жолы көрсетілген. Бұл тәсіл бойынша гетерогенді-каталитикалық реакцияларды жасанды түрде алынған стационарлы емес жағдайларда жүргізу мүмкіндіктері қарастырылған. Атап айтқанда, төменгі температурада 120 - 180°С бастапқы реакцияға түсетін газдың қозғалыс бағытын периодты түрде өзгерте отырып, қозғалмай тұрған катализатор қабаты арқылы өткізу [34]. Клаус процесінің математикалық моделі жасалып, фазалар арасындағы жылу алмасу, масса алмасудың күкірттің конденсациялану және ұшу мүмкіншіліктері, катализатор қабатының жылу өткізгіштігі сипатталды [35]. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ 2.1 Күкіртсутек газын алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21 2.2 Түйіршікті электродтарда күкіртсутектің тотығу деңгейіне ток тығыдығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25 2.3 Электролиз ұзақтығының күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26 2.4 Күкіртсутектің тотығуына калий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29 2.5 Ерітінді температурасың күкіртсутектің тотығу дәрежесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .31 2.6 Сульфат-иондардың түзілу процесіне ток тығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .32 2.7 Калий гидроксиді концентрациясының сульфат-иондар түзілу процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .34 2.8 Түйіршікті электродтар қабатының қалыңдығының сульфат-иондары түзілуі процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .36 2.9 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне токтығыздығының әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38 2.10 Күкіртсутектің тиосульфат иондарын түзе тотығуының дәрежесіне натрий гидроксиді концентрациясының әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .40 2.11 Электрод қабатының биіктігінің және ерітінді температурасының күкіртсутектің тиосульфаттар ионын түзіп тотығуына әсері ... ... ... ... ... ... .42
АЛЫНҒАН ӨНІМДЕРДІ ҚОЛДАНУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43
3.1 Калий сульфатын қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .43 3.2 Тиосульфаттарды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..43 Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4 5 Қолданылғын әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ..
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Біздің экономикамыздың басты саласы мұнай болып табылады. Ал мұнай өндірісінде өте көп мөлшерде атмосфераға зиянды тастанды ретінде күкіртсутек газы тасталып отыр. Қазақстанның көптеген өндіріс орындарында күкіртсутекті залалсыздандыру үшін оны жағып жібереді, ал жағу күкіртсутектің жинақталуына алып келеді.
Күкіртсутектің мұнай құрамында, ілеспе суда болуы металдан жасалған конструкциялардың коррозия жылдамдығының артуына, бұзылуына, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді.
Сонымен қатар, күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен тотығады. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті болып келеді.
Күкіртсутек ауадан ауыр болғандықтан жер бетіне төселіне алады. Ол топырақ арқылы судың ластануына, ары қарай қоректік тізбек арқылы адам организміне өте алады.
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін улы зат. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді және ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады.
Осыған байланысты жұмыстың мақсаты. Сулы ерітінділерде күкірттің маңызды қосылыстары сульфаттар және тиосульфаттар алу мақсатында мұнай-газ өнеркәсібінде бөлінетін зиянды тастанды - күкіртсутекті электрхимиялық залалсыздандыру әдісін жасау.
Жұмыстың міндеттері: -күкіртсутек газының калий гидроксиді ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының ток тығыздығына тәуелділігін зерттеу; -күкіртсутек газының калий гидроксиді ерітіндісінде түйіршікті электродтарда тотығуының калий концентрациясына тәуелділігін зерттеу; -алынғын сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымын анықтау;
-сульфаттар мен тиосульфаттардың шығымына әртүрлі параметрлердің әсерін қарастыру.
Ғылыми жаңалығы: Бұл жұмыста алғаш рет газ күйіндегі күкіртсутектің тотығу процесі электрхимиялық әдіспен жүргізілді және тотығу заңдылықтары анықталды. Электродтық процестердің қарқындылығын ұлғайту үшін түйіршікті электродтар қолданылды. Түйіршікті электродтардың әрбір бөлігі зарядталған болғандықтан газ көпіршіктері электрод қабатына оңай өтіп, тотығуға мүмкіндік алады. Тотығу үдерісі газдың электрод бетіне тура тигізілуінің нәтижесінде де, еру арқылы да жүретіні алғаш рет анықталды.
Практикалық құндылығы: Күкіртсутектің тотығуы нәтижесінде сульфаттар және тиосульфаттар алынды. Сульфаттар және тиосульфаттар өндірісте, техникада және медицинада кеңінен қолданылады. Калий сульфаты ауыл шаруашылығында тыңайтқыш ретінде, шыны өндірісінде, металлургияда флюс ретінде, әртүрлі ашудас және калий қосылыстарын алуда қолданылады. Еуро Одақ елдерінде калий сульфаты Е515 тағамдық қоспасы ретінде қолданылуға рұқсат етілген. Ал тиосульфаттар фотографияда, аналитикалық және органикалық химияда, тау-кен өндірісінде, тоқыма және целлюлоза-қағаз өндірісінде, тағам өндірісінде, медицинада қолданылады.
Жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде бұл әдіс - болашақта, зиянды тастанды ретіндегі күкіртсутектен пайдалы өнімдер алуға және күкіртсутектің қоршаған ортаға зиянды әсерін шектеуге мүмкіндік береді, сонымен қатар, экологиялық тұрғыдан таза қалдықсыз технология жасауға негіз болады.
Бұл әдіс - күкіртсутекті залалсыздандырудың жаңа тиімді әдісі болып табылады.
ӘДЕБИ ШОЛУ
1. Күкіртсутектің сипаттамасы 1.1 Күкіртсутектің табиғатта кездесуі, шығу тегі
Табиғатта күкіртсутек жиі еріген күйде минералданған суларда және мұнайда, сонымен қатар, газ кен орындарында кездеседі. Ол үздіксіз миграцияда болады, тау жыныстарымен қосылып жер бетіне жақын жерлерде ағын түрінде бөлінеді. Күкіртсутек эндогенді және экзогенді жолдармен түзіледі.
Күкіртсутек көп мөлшерде басқа газдармен бірге вулкан атқылауы кезінде бөлінеді. Оның магмада түзілу процесі әлі анық емес. Вулкан атқылауы тоқтағаннан кейін күкіртсутек ұзақ уақыт бойы газ ағыны түрінде күкіртсутектік фумаролдарда және сольфатарларда SO2, CO2, N, H2О бірге және басқа да газдармен бөлініп отырады. Оның құрамы сольфатардың әрекет ету пунктерінде уақыт өте тез өзгереді, кейде барлық газдың 25% дейін жетеді.
Вулкан атқылауынан басқа, көп жағдайда күкіртсутек әртүрлі құрамды ыстық немесе жылы минералды көздермен байланысты. Мұндай көздерде күкіртсутектің құрамы кейде бір литр суда 0,2-0,3 г дейін жетеді.
Экзогенді жағдайда күкіртсутектің түзілуінің қарапайым жолы өлген органикалық заттектердің құрамындағы ақуыз заттарының ыдырауы болып табылады. Микроорганизмдердің қатысуымен әртүрлі бассейндердің су түбіне жақын суларда, батпақтарда, жанар заттарда және басқа да өзендерде күкіртсутектің бөлінуінің процестері осындай.
Көптеген жағдайларда күкіртсутек беттік жағдайда сульфаттардың ыдырауы (CaSO4·2H2O) нәтижесінде түзіледі, SO4 қайта қалпына келуіне биохимиялық процестер қатысады.
Күкіртсутек сульфидтердің ыдырауы кезінде, әсіресе, күкіртті метал кен орындарының тотығу зонасының төменгі бөліктерінде түзілуі мүмкін.
Едәуір мөлшерде ол мұнай кендерімен бірге жүретін газдарда, сонымен қатар, мұнайлы суларда, лайлы вулкандарда және кейде, артезиан суларында кездеседі.
Тұрақсыз қосылыс ретінде күкіртсутек ауа оттегісі болған кезде оңай ыдырайды. Жер қабығының беттік зонасында оның толығымен тотықпауы нәтижесінде таза күкірт түзіледі, ал ауа атмосферасында ол H2O және SO2 ыдырайды.
Күкіртсутек улы газдардың санына жатады. Бірақ, құрамында аз мөлшерде еріген күкіртсутек бар ыстық және жылы минералды көздер емделу мақсатында кеңінен қолданылады.
Күкіртсутектің жер бетінде бөлінетін жерлері өте көп. Күкіртсутегі бар күшті газ ағындары мұнай кен орындарының бұрғылау ұңғымаларында және көптеген жерлерде кездеседі. Әсіресе, гипсті қыртыстарда, жер асты суларда және көздерде жиі кездеседі [1].
1.2 Күкіртсутектің мұнай өңдеу зауыттарында түзілуі
Қазақстан үшін күкіртсутекпен ластану өте күрделі мәселе болып табылады, себебі Қазақстан мұнайы күкіртті және жоғары күкіртті ауыр мұнай сортына жатады. Батыс Қазақстан мұнайының құрамында күкіртсутек кейбір жерлерде 8% жетеді деген мағлұмат бар.
Күкіртсутек 1л мұнайдың ілеспе суында бірнеше жүз милиграмға жетеді, концентрациясы 100 млл жететін жағдайлар да аз емес, әдетте, оның концентрациясы 40-50 млл. Күкіртсутекті судың пайда болуымен мұнай өндірістік қондырғының коррозиясының жылдамдығы ұлғаяды.
