Сера является элементом периодической системы Д. И. Менделеева, ее атомный номер – шестнадцать. Обладает неметаллическими свойствами. Обозначается латинской буквой S. Название, предположительно, имеет индоевропейский корень – «гореть».
Исторический ракурс
Когда была открыта сера и начата ее добыча, не выяснено. Известно лишь то, что о ней древние люди знали задолго до нашей эры. Ранние жрецы применяли ее при своих культовых обрядах, включали в состав окуривающих смесей. Минерал серу относили к продукту, который производили боги, в основном обитающие в подземном мире.
Вам будет интересно: Фразовый глагол give: значения и упражнения
С давних пор, о чем свидетельствуют исторические документы, она использовалась как составляющий элемент горючих смесей, которые применялись в военных целях. Гомер также не обошел своим вниманием минерал серу. В одном из своих произведений он описал «испарения», которые оказывали пагубное воздействие на человека при горении.
Историки предполагают, что сера была составляющим элементом в так называемом «греческом огне», который наводил страх на врагов.
Как горняки, рискуя жизнью, добывают серу из действующего вулкана | Рискованная работа
В восьмом веке в Китае ее стали применять для приготовления пиротехнических смесей, в том числе и в горючих веществах, напоминающих порох.
В средние века она была одним из трех главных элементов у алхимиков. Они активно применяли минерал самородную серу в своих изысканиях. Зачастую это приводило к тому, что опыты с ней приравнивались колдовству, а это в свою очередь приводило к гонениям со стороны инквизиции древних химиков и их последователей. Именно с тех времен, со средних веков и эпохи Возрождения, запах горящей серы, их газы, стали ассоциировать с деяниями нечистой силы и дьявольскими проявлениями.
Свойства
Вам будет интересно: Школа Englishdom: отзывы учеников, виды курсов, советы преподавателей
Самородный минерал сера имеет молекулярную решетку, какой нет у иных подобных элементов. Это приводит к тому, что у нее низкая твердость, отсутствует спайность, это достаточно хрупкий материал. Удельный вес серы составляет 2,7 граммов на сантиметр кубический. Минерал имеет плохую электро-, слабую теплопроводность и невысокую температуру плавления.
Свободно загорается при воздействии открытого пламени, в том числе от спички, цвет пламени — голубой. Хорошо воспламеняется при температуре около 248 градусов Цельсия. При горении выделяет сернистый газ, который обладает резким удушливым запахом.
Описания минерала серы разнообразны. Она имеет оттенки светло-желтые, соломенные, медовые, зеленоватые. В сере, которая имеет в своей структуре органические вещества, наличествует бурая, серая или черная окраска. На фото минерал сера в твердом, чистом, кристаллическом виде всегда притягивает взгляд и легко узнаваем.
Добыча СЕРЫ и её Реализация! Сера лиственницы, живица!
Вулканическая сера ярко-желтая, зеленоватая, оранжевая. В природе можно встретить ее в виде различных масс, плотных, землистых, порошковых. Встречаются в природе и кристаллические наросшие серные кристаллы, но достаточно редко.
Сера в природе
Природная сера в чистом состоянии встречается редко. Но в земной коре ее запасы очень значительны. В основном это руды, где в большом количестве присутствует серные прослойки.
До настоящего времени наука не определилась с причиной возникновения месторождений серы. Некоторые версии является взаимоисключающими. С учетом того, что сера проявляет высокую химическую активность, предполагается, что в процессе формирования поверхности земной коры она многократно связывалась и выделялась. Как шли эти реакции, доподлинно не установлено.
По одной из версий предполагается, что сера является следствием вымывания сульфатов, которые стали продуктами жизнедеятельности отдельных бактерий. Последние используют соединения минерала как пищу.
Исследователи рассматривают различные версии о процессах замещения серы в земной коре, которые приводят к ее выделению и накоплению. Но однозначно понять природу возникновения пока не получается.
Физические и химические свойства серы
Первые научные исследования были произведены лишь в XVIII веке. Тщательное изучение свойств минерала серы осуществил французский ученый Антуан Лавуазье. Так, он установил, что она кристаллизуется из расплавов, первоначально принимая игольчатые виды. Однако эта форма не стойкая. При уменьшении температуры сера перекристаллизуется, образуя объемные полупрозрачные образования лимонно-желтого или золотистого оттенка.
Месторождения, добыча серы
Основным источником добычи минерала серы являются месторождения. По расчетам исследователей-геологов следует, что ее мировые запасы насчитывают около 1,4 млрд тонн.
Древние люди, а также рудокопы Средневековья, добывали серу путем закапывания на глубину большой глиняной емкости. На нее помещали другую, в которой имелось отверстие в днище. Верхнюю емкость наполняли породой, в которой содержалось сера. Эту конструкцию нагревали. Сера начала плавиться и стекать в нижний сосуд.
