Síra

Neustálé snižování obsahu síry v konečných produktech zpracování ropy znamená pro rafinérie také větší produkci odpadních sirovodíkových plynů. Tyto plyny samozřejmě neskončí v komíně resp. v ovzduší, ale získává se z nich cenná chemická surovina – kapalná síra. Rafinérie tak není jen zpracovatelem ropy a výrobcem ropných produktů, ale také dále zpracovává produkované odpadní sirovodíkové plyny, ze kterých se v průběhu zpracování stává žádaná chemická surovina – elementární síra.

Síra je chemický prvek, který byl znám již v nejstarších dobách. Už Homér se zmiňuje o používání hořící síry k dezinfekci. Síra se v přírodě vyskytuje relativně ve velkém množství, a to jak ve volném stavu především v blízkosti sopek, tak i v podobě různých chemických sloučenin – především síranů, a sirníků. Dostupná část zemské kůry obsahuje asi 0,03 % (m/m) síry.

Síra je také důležitý biogenní prvek, protože je součástí bílkovin. V obchodech se obvykle můžeme setkat se sírou ve dvou podobách – se sirným květem, což jsou prudce ochlazené páry síry, nebo tzv. roubíkovou sírou, která se získává odléváním kapalné síry ohřáté na 120 °C do forem.

Nejdůležitější fyzikálně-chemické vlastnosti síry jsou uvedeny v tabulce. V pevném stavu je síra za normálních podmínek žlutá látka s krystalickou strukturou. Síra se běžně vyskytuje v několika různých krystalických modifikacích v závislosti na svém původu. Síra se snadno taví – její bod tání je 110 °C.

Základní vlastnosti síry
Základní vlastnosti síry

Kapalná síra vykazuje značné anomálie v závislosti na teplotě, které se nejvíce projevují na viskozitě. Viskozita kapaliny je minimální při teplotě cca 158 °C, pak dochází k extrémnímu nárůstu o více než 4 řády a maxima je dosahováno při cca 187 °C. Při dalším zvyšování teploty viskozity roztavené kapalné síry opět výrazně klesá. Nárůst viskozity je vysvětlován vznikem amorfní formy, což jsou v podstatě polymérní řetězce síry s molekulovou hmotností 60 000 až 150 000. Viskozitu kapalné síry prudce snižuje přítomnost některých příměsí, zejména sirovodíku.

Síra je velmi aktivní chemický prvek, zejména při zvýšené teplotě. Používá se zejména k výrobě kyseliny sírové, dále se používá k výrobě sirouhlíku, ultramarínu, rumělky, organických sirných barviv, celulózy, výbušnin, průmyslových hnojiv,při výrobě zápalek atp., značné množství síry se spotřebuje v gumárenském průmyslu při vulkanizaci kaučuku. Hořící síra se používá k dezinfekci, v lékařství se často aplikují sirné masti pro léčení kožních chorob, atp. Jak je z uvedeného výčtu vidět, jsou možnosti využití síry značně rozsáhlé.

Výroba síry v rafinériích

V porovnání se surovou ropou má většina rafinérských výrobků podstatně nižší obsah síry. Síra je přítomná v ropě v podobě organických sloučenin v množství od několika desetin po několik procent v závislosti na původu ropy. V České republice se nejčastěji zpracovává ruská ropa, u které se obsah síry pohybuje okolo 1,5 % (m/m).

V průběhu technologického zpracování se síra z jednotlivých frakcí a produktů odstraňuje především hydrogenační rafinací vodíkem. Konečný obsah síry například ve vyráběných bezsirných motorových palivech je více než 1 000x nižší v porovnání s výchozí ropou.

Při odsiřování frakcí vzniká z přítomných sirných sloučenin prudce jedovatý sirovodík, který se z cirkulačních vodíkových plynů obvykle vypírá mono- nebo diethanolaminem.

Síra se tak v průběhu jednotlivých technologických procesů neztrácí do ovzduší, ale vzniklý sirovodík se dále zpracovává na tzv. Clausových jednotkách. Zde se sirovodík oxiduje na síru a částečně na oxid siřičitý, který dále reaguje se sirovodíkem za vzniku další elementární síry. Získává se tak velmi čistá síra neobsahující na rozdíl od přírodní těžené žádné mechanické příměsi.

Podstatou procesu výroby síry na Clausových jednotkách jsou následující reakce:

Účinnost procesu na Clausových jednotkách je velmi vysoká – více než 98,5 % a v blízké budocnosti by se měla zvýšit až na 99,8 %.

Kvalita síry dodávané na trh

Z rafinérie je síra dodávána v roztaveném stavu při teplotě cca 140 – 160 °C s kvalitativními parametry uvedenými v následující tabulce. Tato kapalina je zbarvena do tmavě žluté barvy s nádechem do oranžova. Dodávky se uskutečňují ve speciálních železničních cisternách.

Kvalitativní parametry dodávané kapalné síry
Kvalitativní parametry dodávané kapalné síry

Kontakty


fiogf49gjkf0d
Vysoká škola
chemicko-technologická
Technická 5
166 28 Praha 6 - Dejvice

Ústav technologie ropy a alternativních paliv
Ing. Daniel Maxa, Ph.D.
daniel.maxa@vscht.cz
Odborný garant

fiogf49gjkf0d
Odborným garantem tohoto portálu je Česká národní rada světové rady pro ropu (WPC). Česká národní rada reprezentuje Českou republiku ve Světové radě pro ropu.

WPC


Světová rada pro ropu (World Petroleum Council – WPC) je mezinárodní nevládní organizace, jejíž cílem je prosazování využití vědeckého pokroku, přenosu technologií a posuzování ekonomických, finančních, environmentálních a sociálních vlivů na využívání ropy. Více informací...

Odběr novinek


Přihlásit k odběru novinek
Partner projektu

Česká asociacepetrolejářského průmyslua obchodu

Česká asociace
petrolejářského průmyslu
a obchodu

fiogf49gjkf0d
Česká asociace petrolejářského průmyslu a obchodu (ČAPPO) je dobrovolným zájmovým sdružením petrolejářských společností, které trvale provozují na území České republiky tyto činnosti: • zpracování ropy • dovoz ropy a ropných výrobků • export výrobků z českých rafinérií • tuzemský velkoobchod s ropou a ropnými výrobky • provozování sítě čerpacích stanic pohonných hmot. Více informací...