Күкіртсутек темірмен реакцияға түсіп, өндірістік қондырғылардың көп бөлігі темірден жасалған, темір сульфидін түзеді. Темір сульфидінің пайда болуының белгісі болып қара судың пайда болуы жатады және оларды кен орындарда жиі көруге болады.
Күкіртсутек металдан жасалған конструкцияларды бұзады, соның нәтижесінде технологиялық қондырғының, жапқыштың бұзылуына, құбырлардағы мұнайдың ағып кетуіне алып келеді. Сонымен қатар, темір сульфиді дайындаудың технологиялық жүйесінің жұмысын бұзуы және айдау ұңғымаларының забой маңы зонасын бітеуі мүмкін.
Мұнайды өңдеу зауыттарында барлық күкірт органикалық қосылыстарды сутек қысымымен катализаторда өңдейді. Олар көмірсутек және күкіртсутек түзіп ыдырайды. Қарапайым жағдайда газ тәрізді күйде болады және мұнай өнімін қыздырғанда одан күкіртсутек бөлінеді. Оны суару бағаналары арқылы сорып алады. Әдетте, алынған күкіртсутекті күкіртке немесе концентрленген күкірт қышқылына айналдырады [2].
1.3 Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері Ауаның құрамында 0,001% болса, күкіртсутектің өзіне тән жағымсыз иісі шығады, ал 0,05% болса тірі организмге мардымды әсер етеді. Егер оның ауадағы концентрациясы көбейіп кетсе бас айналу, бас ауруы, құсу, дем алу процесі қиындап, адам есінен талуына алып келеді, ал егер оның концентрациясы едәуір жоғарыласа кома, құрысу, өкпенің ісінуіне, тіпті өлім қаупі төнеді. Өндірістік ғимараттардың ішінде күкіртсутектің зиянды әсер етпейтін жоғары концентрациясы 0,01 мгл [3].
Күкіртсутек өте күшті тотықсыздандырғыш:
2H2S+3O2=2H2O+2SO2 (1)
2H2S+O2=2H2+2S (2)
Мұндай реакциялар, әсіресе, сулы ерітінділерде жақсы жүреді. Күкіртсутек суда жақсы ериді, судың бір көлемінде бұл газдың үш көлемі ериді. Түзілген ерітінді - күкіртсутекті су, ол өте әлсіз қышқыл болып табылады:
H2S -- HS− + H+ Ka = 6.9x10−7 мольл (3)
Негіздермен әрекеттеседі:
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O (4)
H2S + NaOH = NaHS + H2O (5)
Күкіртсутек - күшті тотықтырғыш. Ауада көк от болып жанады:
2H2S + ЗО2 = 2Н2О + 2SO2 (6)
Ауа жетіспеген жағдайда:
2H2S + O2 = 2S + 2H2O (7)
Күкіртсутек басқа да тотықтырғыштармен әрекеттеседі, ол ерітіндіде тотыққан кезде бос күкірт немесе SO42−, түзіледі, мысалы:
3H2S + 4HClO3 = 3H2SO4 + 4HCl (8)
2H2S + SO2 = 2Н2О + 3S (9)
1- кесте. Күкіртсутектің физика-химиялық қасиеттері
Қайнау температурасы °С
60,75
Қату температурасы °С
-83
Балқу температурасы °С
-85,6
Критикалық температурасы °С
+100,4
Тығыздығы гсм3
1,539
Тығыздығы
2,93
Меншікті булану жылуы, ккалмоль
4,5
Меншікті түзілу жылуы, ккалмоль
4,8
Ауаның құрамында күкіртсутектің мөлшерінің көбеюі күкірттің жалпы және оның қосылыстарының табиғи айналымына тікелей байланысты. Атмосферада күкіртсутектің түзілуінің бір көзі - биогенді болып табылады. Күкіртсутектің фондық концентрациясы 0,2x103, мұндай мөлшері кезінде ол ауадан екі тәулік ішінде әкетіледі [4,5]. Ол негізінен топырақтағы күкіртті бактериялардан немесе теңіз суынан шығады. Жердің құрғақ бетіне шығатын газдардың құрамында күкіртсутектің үлесі көп [6]. Күкіртсутек айтарлықтай көп мөлшерде түзілуі мұнай өндіретін және өңдейтін аймақтарда байқалады. Мұнай-химиялық комплекстерден шығарылатын зиянды қосылыстар бірнеше топтарға бөлінеді: қалдық күйіндегі газдар; абсорбциялық газдар; вентиляциялық жүйелердің газдары және кездейсоқ бөлініп жатқан газдар. Түтіндік газдардың құрамында 80- 90% күкірт оксидтері болады, ал күкіртсутек қалдықтары газдардың (15- 31%) құрамында болады. Айта кететін мәселе, мұнай-химиялық комплексте күкірт қышқылы, аммиак та шығарылады [7]. Жоғарыда атап кеткен биогенді көздерден және өндіріс орындарынан басқа, күкіртсутек таза химиялық өндірістерден, құрылыс материалдарын шығаратын орындардан, мал шаруашылық, құс шаруашылығы кешендерінен бөлініп, қоршаған ортаны ластайды.