В настоящее время добыча происходит путем открытой выработки, а также с применением способов выплавки из-под земли.
Крупные месторождения серы на территории Евразии имеются в Туркмении, в Поволжье, иных местах. Значительные залежи в России обнаружены на левых берегах реки Волги, которые протянулись от Самары до Казани.
При разработке минерала серы особое внимание уделяется безопасности. Это связано с тем, что руде всегда сопутствует скопление сероводорода, который очень вреден для дыхания. Сам минерал имеет свойство возгораться и образовывать взрывчатые составы.
Наиболее распространенный способ добычи — открытый. При этом горной техникой снимается верхняя часть пород. Взрывными работами осуществляется дробление рудной части. Потом фракции отправляются на предприятие для проведения процесса обогащения, а затем — на заводы по выплавке для получения чистой серы.
Если минерал залегает глубоко и объемы его значительны, используют для добычи метод Фраша.
В конце 1890 года инженером Фрашем было предложено осуществлять плавление серы под землей, а после превращения ее в жидкое состояние — выкачивать наружу. Процесс этот сопоставим с добычей нефти. С учетом достаточно невысокой температуры плавления серы, идея инженера успешно прошла испытания и началась промышленная добыча этого минерала таким способом.
Во второй половине XX века активно начал использоваться метод для добычи посредством использования токов высокой частоты. Их воздействие также приводит к расплавлению серы. Последующее нагнетание сжатого горячего воздуха позволяет ускорить подъем ее в жидком состоянии на поверхность.
Применение
Около половины всей добываемой серы идет на производство серной кислоты. Также этот минерал нужен для изготовления каучука, лекарств, в качестве фунгицидов в сельском хозяйстве. Нашел применение минерал и как структурный элемент в популярном сероасфальте и заменителе портландцемента — серобетоне. Активно используют при изготовлении различных пиротехнических составов, в производстве спичек.
Биологическая роль
Сера является важным биогенным элементом. Входит в состав значительного числа аминокислот. Составной элемент при образовании белковых структур. В бактериальном фотосинтезе минерал принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях организма, является источником энергии. В человеческом теле на один килограмм веса приходится около двух граммов серы.
Сера в чистом виде ядовитым веществом не является, в отличие от летучих газов, к которым относится сернистый, серный ангидрид, сероводород и так далее.
Пожароопасные свойства
Сера – это пожароопасный минерал. Тонко измельченные ее фракции способны самовозгораться в присутствии влаги, при наличии контактов с окислителями, а также при создании смесей с углем, жирами, маслами. Тушат серу распыленной водой и воздушно-механической пеной.
Источник: 1ku.ru
Как компании зарабатывают деньги. Производство серы
Склад гранулированной серы на Астраханском ГПЗ. Фото Газпром Переработка
Когда я принимаю решение о покупке акций компании, то всегда подробно разбираю то, чем компания зарабатывает, за что люди платят ей деньги, и если считаю техническую сторону бизнеса устойчивой, смотрю на денежные показатели. Поскольку по профессии являюсь химиком-технологом, то в целом тяготею к покупке химических или иных производственных компаний, так как могу разобраться в их технологии, оценить уровень и прогрессивность подхода. Да кого я обманываю, скупаю химиков как не в себя, обожаю их всех, они все прекрасны. Но не все прибыльны, таких не беру. В этом блоге хотел бы с точки зрения технологии раскрыть цепочки производства продуктов в тех компаниях, которые мне интересны, от природного сырья, до конечного потребителя. Может, это и не самая ценная информация для принятия инвестрешения, но: 
Вот, например, компания Фосагро производит такой продукт как Аммофос, как они утверждают у себя на сайте «лучшее твёрдое гранулированное удобрение для обеспечения растений легкодоступным фосфором и азотом». Помните сказку про волка, которому крестьянин рассказывал как хлеб делать? Ну вот и я начну из-за леса из-за гор.
Важным полупродуктом в производственной цепочке этого удобрения является жидкая сера, и она производится вовсе не в Фосагро, а совсем в другой компании, довольно далеко от Фосагро. Всё начинается вот здесь: 
Астраханское газоконденсатное месторождение. Здесь в астраханской пустыне суровые южные мужики добывают природный газ, а затем перерабатывают на Астраханском газоперерабатывающем заводе, входящем в Газпром. Если спросить рядового обывателя, чем занимается Газпром, то многие ответят: «Ну, газ добывают и продают». Это чистая правда, но в Газпром входят и различные газоперерабатывающие мощности, и это уже самая что ни на есть химическая технология, так что Газпром это отчасти и химическая компания, ну посмотрите, какая красота: 
Астраханский газоперерабатывающий завод
Причём тут природный газ? А вот причём. Природный газ — это продукт геологического преобразования древних форм жизни. Разваливающиеся под давлением осадочных пород тела динозавров и папоротников дают газ, состоящий в основном (на 70-98%) из метана CH4 и его гомологов (этан, пропан, бутан, пентан), а также из водорода, сероводорода, углекислого газа, азота, гелия и других инертных газов.