Атмосферадағы орташа құрамы 0,3 мкгм3.
Күкіртсутектің қызуы күшті жарылысқа немесе жануға алып келуі мүмкін. Жаққан кезде улы газдың (күкірт диоксиді) түзілуімен тотығады. Көптеген металдарға және кейбір пластик түрлеріне байланысты агрессивті. Күкіртсутек ауадан ауыр және жер бетіне төселуі мүмкін [8,9].
1.4 Күкіртсутектің қолдану салалары
Күкіртсутектің улылығына байланысты оның қолданылуы шектеулі. Оны қолданатын салаларға:
-аналитикалық химияда күкіртсутек және күкіртсутекті су ауыр металдарды, сульфидтерді тұндыру үшін реагент ретінде қолданылады;
-медицинада - табиғи және жасанды күкіртсутекті ванналардың құрамында, сонымен қатар, кейбір минералды сулардың құрамында;
-күкіртсутекті күкірт қышқылын, элементті күкірт, сульфид алуда қолданады;
-тиофен және меркаптан алу үшін органикалық синтезде қолданылады.
1.5 Күкіртсутектің адам организміне әсері
Күкіртсутектің денсаулыққа зиянды әсер етуі ең кем дегенде екі ғасырдан бері белгілі. Адам организміне күкіртсутектің әсер етуі өткір, өткірге жақын және созылмалы улы деп бөлінеді. Улы әсер етуінің механизмі цитохром с-оксидаза, сукцинатдегидрогеназаның тежелуімен байланысты. Ингаляция кезінде, әсіресе, тыныс алу органдарын жасушалық некрозға алып келеді. Тура тітіркендіргіш әсері нерв жүйесінің, тыныс алу жолдарының және көздің зақымдануына, өкпенің қабынуына алып келеді. Бүкіл әлемдік денсаулық сақтау ұйымының (ВОЗ) мәліметтері бойынша күкіртсутектің жоғарғы концентрациясы нерв жүйесінің тыныс алу орталықтарын сал болуға, соның нәтижесінде тыныс алудың тоқтауы, асфикция және өлімге алып келеді. Күкіртсутек - адамды өлімге алып келетін улы зат. Оның ұзақ жүйелі әсер етуі организмнің иммундық реактивтілігін төмендетеді, ангина, пневмония және жоғарғы тыныс алу жолдарының катармен ауыруын жоғарылатады. Күкіртсутекте терілік резорбтивтік және эмбриотоптық эффектер байқалады. Ұзақ уақыт әсер етуі кезінде күкіртсутектің канцерогенді активтілігі дәлелденбеген [10].
Күкіртсутектің апаттық төгілуі туралы ақпараттар көп. Мысалы, Поса-Рика (Мексика) қаласында зауытта апат нәтижесінде атмосфераға көп мөлшерде күкіртсутектің бөлінуі және ол төменгі температуралы инверсия және жел әсерінен зауыт территориясына іргелес жатқан тұрғын жерге таралуы нәтижесінде адамдардың жалпы улану жағдайы белгілі. Үш сағат ішінде 320 адам ауруханаға жатқызылды, олардың 22 қаза болды. Ең жиі кездесетін симптом иісті сезінбеу. Зардап шеккендердің жартысынан көбі есінен айрылған, кератоконъюнктивит, тыныс алу жолдарының зақымдалуы, 9 адамда өкпе қабынуы байқалған. Ауадағы күкіртсутектің концентрациясы 300-1500 мгм3 асып кетті деп болжамдалады. Күкіртсутекпен ластану және бронхтық астмамен ауыру арасында байланыс бар екендігі анықталды. Егеуқұйрықтарға жүргізілген тәжірибе күкіртсутектің альвеолярлы макрофагтарға цитотоксикологиялық әсері анықталды. Орталық нерв жүйесінде сулы фазамен жанасқанда шекті көмірсутектердің микро кристалдарының түзілуі туралы болжам бар. Бұл микрокристалдардың парциалды қысымның төмендеуі кезінде тұрақсыздылығы шекті көмірсутектердің наркотикалық әсерінің тез қайтымдылығын түсіндіреді. Күкіртсутектің ауада шекті көмірсутектермен бірге болуы, сонымен қатар, қоршаған ауаның жоғары температурасы көмірсутектердің токсикалық эффектісін ұлғайтады. Көмірсутектермен өткір уланудың басты қауіптілігі асфикциямен байланысты [11].
Күкіртсутектің және көмірсутектердің ұзақ уақыт әсер етуі ШРКны аспайтын концентрацияның өзінде тыныс алу жолдарының қайталама және созылмалы зақымдануына және бейімделу механизмдерінің бұзылуының қалыптасуына әсер етеді. Бұл жағдайда, бронх өкпелік патология құрылымы өзгереді, басты орынды бронхтық астма алады. Аурудың орташа ауыр және ауыр жүруі басым келеді [12].