Астраханский газ, например, содержит около 26% сероводорода H2S, и из этого сероводорода как раз и делают серу. Если сероводород не отделить, то при сжигании газа и продуктов переработки газового конденсата (бензин и керосин) в воздух поступит не только углекислый газ CO2, но и диоксид серы SO2, который подарит нам освежающий кислотный дождь, кроме того, сера отравляет большинство катализаторов нефтепереработки. Поэтому любой газоперерабатывающий и нефтеперерабатывающий завод (да, у них та же проблема) отделяет сероводород от углеводородов.
Делают это при помощи установок аминовой очистки газов. Газ под давлением подают в абсорбционную колонну, вроде таких: 
Здесь на него сверху льётся водный раствор моноэтаноламина H2NC2H4OH, в колонне есть специальные распределительные устройства («тарелки» с отверстиями), чтобы жидкость не стекала по стенкам, а хорошо контактировала с газом. В результате контакта сероводород растворяется в жидкости, а углеводороды проходят нерастворёнными, их отбирают с верха колонны. В низ колонны (в так называемый «куб») стекает раствор сероводорода в амине. Этот раствор отправляют в соседнюю колонну (десорбер) на перегонку, из куба отбирают очищенный амин, он вернётся на абсорбцию, а с верха колонны выходит «отпаренный» сероводород.
Потирать руки рано. Углеводороды мы очистили, а что делать с сероводородом? Выбросить его в воздух никак нельзя, он не только токсичен, но и жутко воняет тухлым яйцом, может ещё и кислотный дождь спровоцировать.
Проблему решил в 1883 году английский химик немецкого происхождения Карл Фридрих Клаус. Метод изначально предполагалось использовать для извлечения серы из сульфида кальция (компонента отходов предприятий, где производили кальцинированную соду), но затем его приспособили для работы и с другими серосодержащими соединениями. В 1930-е гг. его несколько усовершенствовали. В таком виде он и сегодня применяется во всём мире.
Химические основы процесса Клауса столь просты и прямолинейны, что какие-либо дальнейшие усовершенствования вносить не так-то просто. Первым делом сероводород сжигают в недостатке кислорода, одна часть его не сгорает, другая часть сразу превращается в серу, а часть — в диоксид серы (что, не мог сразу весь в серу превратиться, поганец? одни проблемы с тобой).
После топки серу конденсируют в котле, а смесь сероводорода и диоксида серы подогревают в печи и направляют в реактор. В реакторе лежит катализатор из оксида алюминия (звучит умно, но это обычный глинозём, ничего особенного), при контакте с которым газы реагируют с образованием серы и воды. Сера конденсируется в теплообменнике, а непрореагировавшие газы отправляются в следующую печь и следующий реактор и так до казахской границы. Обычно «Клаус» имеет две-три реакционных ступени и «добивающую» ступень (Sulfreen). На выходе из последней мы имеем газ (мы его называем «хвосты»), состоящий из азота (сероводород-то сжигали в воздухе, а он на 78% азот, помните?), водяного пара, остатков кислорода и следов серных соединений, это уже выбрасывают в атмосферу, такой выброс не даёт превышений предельно допустимых концентраций сероводорода в воздухе. 
Видишь выброс? А он есть! При нормальном течении процесса из труб не идёт сажа и копоть, но в холодную погоду может конденсироваться водяной пар
Сконденсированная сера из котлов и теплообменников стекает в сборники серы. Весь непрореагировавший газообразный сероводород, растворённый в жидкой сере, обычно удаляют в ходе так называемого процесса дегазации и вновь запускают в процесс.
Жидкую серу могут загрузить в специальную обогреваемую цистерну и отправить потребителю. Могут подождать пока остынет, наломать кусками и отправить в более простом вагоне. А могут сгранулировать на специальной установке, что кстати и стараются сделать, поскольку гранулированная сера не пылит при разгрузке и не слёживается в огромный кусок при длительном хранении, поэтому и стоит дороже.
В России основными потребителями серы являются компании, предпри ятия которых выпускают фосфорные минеральные удобрения: «Еврохим», «Фосагро» (вот и рассмотрим позже, что они из неё делают), «Уралхим». Если говорить о зарубежных партнерах, то это госу дарства, в больших масштабах про изводящие фосфорные минеральные удобрения, в первую очередь Марокко и Тунис.
Теперь о цифрах. Постараюсь наиболее актуальные. Астраханский ГПЗ производит 3 800 тыс. тонн серы в год. Это ОЧЕНЬ много. Мировое производство составляет около 70 000 тыс. тонн/год, а в России ближайший «преследователь» — Оренбургский ГПЗ Газпрома производит 500 тыс. тонн/год.