Соңғы кезде күкіртсутектің адам организміне оң әсер етуі туралы ақпарат пайда болды. Күкіртсутек - табиғи қан жолдарын кеңейтетін құрал.
Сүтқоректілер жасушаларында күкіртсутек цистатион-гамма-лиаза ферментімен жасап шығарылады, оның негізгі функциясы - цистатионнан цистеин амин қышқылын өндіру. Бірақ, бұл фермент кейбір басқа химиялық реакцияларды катализдеуге қабілетті, соның ішінде, цистеиннің аммиак және күкіртсутекті бөле отырып пирожүзім қышқылына айналуы. Осы уақытқа дейін бұл реакция арнайы физиологиялық рөл ойнай ма немесе бұл тірі жасушаның күрделі биохимиялық машинасының көптеген жанама әсерінің бірі ма деген сұраққа жауап табылмай келеді.
Күкіртсутек қан тасымалдайтын көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді. Бұл эффекттің табиғаты белгілі: күкіртсутек бұлшық ет жасушаларының мембраналарына орнатылған калий каналдарымен - ақуыздармен әрекеттеседі, олар калий иондарының (К+) мембранадан өтуін реттейді. Күкіртсутек калий каналдарын ашады, ол көк тамырдың тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына алып келеді.
Осылайша, эволюция осы екі кезеңді (ферменттің күкіртсутекті шығара алуы және күкіртсутектің көк тамырды кеңейте алуы) қан қысымын реттейтін тағы бір жүйені құру үшін пайдалана алуы мүмкіндігі болғаны анық. Бұл мүмкіндікті эволюция пайдаланды ма немесе айтылған екі эффект жанама болып қалды ма деген сұрақты анықтау ғана қалды.
Бұл сұраққа жауап беру үшін зерттеушілер цистатионин-гамма-лиаза генінен айрылған генді модификацияланған тышқандарды жасады. Жеті апталық кезеңге дейін олар қарапайым лабораториялық тышқандар секілді өсті және дамыды. Бірақ, жетінші аптадан бастап олардан гипертониямен ауыра бастады. 12-аптада олардың артериалды қысымы сынап бағанымен 135мм жетті, ол сол жастағы бақылаулық тышқандардан - 18мм жоғары. Мұның себебі генді модификацияланған тышқандардың бақылаулық тышқандарға қарағанда көк тамыр қабырғаларында және қан плазмасында күкіртсутектің концентрациясының күрт төмендеуіне байланысты. Күре тамырмен күкіртсутек көзін енгізу генді модификацияланған тышқандарды уақытша жазды. Бақылау тышқандарында да бұл процедурадан кейін қысым төмендеді, бірақ қатты емес.
Әрине, тышқан геномынан цистатионин-гамма-лиаза генін алу тек қана күкіртсутектің концентрациясының төмендеуіне ғана емес, сонымен қатар, бір қатар биохимиялық өзгерістерге алып келеді. Сондықтан, ғалымдар гипертония күкіртсутектің жетіспеуінің нәтижесінде болғандығын дәлелдеу үшін қосымша күрделі тәжірибелер жүргізу қажеттілігі туындады.
Халықаралық эксперттер тобы иіс сезіну табалдырығын 0,0008-0,20мгм3 деп анықтайды (Күкіртсутек, Женева, 1986). Әдебиетте күкіртсутектің деңгейіне нұсқаулар бар, оның арнайы иісі 0,02мгм3 және 0,03мгм3. Күкіртсутектің 4,2-7,0мгм3 диапазоны деңгейінде де шіріген жұмыртқаның шекті иісімен сипатталады. 140-152 мгм3 жуық деңгейде иіс иіс сезіну сезімталдығының жоғалуына байланысты сезілмейді.
Күкіртсутек көздің және мұрынның былжырын төмен концентрацияның 14 мгм3 және 70-280 мгм3 өзінде де тітіркендіреді. Көздердің тітіркенуі жас ағумен, көрудің және қабылдаудың төмендеуімен байқалады, олар аурудың үдеуіне және көз қарашық қабықшасының қабынуына және білінуіне алып келуі мүмкін. Күкіртсутек 14 мгм3 концентрациясы кезінде жұмысшыларға 5-6 сағат әсер еткенде көз қарашығының қабықшасын қабындырады [13].
140 мгм3 - бұл мамандық қауіптіліктің және денсаулықтың Ұлттық институтының (АҚШ) мәліметтері бойынша өмірге және денсаулыққа өте қауіпті болып табылады. Зарарлы зонадан шығуға орнатылған 30 мин диапазон тыныс алу аппаратурасының бұзылу мүмкіндігімен байланысты. Зарарлы зонаға түскен адамдарға тез арада тыныс алу аппаратурасын кию және зарарлы ортадан тез шығуы керек [14].