Если вы покупаете российскую серу, то в 90% случаев вы будете покупать газпромовскую серу. Среди нефтеперерабатывающих заводов наибольшая производительность у Рязанской нефтеперерабатывающей компании (Роснефть) — 110 тыс. тонн/год, а среди нефтегазохимических комплексов ЛУКОЙЛ– Нижегороднефтеоргсинтез — 130 тыс. тонн/год. 
Михалыч дал стране серы
Удалось ли кому-нибудь разбогатеть, продавая эти жёлтые горы? Вряд ли. Стоимость серы на рынке не сильно превышает себестоимость её производства. Объёмы производимой серы в мире колоссальны, в предложении недостатка нет.
Наша цивилизация перерабатывает огромное количество углеводородов, а значит, отделяет от них уйму вонючего сероводорода, который в таком объёме некуда деть, кроме как сделать из него почти не вонючую серу. И хотя за последний год рыночная цена на серу выросла в 2 и более раз вследствие сокращения нефтепереработки в мире, сильно ситуацию это не поменяло (только удобрения подорожали, да).
По данным Финам (ссылка), средняя цена на серу в 1 квартале 2021 года составила $144/т, FOB, Черное море против $62/т, FOB в 4 квартале 2020 года и против $38/т, FOB в 1 квартале 2020 года. Это значит, что при производстве Газпромом около 4500 тыс. тонн/год, это даёт 648 млн. $ годовой выручки (около 47 млрд руб), что на фоне выручки Газпрома за 2020 в 6 321 млрд руб составляет 0,75%. Определённо, сера — важнейший продукт в структуре производства, но основные деньги делаются не на ней.
Источник: smart-lab.ru
Серная промышленность
СЕРНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ (а. sulphur industry; н. Schwefelindustrie; ф. industrie du soufre; и. industrie de azufre) — отрасль химической промышленности, объединяющая предприятия по производству элементарной природной и газовой (попутной) серы. Природная сера получается из месторождений серных руд, газовая — при очистке природных газов, газов нефтеперерабатывающей, цветной металлургии и других отраслей промышленности.
В России умели добывать «серу горючую» из сероводородных ключей в ряде мест Северного края. В середине 17 века в Самарском и Казанском Поволжье были открыты месторождения самородной серы. Добыча её в незначительных количествах велась со времён Петра I. К началу 20 в. её производство прекратилось, и с 1911 Россия импортировала серу из других стран. В 1913 в страну было ввезено 26 тысяч т серы.
Первый серный рудник в CCCP введён в эксплуатацию в Крыму (Чекур-Кояш) в 1930. Затем были пущены в действие автоклавные серные заводы (на базе Каракумских месторождений серы) и рудник Шорсу в Узбекской CCP, где впервые был осуществлён комбинированный метод выплавки природной серы.
В 1934 введены в эксплуатацию серные предприятия в Поволжье и Туркменской CCP, на которых также был применён комбинированный метод получения серы. Это позволило довести объём производства природной серы в стране до 40 тысяч т в год. Одновременно развивалось получение газовой серы из отходов цветной металлургии и коксохимического производства.
С получением газовой серы на Медногорском медно-серном комбинате объём её производства в стране к 1940 доведён до 50 тысяч т в год. В 50-е гг. были открыты месторождения самородной серы в Предкарпатье, на базе которых введены в строй Роздольский (1958) и Яворовский (1970) горно-химические комбинаты.
В эти же годы в практику горных работ широко внедрён метод выплавки подземной (ПВС), позволяющий извлекать запасы серы, не доступные для открытой разработки. Происходит наращивание производственных мощностей по переработке природной серы на Гаурдакском серном заводе и Куйбышевском, интенсивно развивается производство газовой серы, получаемой при очистке природного и коксового газов, сернистых нефтей, отходящих газов цветной металлургии.
Производство газовой серы увеличилось с введением в эксплуатацию Мубарекского (1970), Оренбургского (1974) и Астраханского (1986) газоперерабатывающих заводов. Динамика производства элементарной серы дана на рис. О промышленно-генетического типах и размещении месторождений см. Серные руды.
Около 50% всех запасов могут разрабатываться открытым способом с последующим обогащением и выплавкой серы из концентратов. Остальные запасы пригодны для отработки методом ПВС. Разрабатываемые месторождения: Язовское, Немировское, Роздольское, Подорожненское, Загайпольское в Предкарпатье, Водинское в Среднем Поволжье, Гаурдакское в Средней Азии. Наиболее крупные предприятия по переработке природной серы — Роздольское и Яворовское производственные объединения и Гаурдакский серный завод.
Природную серу получают комбинированным методом (автоклавным или безреагентным) при выплавке её из флотационного концентрата при обогащении серных руд. При открытой добыче технологическая схема обогащения серных руд включает: дробление, тонкое измельчение в водной среде и флотацию (подробно см. Сера самородная). Общее извлечение серы при комбинированном методе 82-86%.