350 мгм3 бағаланған деңгейлер үш жұмысшыны әсер етудің бірнеше минутында ес-түссіз күйге түсірді. Күкіртсутек адамдарға және лабораториялық тышқандарға өткір әсер еткенде кардиологиялық эффекттер суреттелген. Егер әсер ету тез тоқтаса, онда қайта қалыпқа келу тез жүрді. Бірақ, жоғары концентрациялы күкіртсутек әсер еткенде неврологиялық эффекттер тірі қалғандарда ұзақ уақыт сақталған. Екі әлеуметтік зерттеулер күкіртсутек өткір әсер еткенде адамдарда нейропсихологиялық функциясының бұзылуына алып келетіндігін анықтады, ол таным қабілетінің нашарлауымен; сөйлеудің тездігімен, жазған кезде қателермен, есте сақтау қабілетінің, психомоторлық және перцепциондық қабілеттердің нашарлауымен сипатталады. Күкіртсутек әсер еткеннен кейін қалдық байқалу жүйелік оттегімен ашығу, мидың және жүректің ишемиясының эффектерінен ерекшеленбейді [15].
Күкіртсутектің жоғары деңгейлерінің ингаляциясы тікелей тыныс алу орталығына әсер етіп, акфикциямен тыныс алу салдығына және ары қарай өлімге алып келеді.
700-1400 мгм3 аралығындағы деңгейде өткір улану бірден шаршау, бас ауыру, бас айналу, қарқынды мазасыздану, иіс сезу функциясының жоғалуы, есінен талу, құсу, көру нервтерінің зақымдануымен, ой қызметінің бұзылуымен, ұйқысыздық, өкпенің қабынуы, құрысу, кома, тыныс алудың бұзылуымен, жүректің тоқтауымен және өліммен байланысты.
Күкіртсутектің өлімге алып келетін концентрациясы әдебиеттер мәліметтері бойынша бір-бірінен едәуір ерекшеленеді. 1000 мгм3 концентрациялы күкіртсутекті бір немесе екі жұтқан кезде өткір улану жүруі мүмкін. Сонымен бірге, шет елдің ғылыми әдебиеттерінде өлімге жоғары концентрациялар алып келеді делінген. Олар бойынша өлімге 1520мгм3 жоғары концентрация алып келеді.
Өкпенің қабынуы - күкіртсутектің әсеріне ұшыраған адамдарда жиі байқалады.
Адам денсаулығына апаттық жағдайда токсикалық заттардың доза уақыттық әсер ету критерилері бойынша ақпарат бұрынғы Совет Одағы кеңістігінде қол жетімді ғылыми және анықтамалық әдебиеттерде бірнеше сілтемелерде ғана көрсетілген [16].
РД 51-1-96да апат жағдайында адам денсаулығына күкіртсутектің улы әсеріне бағалау келтірілген. Күкіртсутектің атмосфераның жерге жақын қабатында ұсынылған шекті концентрациясы 30 мгм3, ол көмірсутектердің жоғарғы күкіртті кен орындарына СҚА көлемін анықтауға мүмкіндік беретін критерий болып табылады.
Келтірілген құжаттарда 30 мгм3 концентрациясы үшін қауіпті уақытша интервал көрсетілмеген. Бұл, мүмкін кәсіпорындардың шығарындыларының құрамындағы атмосфералық ауаға зиянды заттектердің шекті максималды концентрациясының 20-минуттық уақыт интервалына қатысты шығар [17].
Тек қана РД 52.04.253-90 ғана апат кезінде күкіртсутекпен ластанған зонада жұмысшыларды және халықты қорғау бойынша шараларды жоспарлау үшін күкіртсутекке (токсикалық дозаның табалдырығы 16,1мг·минл) доза уақыттық критерий келтірілген.
Қазақстанда қазіргі таңда атмосфераға апаттық шығарынды кезінде күкіртсутектің әсер етуін бағалаудың доза уақыттық критерилері бойынша нормативті әдістемелік база жоқ. Бұл технологиялық процесінде күкіртсутек бар өндірістік объектілерге жақын орналасқан халық денсаулығына және организміне тәуекелді бағалауды, алдын алу және зардаптарын жою бойынша шараларды жүргізуді қиындатады.
Күкіртсутектің адам денсаулығына әсер етуін бағалау бойынша толық ақпарат Қазақстанның Қолданбалы экология Агенттігі жасап жатқан мұнай химиялық өндірістің қоршаған ортаға және адам денсаулығына әсерін бағалауды жүргізу бойынша экологиялық жобаларында көрсетілген [18].