Коэффициент извлечения серы из недр при подземной выплавке 40%. Глубина разработки от 120 до 600 м, иногда более.
Серу техническую газовую получают из сероводорода и сернистого ангидрида при очистке природного и попутных газов, газов нефтеперерабатывающей промышленности и цветной металлургии. Сероводород из газов выделяют абсорбционными методами. Получение серы из газов (из сернистого ангидрида и др.) осуществляется путём восстановления его метаном, углём и т.п. Существует много технологических схем и режимов, эффективность которых зависит в основном от содержания серосодержащих соединений в перерабатывающем сырье.
Попутную серу получают из газов Оренбургского месторождения и Астраханского месторождения, газы которых содержат до 27% сероводорода.
Управление отраслью по производству природной серы осуществляет Всесоюзное объединение «Союзсера» Министерства по производству минеральных удобрений CCCP. В ведении объединения находится отраслевой институт ВНИПИсера, Роздольское и Яворовское ПО, а также Гаурдакский и Куйбышевский серные заводы. Предприятия по производству попутной серы находятся в подчинении в основном министерств газовой, нефтеперерабатывающей промышленности, цветной металлургии.
В социалистических странах серная промышленность развита в ГДР, KHP, Румынии и Польше (подробнее см. раздел «Горная промышленность» в статьях об этих странах).
Добыча и выпуск серы ведется примерно в 60 промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах. До начала 50-х гг. 20 в. её получали из самородных руд, из пирита в качестве основного и из руд сернистых металлов в качестве побочного продуктов. В 50-60-е гг. широко распространяется технология получения серы при очистке природного газа.
Подобную технологию начали применять и при переработке нефти, что привело к значительному росту масштабов извлечения серы из газов при крекинге нефти. Основным продуктом является элементарная сера.
Ведущими производителями серы являются страны, осуществляющие широкомасштабную добычу природного газа и нефти или обладающие крупными запасами самородной серы, которую добывают в зависимости от условий залегания открытым способом или скважинным методом. Бедные руды предварительно обогащают. Для извлечения серы из богатых руд и концентратов в промышленности применяют комбинированный метод. Для глубоко залегающих богатых серных руд используют метод подземной выплавки.
Среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран наиболее крупные месторождения самородной серы находятся в Ираке, Мексике, США, Чили. Суммарное производство серы всех видов в этих странах в 1986 превысило 36,7 млн. т, причём большая часть общего производства приходится на промышленно развитые капиталистические страны (табл.).
Около 51 % всей серы было произведено в США и Канаде. В США производство серы в 1986 составило около 12 млн. т, из них около 5,8 млн. т — элементарная восстановленная сера, полученная при переработке нефти, из природных и коксовых газов, 4 млн. т — самородная сера, добытая скважинным методом, и 1,1 млн. т — сера, содержащаяся в серной кислоте, полученной в качестве побочного продукта при металлургическом переделе цветных металлов, а также в пирите, сернистом ангидриде и сероводороде.
В Канаде серу получают преимущественно при очистке природного газа и крекинге нефти (87%), а также из пиритовых концентратов и др.
Третье место по производству серы занимает Япония: 2,5 млн. т в 1986, из них около 1,2 млн. т было получено в качестве побочной продукции металлургического производства, 1 млн. т при рафинировании природного газа и крекинге нефти и 0,2 млн. т из пирита.
Традиционно основным источником получения серы являлись месторождения самородной серы, однако производство восстановленной серы растёт опережающими темпами. В 1986 более 2/3 общего выпуска всех видов серы в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах приходилось на восстановленную серу. Наибольшее количество этого вида серы производится в Канаде, США, Франции, ФРГ и странах Ближнего Востока, особенно в Саудовской Аравии.
Добыча самородной серы в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах в 1986 составила 6,2 млн. т; с начала 80-х гг. уровень добычи постоянно сокращается. Она добывается в основном в США, Мексике, Ираке, Чили.
Пирит является важным ископаемым видом серосодержащего сырья, добыча которого так же, как и самородной серы, имеет тенденцию к сокращению. В 1985 мировая добыча пирита (без социалистических стран) составила 4,2 млн. в пересчёте на серу, большая часть добычи приходилась на страны Западной Европы. Основные производители — Испания (30% всей добычи), ЮАР, Япония, США, Италия.
Основные экспортёры серы — Канада, США, Мексика и Франция, однако возрастает конкуренция со стороны нефтедобывающих государств Ближнего и Среднего Востока. Свыше 1/2 экспорта промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран приходится на гранулированную серу (основной поставщик — Канада), около 35% на жидкую (Канада и Мексика), остальное — на комовую.
Источник: www.mining-enc.ru
Производство серы из сероводородсодержащих и нефтезаводских газов методом Клауса
Смесь кислых газов в природном газе по объему состоит из сероводорода более чем на 50%.
Основной объем остальной части составляет углекислый газ, и есть небольшое количество серооксида углерода и углеводородов (метан, этан).
Эту смесь кислых газов обычно выделяют на промысле, в процессе очистки и подготовки газа для транспортировки.
Сера является побочным продуктом этого процесса.
Сначала из смеси кислых газов выделяется сероводород.
Затем его перерабатывают основным на сегодняшний день методом Клауса в элементную серу.
Английский химик К. Клаус, запатентовал в 1883 г основанный на окислении способ получения серы из сероводорода.
Различают 4 основных технологии Клауса:
Прямоточный процесс Клауса (пламенный способ) применяют при объемных долях сероводорода в кислых газах выше 50% и углеводородов менее 2%.
При этом весь кислый газ подается на сжигание в печь-реактор термической ступени установки Клауса, выполненный в одном корпусе с котлом-утилизатором.
В топке печи-реактора температура достигает 1100-1300°С и выход серы до 70%.
Дальнейшее превращение сероводорода в серу осуществляется в 2-3 ступени на катализаторах при температуре 220-260°С.
После каждой ступени пары образовавшейся серы конденсируются в поверхностных конденсаторах.
Тепло, выделяющееся при горении сероводорода и конденсации паров серы, используется для получения пара высокого и низкого давления.
Выход серы — 96-97%.
Разветвленный процесс (1/3 — 2/3) применяют при низкой объемной доле сероводорода в кислых газах (30-50%) и углеводородов менее 2% .
1/3 кислого газа подвергается сжиганию с получением сернистого ангидрида, а 2/3 — поступают на каталитическую ступень, миную печь-реактор.
Серу получают, подавая серный ангидрид в каталитические ступени для взаимодействия с находящимся в 2/3 кислого газа сероводородом.
Выход серы — 94-95%.
Разветвленный процесс с предварительным подогревом кислого газа и воздуха применяют при объемной доле сероводорода в кислом газе 15-30%, когда при использовании обычной разветвленной схемы не достигается минимально допустимая температура 930°С в топке печи-реактора.
Дело в том, что при содержании сероводорода менее 45% стабильность горения кислого газа снижается, и подогрев газа и воздуха стабилизирует горение.
Выход серы — 94-95%.
Процесс прямого окисления применяют при объемной доле сероводорода в кислом газе 10-15%.
При этом, высокотемпературная стадия окисления (сжигания) газа не применяется.
Кислый газ, смешивается с расчетным количеством воздуха, вернее, говоря простым химическим языком, стехиометрическим количеством, и подается сразу на каталитическую ступень конверсии.
Качество серы снижает углеводород, образующийся при горении углеводородов образуется углерод.
За счет реакций с сероводородом углерод образует CS2 и COS, которые уменьшают выход серы.
Для повышения степени извлечения серы до 99,0-99,7% используют 3 процесса доочистки отходящих газов метода Клауса:
- продолжение реакции Клауса, для превращения H2S и SO2 в серу на твердом или жидком катализаторе,
- восстановление всех сернистых соединений в сероводород с последующим его извлечением,
- окисление всех сернистых соединений до SO2 или до элементарной серы с последующим их извлечением.
Источник: neftegaz.ru
Не увязнуть в серных барханах
В прошлом году российские предприятия отгрузили рекордные пять миллионов тонн серы на экспорт. Бум на мировом рынке продлится еще несколько лет, но потом потребность в российской сере резко снизится
Фото: Олег Слепян
Производство и продажа серы — один из самых закрытых сегментов не только нефтегазохимии, но, пожалуй, и всей российской промышленности — хотя здесь нет никаких секретов, гостайн или вовлеченности в оборонно-промышленные дела. Отрывочные сообщения в СМИ, которые появлялись в начале 2000-х, не могли не интриговать публику.
Повсеместно говорилось, что сера — это высокорентабельный бизнес. Более того, известно было, что серный бизнес хоть и грязный (в прямом смысле слова), но выстроен на благородной идее — продаже отходов. Удачно получается: и стране помогаешь, и деньги для себя зарабатываешь.
Интерес к теме подогревало и такое расхожее мнение: те счастливчики, кто прикасался к сере, становились мультимиллионерами. Достаточно вспомнить российско-венгерского бизнесмена Алексея Федорычева, сделавшего состояние на продаже российской серы, а ныне проживающего в княжестве Монако (одно время Федорычев там даже местный футбольный клуб спонсировал). Но это все, впрочем, уже быльем поросло, а в последние годы скудный поток новостей с серного рынка практически иссяк.
А ведь там по-прежнему кипит бурная жизнь. Чего стоит один только факт: мировые цены на серу в 2008 году взлетели более чем в десять раз (см. график 1)! Таких конъюнктурных подарков не получали ни нефтяники, ни металлурги. Мы решили приподнять информационный занавес над отраслью и отправились в самое сердце российской серной промышленности — в Астрахань.
Не только арбузы и икра
Газовый монополист не отличается информационной закрытостью — но только не в случае с серой. Нам пришлось изрядно потрудиться, чтобы получить разрешение на посещение серного источника. На месте выяснилось, почему тут не жалуют журналистов: предприятие относится к категории пожаро-, взрыво- и химически опасных производств. Содержащийся в добываемом на месторождении сырье сероводород (который отделяется от метана и перерабатывается в серу) в больших концентрациях не чувствуется на запах и действует как нервно-паралитический газ, то есть способен убить человека за несколько секунд и пару вдохов. Чтобы попасть на производство, нам потребовалось часов шесть согласований на разных уровнях и три инструктажа — по технике безопасности на производстве, по технике пожарной безопасности и по обращению с противогазом, без которого нельзя находиться на территории завода.
«Газпром добыча Астрахань» — предприятие сравнительно молодое, газ и сера здесь добываются с 1987 года, то есть с перестроечных времен. Советский Союз в свое время серу закупал в Польше, у нас был дефицит. Цены тогда, в 1970–1980-е годы, были на историческом пике (см. график 2), и решение о строительстве завода, специализирующегося на производстве дефицитного и дорогого продукта, было оправданно.
В этом-то и есть ключевая проблема всего Астраханского региона — сера для него товарный продукт, тогда как практически для всех остальных производителей в мире это отход. Серу вырабатывают и металлургические комбинаты, и нефтеперерабатывающие заводы. Те же арабы или канадцы, добывая нефть и газ, очищают их от серы и не знают, куда ее девать, готовы даже в пустыне закапывать.
Для большинства промышленников главная задача — избавиться от серы. НПЗ, скажем, часто продают ее по цене логистики, то есть разрешают покупателям забирать продукт бесплатно, на условии самовывоза. Астраханцам же так поступать не с руки. Но на чем же тогда зарабатывать?
Астраханский герой
Жизнь сложилась так, что довольно быстро Астраханский ГПЗ попал в рыночные отношения, на которые не был рассчитан. После нескольких лет нормальной работы предприятия спрос на серу внутри страны обвалился, и девать ее было некуда, завод некоторое время работал на склад, но так не могло продолжаться годами. Пришлось выкручиваться.
Рассказывает заместитель генерального директора по производству «Газпром добыча Астрахань» Андрей Мельниченко: «Вообще, серу продавали — лишь бы продать. Предприятие в 1990-е годы выживало за счет нефтепродуктов. На ГПЗ в свое время построили небольшую нефтеперерабатывающую часть, где из стабильного газоконденсата вырабатывался 76-й бензин, дизельное топливо и мазут. Плюс было еще производство сжиженных газов».
Как раз в это время, в первой половине 1990-х, появился в Астрахани Алексей Федорычев, предложивший руководству завода сбывать серу через его компанию Fedcominvest. От безысходности — горы непроданной серы на складах росли — тогдашние руководители предприятия согласились, и нельзя сказать, что прогадали.
Какова же была бизнес-идея Федорычева? Он, похоже, рассуждал так. В любой промышленно развитой стране сера — это отходы. Туда серу не продашь. Известно при этом, что много серы потребляют заводы по производству фосфоросодержащих удобрений (из серы получают серную кислоту, с помощью которой обрабатывается, например, апатитовый концентрат).
Тогда возникает вопрос: какие страны, не являясь промышленно развитыми, то есть не обладая собственным производством серы, имеют крупные заводы по выпуску минеральных удобрений? Федорычев заработал сотни миллионов долларов, найдя такие страны и таких потребителей — государственные компании, производящие удобрения: OCP в Марокко и GCT в Тунисе. Только они оказались готовы платить за серу разумные деньги ради получения многолетних контрактов на гарантированную поставку больших объемов продукта.
Фото: Олег Слепян
На найденных тогда, в начале 1990-х, покупателей сейчас приходится более 80% экспортных продаж серы «Газпром добыча Астрахань» (см. график 3). Федорычев попал в точку с потребителями. Это позволило ГДА не только распродать завалы на складах, но и увеличить добычу газа и серы почти в два раза (см., например, график 4).
В сложное для «Газпром добыча Астрахань» время Федорычев выступил спасителем предприятия. Как чуть ранее братья Рубен и братья Черные, внедрившие в России толлинговые схемы, стали спасителями российской алюминиевой промышленности. Однако, в отличие от них, Федорычев, контролируя серные потоки ГПЗ, не мог выкупить сам завод: он как был, так и остался в собственности «Газпрома».
Понятно, что рано или поздно монополия смогла самостоятельно наладить продажи и заработать на этом сверхприбыль. Комментирует Андрей Мельниченко: «В 2000–2001 годах в “Газпроме” пошла централизация управления и активов. Вся собственность на нефтепродукты и на конденсат ГДА перешла к “Газпрому”, который самостоятельно занимался их продажами.
Однако сера все еще оставалась в нашей собственности. И только в 2007 году “Газпром” принял решение перевести серу на себя. С 2008 года сера перешла в собственность “Газпрома”. То есть сейчас мы вырабатываем кислый — сероводородосодержащий — газ, тут же его продаем “Газпрому”, который отдает нам его в переработку по процессинговым схемам. Если раньше все контракты с зарубежными покупателями серы мы подписывали напрямую, то теперь это делает “Газпром экспорт”, а внутренние продажи осуществляет “Газпром сера”».
Проработав с астраханской серой около 15 лет и заработав на ней огромное состояние (Forbes в 2005 году оценивал его в 600 млн долларов), Федорычев был изгнан с завода газпромовцами и заменен международными трейдерскими структурами Solvadis, ICEC, Midgulf, AustroFIN.
Гримасы конъюнктуры
Так сложилось, что сразу после исхода Федорычева из Астрахани ГДА прожила свой самый счастливый за всю историю год. Цены на серу были просто запредельными (см. графики 1 и 2). «В 2008-м все убытки, которые мы несли по производству и продаже серы в течение 20 лет, были покрыты в течение одного года», — рассказывает Андрей Мельниченко. Но сразу после пиковых цен на рынке наступил штиль — серу никто не хотел покупать в течение полугода. На складах стали скапливаться большие запасы
(см. график 5), в компании уже начинали думать, куда еще можно складировать серу. Но ситуация на рынках начала исправляться, спрос опять восстановился, и уже в 2010 году ГДА отгрузила 5,8 млн тонн серы, из них 5 млн тонн — на экспорт, неплохо расчистив свои склады. В 2011 году цены на серу продолжают расти, и пока неясно, когда они снова упадут. Похоже, что по крайней мере еще года три на рынке серы сохранится превышение спроса над предложением, и цены останутся высокими.
Объясняется это несколькими фундаментальными причинами.
Во-первых, Канада, один из крупнейших производителей серы в мире, начинает резко сокращать объемы продаж. С одной стороны, канадские месторождения газа входят в период падающей добычи. С другой стороны, Канада всегда достаточно большой объем газа экспортировала в США.
Но Штаты с каждым годом сокращают потребление импортного газа, так как наращивают внутреннюю газодобычу из сланцев. А ведь сера у канадцев появлялась именно при очистке газа, экспортируемого в США. Меньше стали экспортировать газа — сократилось производство серы.
Во-вторых, на цены оказывает давление тот факт, что «Газпром добыча Астрахань», которая является одним из крупнейших торговцев серой, в 2010 году практически опустошила свои склады. Соответственно, в 2011–2012 годах завод не сможет столь же активно, как в 2010-м, работать на спотовых рынках.
В-третьих, неожиданно на серном рынке отразилось и землетрясение в Японии. Эта страна была крупнейшим экспортером серной кислоты, поставляя приличные объемы в страны Южной Америки, которые сейчас как раз испытывают нехватку серы (производить фосфоросодержащие удобрения им необходимо для нужд собственного высокопродуктивного сельского хозяйства).
Под действием прежде всего трех этих факторов цены на серу в ближайшее время будут держаться на достаточно высоком уровне.
Однако уже в среднесрочной перспективе ситуация может стать диаметрально противоположной. В 2015–2016 годах сразу несколько арабских государств хотят вывести на рынок крупные объемы серы. Это в первую очередь Катар и ОАЭ. Сейчас они производят 1,8 и 2 млн тонн соответственно (при мировом производстве 68 млн тонн, см. таблицу), а через четыре года планируют выпускать по 6 млн тонн. Таким образом, объем производства только за счет этих двух стран вырастет почти на 8 млн тонн.
Первым делом арабы станут вытеснять российскую серу из Северной Африки, поскольку это наряду с Индией для них ближайшие рынки. И сравнение с ними наша сера проигрывает. Так как сера — продукт практически стандартный, то ключевым конкурентным параметром его является цена. А логистика у арабов гораздо более простая и дешевая, чем у нас.
У них заводы по очистке серы стоят на берегу моря, с заводов сера сразу же идет на суда, которыми доставляется до потребителя. У нас же имеются еще и железнодорожные и речные перевозки. Так что можно с большой уверенностью утверждать, что через несколько лет североафриканские страны постепенно станут переходить на арабскую серу. Новых же потребителей российской серы «Газпром экспорт» пока не нашел. Получается, что вся надежда на серьезное увеличение внутреннего потребления, которого, впрочем, по словам гендиректора компании «Газпром сера» Марата Гараева, пока ожидать не следует (см. «Мы никого не зажимаем»).
Источник: expert.ru