1.6 Күкіртсутек газын өңдеудің және одан өнімдер алудың белгілі әдістері
Қазіргі кезде құрамында күкіртсутек бар газдарды залалсыздандыру мақсатында оларды өңдейді, олардан пайдалы заттарды алады. Технологиялық газдардан күкіртсутекті пайдалы заттарға айналдырудың бірнеше жолдары бар. Мысалы, күкіртсутекті натрий сульфидіне айналдыру, ол газдан аммоний сульфатын алу. Натрий сульфиді күкіртті бояғыштар және целлюлоза өндірісінде, теріні илеуде терінің жамылғы түтігін жою үшін, ал аммоний сульфаты вискоза өндірісінде тыңайтқыш ретінде қолданылады, тағам өндірісінде тағамдық қоспа Е517 ретінде тіркелген.
Осыдан басқа, Клаус процесін жүргізу барысында иондық абсорбция-десорбция жүйесінде күкіртсутекті қайта өндіру процесінде қолданады. Мұнай және газ және металлургия өндірістерінде бөлініп жатқан газдардағы күкіртсутекті залалсыздандыру екі әдіспен жүргізіледі. Бұл каталитикалық Клаус әдісі және сұйық фазада жүретін тотығу әдісі. Каталитикалық процесті іске асыру үшін бөлініп жатқан газдарды толық залалсыздандыруға мүмкіншілік жасай алатын технологиялық жүйені құрастыру қажет. Клаус процесі 200-400°Ста жүргізіледі. Бұл кезде Н2S және SO2 залалсыздандырылады. Бұл әдістің негізінде Н2S ауадағы оттегімен термиялық тотығуға ұшырап, бос күйіндегі күкірт және газ күйіндегі SO2 түзіледі. Содан кейін каталитикалық реакцияның өзі жүреді [19].
2H2S+SO2=3S+2H2O (10)
Күкіртсутекті тотықтырғанда немесе құрамында күкіртсутек бар газдарды өңдегенде, міндетті түрде қоршаған ортаны қорғауға бағытталған шараларды қолдану қажет. ТМД елдерінің территориясында газ өңдейтін ең ірі кешендер салынды. Олар: Мурабек, Орынбор, Астрахан қалаларында. Осы өндірістер үшін ластағыш газдардың ауаға шығатын көлемдері анықталып, қолданылған шаралар туралы деректер келтірілген [20]. Күкіртсутекті тотықтыру қажеттілігі қоршаған ортаны қорғау мақсатында немесе одан пайдалы өнімдер алу ғана бағытында емес, сонымен қатар, күрделі газдар қоспасын тазарту үшін де жасалады. Себебі, газдарды жылу көзі ретінде жағу үшін де, олардан метанол, аммиак, жасанды отын алу үшін де қолданылады. Ол газдар күкірт қосылыстарынан, әсіресе, күкіртсутектен таза болуы қажет. Осыған орай, әр түрлі газдар қоспасын күкіртсутектен тазартып тұру маңызды мәселелердің бірі [21]. Газдарды күкіртсутектен тазартудың үш әдісі белгілі, олар: қатты адсорбенттерді пайдалана отырып, құрғақ түрде тазарту; ерітінділерді адсорбциялау арқылы тазарту; химиялық жолмен күкіртсутекті басқа қосылыстарға айналдыру. Осы аталған әдістерді әр түрлі процестерді жүргізу арқылы іске асыруға болады, бірақ өндірісте олардың кейбіреуі ғана қолданылады. Өндірісте қолданылатын негізгі әдістердің бірі активтелген көмірді қолданып, күкіртсутекті бөліп алу. Активтелген көмірдің сіңіру қабілеті зор, сондықтан оның 1м3 көлемі 400-500кг күкіртсутекті сіңіре алады. Оның үстіне активтелген көмір ауа қатысуымен күкіртсутекті тотықтыруда катализатор рөлін атқара алады. Бұл кезде күкіртсутектің тотығуы мына реакция бойынша жүреді:
2H2S+O2=2H2O+2S (11)
Бұл реакция 35-40°С өте тез жүреді. Ал, егер осы реакцияға аммиакты қатыстырса, мынандай реакция жүреді:
2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3 (12)
Газ қоспасын күкіртсутектен толық тазарту мақсатында температураны 60°Стан асырмайды және су буын қолданады. Көмірге сіңірілген күкіртті бөліп алу үшін күкіртті аммоний ерітіндісін қолданады:
(NH4)2S+S=(NH4)2S (13)
Бұл қосылысты ыдыратқанда:
(NH4)2S--2NH3 H2S+S (14)
Қайтадан күкіртсутек және күкірт бөлінеді. Назар аударатын болсақ, бұл әдіс көп сатылы және оның соңынан тағы да зиянды күкіртсутек газы бөлінеді.
Газ қоспаларын күкіртсутектен тазартудың басқа әдістерінің бірі-сулы ерітінділермен тазарту әдісі [22-25]. Бұл әдіс - коксты суды және табиғи ғаздарды күкіртсутектен тазарту үшін қолданылады. Бұл әдістің алдыңғы әдістен артықшылығы - оның тоқтаусыз жүргізілуінде және циклдің жабық кеңістікте жүруінде. Процестің бірінші сатысында газдар скрубберлерге айдалады. Сіңірілген ерітінділер күкіртті қосылыстармен қанығады, содан кейін регенерацияға жіберіледі. Екінші сатыда осы ерітінді регенерацияланады, бұл кезде элементті күкірт және күкіртті қосылыстар да түзіледі. Ал ерітінді қайтадан процестің басына жіберіледі. Сіңіруші ерітінділер ретінде мышьяк-сода ерітіндісі, натрий феноляты және сода ерітіндісі қолданылады. Сулы әдістің өзі екіге бөлінеді: тотықтыру және бейтараптау. Тотықтыру әдісін іске асырғанда күкіртсутек күкірт қышқылына дейін:
H2S+2O2--H2SO4 (15)
немесе - күкіртке дейін тотығады:
H2S+12O2--S+H2O (16)
Егер тотығу процесі күкірт қышқылына дейін жүрсе, аммиакқа қосып, аммоний сульфатын алуға болады. Күкіртсутекті каталитикалық әдіспен тотықтырғанда, газ қоспасының құрамындағы аммиакты пайдаланып, бірден аммоний сульфатын алады. Бейтараптану әдісін төменгі температурада жүргізеді, бұл кезде күкіртсутек сілтілі ерітінділерге сіңіріледі де, температураны жоғарылатқан кезде концентрленіп шығады және қайтадан өңдеуге жіберіледі.
Газ қоспаларында күкіртсутек көп мөлшерде болғанда бейтараптау әдісін қолданып, күкіртсутекті концентрлейді, бұл кезде сода, алканоламиндер ерітінділер қолданылады [23-27]. Тотығу әдістерінде де, бейтараптану әдістерінде де процесс ұзақ уақыт және көп сатылы жүреді, көп мөлшерде әр түрлі реагенттер қолданылады және күкіртсутек толық тотықпайды, алып отырған өнім де толық алынбайды.
Жоғарыда атап өткен әдістер бойынша газ қоспаларындағы күкіртсутекті (егер оның концентрациясы 60-80% болса) концентрлеп тотықтырып, күкірт алу технологиясы күкіртті көміртек өндірісінде крекинг және табиғи газдардан күкіртсутек газын алу процесінде қолданылады. Күкіртсутектің және ауаның арақатынасы стихиометрияға сай болса, күкірт көп мөлшерде алынады. Ал оттегі көбейсе, күкірт диоксиді де түзіледі. Сонымен, бұрынғы технологиялар бойынша өндірістерде бөлінетін газ қоспаларын өңдеу, олардың құрамындағы күкіртсутекті концентрлеп, күкірт алуға бағытталған.
Сол кездедегі көптеген зерттеулер [11-16.20] күкірт алу процесін жетілдіруге бағытталған, себебі күкіртті қолданатын өндіріс салалары көп, ол өнімнің 30000-нан астамын шығаруда қолданылады. Ал, қазіргі таңда күкіртті қажет ететін өндірістердің сұранысына қарағанда, оның өндірілетін көлемі артып отыр. Дамыған елдерде күкірттің қажеттілігі 5·10-11 - 7·1011т [28]. Сондықтан, өндірілген күкіртті сақтау кезінде, қоршаған ортаға тигізетін зияны өткір мәселінің бірі болып табылады [29]. Осындай мәселелерге тоқтаған кезде, қазіргі заманда қоршаған ортаға зиянды газ түріндегі қалдықтардан пайдалы, сұранысқа ие болатын өнімдерді алу өте маңызды болып табылады.
Көптеген зерттеулік жұмыстар және технологиялық шаралар Клаус процесін жетілдіру бағатында жүргізілді. Бұл жетілдіру екі бағытта іске асырылады:
1)жаңа каталитикалық жүйелерді жасау;
2)жылу және масса алмасу процестерін ескеретін қондырғыларды жетілдіру.
Ю.Ш. Матрос және оның әріптестерінің еңбектерінде [31-33] Клаус әдісі бойынша күкірт алудың жаңа жолы көрсетілген. Бұл тәсіл бойынша гетерогенді-каталитикалық реакцияларды жасанды түрде алынған стационарлы емес жағдайларда жүргізу мүмкіндіктері қарастырылған. Атап айтқанда, төменгі температурада 120 - 180°С бастапқы реакцияға түсетін газдың қозғалыс бағытын периодты түрде өзгерте отырып, қозғалмай тұрған катализатор қабаты арқылы өткізу [34]. Клаус процесінің математикалық моделі жасалып, фазалар арасындағы жылу алмасу, масса алмасудың күкірттің конденсациялану және ұшу мүмкіншіліктері, катализатор қабатының жылу өткізгіштігі сипатталды [35]. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz