2022年高中化学（大纲版）第三册 第五单元硫酸工业 第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论

2022年高中化学（大纲版）第三册 第五单元 硫酸工业 第二节关于硫酸工业综合经济效益的讨论一、xx年我国硫酸需求预测据专家估计，xx年我国硫酸产品的需求量就达2776.03万吨。我国是一个农业大国，随着我国农业的发展，特别是磷肥产量的不断增长，硫酸产品的需求量也在不断地增长，90年代以前，虽然表观消费量增长较快，但进口量很小。近年来我国硫酸产品的净进口量和表观消费量逐年增加。目前我国硫酸产品消费构成为：化肥约占72%，化工产品约占10%，轻工产品约占7%，其他约占11%。化肥是硫酸消费的最大用户。我国是一个农业大国，化肥的用量在逐年增长，特别是高效复合型化肥将是今后化肥工业的发展方向，致使对硫酸产品需求量的增长将有较大的促进。硫酸作为一种无机强酸产品在我国发展很快，1994年我国硫酸的产量为1530.4万吨，到了1998年我国硫酸产量已达1911.4万吨，平均每年增长95.25万吨，平均年增长率为5.8%。预计xx年我国硫酸产量可达2687.5万吨。近年来，随着我国化肥工业的飞速发展，硫酸产品的消费量也在不断递增，1994年我国硫酸产品的表观消费量为1530.5万吨，到了1998年我国硫酸表观消费量已达到了1940.6万吨，平均每年表观消费量增长102.5万吨，平均年表观消费增长率为6.15%。因此，按近年我国硫酸产量和消费量的平均增长率推算，到xx年我国硫酸产量将满足不了需求，约有89万吨的缺口。目前，我国硫酸工业与国外比较，存在的主要问题是规模小、热利用率不高等。开发大规模、低能耗的硫酸生产装置，前景看好。二、我国硫酸工业存在三方面问题国家化工品质量抽查中发现，我国硫酸工业目前主要存在以下三方面问题：一是产品出厂检验不规范仍然存在。一些小型企业产品出厂检验手段不完善，计量器具校验不定期，标准溶液标定不规范，有个别企业甚至连工业硫酸(GB53489)国家标准文本也没有。二是国内工业硫酸已供大于求，但一些企业仍盲目上马。国内的部分企业缺乏必要的市场预测和论证，依旧建设新的装置和扩大生产规模。同时受进口化肥、硫酸的冲击，硫酸需求量减少，导致供大于求的局面更趋严重。三是企业竞相将硫铁矿制酸改为硫磺制酸。各企业为了降低成本，纷纷将硫铁矿制酸改为硫磺制酸，但这势必直接影响硫铁矿制酸工业的健康发展，同时，还使我国硫磺制酸行业易受国际市场的控制。三、硫酸工业面临两大挑战业内专家认为，资源利用和技术改进仍是硫酸工业生存和发展面临的两大挑战。硫磺资源有限影响硫酸工业发展。近年来 ，各企业为了降低成本，竞相将硫铁矿制酸改为硫磺制酸，国际间硫磺需求量的短缺也促使国内硫磺制酸装置纷纷上马。按xx年远景规划，我国将在云南和贵州兴建两个大型磷肥基地，自然增大了国内市场对硫酸的需求量。据估计，届时我国对硫磺的年进口将达4万万吨，我国也将成为世界最大的硫磺进口国，同时面对的风险也相应增大。国内大部分硫磺制酸装置以进口硫磺为原料，影响硫磺市场价格的因素不仅是世界硫磺的供需平衡，还包括国内商家对硫磺资源的需求，据估计，随我国硫磺进口量的不断增长，至2000年底之前，全球硫磺供求关系将呈现新局面，甚至在年初硫磺价格就会开始上涨。大量进口硫磺制酸势必影响硫铁矿制酸工业的健康发展，同时也使我国硫磺制酸行业易受国际市场的控制。业内专家认为，为防止国内行业过分依赖进口资源而再度出现此类现象，进口硫磺的数量必须适度控制，力求使世界过剩量维持足够水平，防止硫磺价格的上涨，我国已严格了硫磺进口审批手续，并要求现有硫铁矿制酸装置要审慎，严禁轻易将硫铁矿制酸改为硫磺制酸，力求每年必须进口的硫磺数量保持较低水平，便于应对国际市场的变化。我国硫铁矿制酸仍占硫酸产量的大部分，近年贵州省发现的储量逾百亿吨的特大型硫铁矿，该矿具有矿质好、易开采、成本低的特点，显然，这一新矿的发现与开发，不仅能为西南地区的硫酸工业提供大量质优价廉的原料，同时，随我国加工外油能力的增大，石油中可回收大量硫酸，也为我国硫资源供应开辟了令人乐观的前景。为使硫酸行业具备回避进口、减少国际市场冲击的能力，我国应合理调整资源利用结构，立足于本国资源，加速开发现有资源，如贵州新矿，同时保护现有矿山的生产能力，使国内在硫资源供应上保持足够的实力，当然，这需要政策的倾斜和各级主管部门给予经济上的扶持，而且，应利用有色冶炼工业迅速发展的有利形势，发展烟气制酸技术，而对于进口原料合理调节，价廉多进、价高少进，既可以充分利用，又不能过分依赖。硫酸生产污染严重。相比而言，以硫磺为原料则可使净化污水中不含砷、氟重金属等杂质，易达到排放标准。但硫铁矿制酸毕竟是我国硫酸生产的重头戏，我国必须对硫铁矿制酸加大科技投入，依托科技创新改进生产工艺，降低成本，有效利用我国资源优势，尽量减少进口，降低对国际市场的依赖。硫酸工业协会武希彦理事长介绍说，硫酸工业加强环境污染的治理，严格评价硫铁矿制酸工艺，控制污物排放量也是行业工作重点。硫铁矿制酸污染严重的原因不仅仅在于工艺，我国现有的硫酸生产厂家近600个，多数规模小、布点广泛，不仅不利于管理，还给周围环境造成极大的危害，部分小硫酸厂废气、废水排放超标。据报道，国内工业硫酸已供大于求，但一些企业对市场缺乏必要的预测和论证，只顾及眼前利益，依旧建设新装置和扩大生产规模，同时受进口化肥、硫酸的冲击，供大于求的局面日趋严重。各自为政、混乱生产致使有些企业产品出厂检验手段不规范。一方面是企业面临严峻的治污任务，一方面是有些企业盲目上马，如此恶性循环的原因就是行业缺乏有序的宏观调控，大量的资金搁置在生产过剩产品的工艺上，与其如此，莫不如增加技术改造的投入，通过大型化、集约化和科技创新改进现有工艺，有效利用资源；消灭污染，加强环境治理。四、硫磺制酸应在几方面加大研究和开发力度专家认为，虽然我国硫磺制酸近几年得到较大发展，但与国外比还有较大差距，为了加快我国硫磺制酸的发展，应在以下几方面加大研究和开发力度：1.装置大型化。据资料介绍，硫磺制酸装置能力在1200 t/d以上时，国外硫磺制酸装置最大规模已达3000 t/d，大部分装置在1000 t/d以上，因此我们应着手开发1000 t/d以上的大型硫磺制酸装置。2.采用先进的技术工艺。两转两吸流程在工艺、设备上已日趋成熟，新建装置应尽量采用两转两吸流程，同时应选用高活性、低燃点的新型钒催化剂，从而提高转化率，降低能耗和减少二氧化硫排放。3.综合利用余热资源。应充分利用硫磺制酸过程中产生的大量高、中、低温余热。高、中温余热可用于产生中压或次高压蒸气，低温余热可利用HRS装置回收低压蒸气。4.消化吸收引进的国外先进设备。我国新建或改建硫酸装置中从国外引进了许多先进装置，如上海硫酸厂15万吨/年硫磺制酸装置引进了美国TECHNOTHERM公司制造的火管锅、日本的硫磺泵和硫磺喷枪等。这些设备使用寿命长，性能好，国内厂家应积极消化吸收其制造技术，提高我国硫磺制酸装置总体水平。5.提高装置自动化水平。硫磺制酸流程简单，操作简便，工艺稳定，容易实现微机自动控制。目前国内现有硫磺制酸装置与国际先进水平相比有很大差距，在新建或改建硫磺制酸装置时，应采用微机集散控制系统，提高装置的自动化水平。五、研究性课题示例工业设计：化工厂的选址以及工艺流程的设计。研究建议：诸如硫酸厂、硝酸厂等化工厂的选址直接关系到人们的生活、工厂的持续性发展。选址需选择在远离市民生活区，需选择在交通发达、水源丰富的地方，需考虑到环境保护措施，如尾气的排放等等因素。参考答案：按现代的设计标准，需要建立生态工业园区。所谓生态工业园区，就是依据循环经济理论和工业生态学原理而设计成的一种新型工业组织形态，是生态工业的聚集场所。生态工业园区遵从循环经济的减量化(Reduce)、再使用(Reuse)、再循环(Recycle)的3R原则，其目标是尽量减少区域废物，将园区内一个工厂或企业产生的副产品用作另一个工厂的投入或原材料，通过废物交换循环利用、清洁生产等手段，最终实现园区的污染物“零排放”。工业生态学将工业园区这样一个人工生态系统设想为自然生态系统，也存在着物质、能量和信息的流动与储存，并通过工业代谢研究，利用生态系统整体性原理，将各种原料、产品、副产物乃至所排放的废物，利用其物理、化学成分间的相互联系、相互作用，互为因果的组成一个结构与功能协调的共生网络系统。从环境保护角度来看，生态工业园区才是最具环保意义和生态绿色概念的工业园区。生态工业园区与一般的工业园区是有本质区别的，其园区内企业之间的关系更为复杂，并且生态工业园区的建立要比一般的工业园区困难得多。在生态工业园区中，由于一个企业产生的“废物”或副产品是另一个企业的“营养物”，园区内彼此靠近的工业企业或公司就形成一个相互依存、类似于自然生态食物链过程的“工业生态系统”。我们通常用“工业共生”“要素耦合”和“工业生态链”等概念来表征这种工业企业之间的关系。生态工业园区大致可分为3种类型，即改造型、全新型和虚拟型。改造型园区是对现已存在的工业企业通过适当的技术改造，在区域内成员间建立起废物和能量的交换关系；全新型园区是在园区良好规划和设计的基础上，从无到有地进行开发建设，使得企业间可以进行废物、废热等的交换；虚拟型园区不严格要求其成员在同一地区，它是利用现代信息技术，通过园区信息系统，首先在计算机上建立成员间的物、能交换联系，然后再在现实中加以实施，这样园区内企业可以和园区外企业发生联系。虚拟型园区可以省去一般建园所需的昂贵的购地费用，避免建立复杂的园区系统和进行艰难的工厂迁址工作，具有很大的灵活性，其缺点是可能要承担较昂贵的运输费用。比如，浙江省衢州沈家工业园区位于钱塘江上游，紧临无机化工原料基地和氟化工基地，易获得充足的化工原料，具备发展精细化工的有利条件。该园区现已有几十家化工企业入驻发展，并已成为当地经济发展支柱，但由于化工企业易造成环境污染，使得园区保持水体清洁的任务十分艰巨。该园区在建设规划过程中，着重从以下几个方面入手：产品规划和物质集成：通过对园区的产品和企业现状的充分分析，综合考虑集聚性、市场风险性、技术可行性等因素，辨析出适合沈家园区发展的优势产品集合；在以上工作的基础上，提出了物质替代和源头削减、废物的利用和交换、废物再循环3个不同层次上的物质集成方案；最后对园区企业区划进行了探讨。废水集成：在对园区企业用水、排水整体情况进行科学分析的基础上，详细讨论了在企业内部、企业间及园区整体3个不同的空间范围内拟采用的技术性对策，以有效改善园区的废水系统和园区整体水环境；提出了包括加强对企业的用水、排污、治污信息进行采集和加工，合理的水资源收费和废水处理设施使用收费等在内的一系列管理方案，对企业的用水、排水行为进行调节。信息系统建设：该系统包括入园企业评价系统和生态工业园区管理信息系统。前者能够科学评价企业发展前景、经济效益、环境效益以及入园后对园区贡献等多方面因素，为园区的招商管理和决策提供依据；后者将推动园区的高效管理，并为企业和园区的互动提供重要途径。*研究性课题推荐课题一社会调查：酸雨对我国名胜古迹的影响。研究建议：可选择一些旅游景点，如敦煌莫高窟、张家界、九寨沟等名胜，走访当地老人，查阅当地的地方志，看我国近年来随着工业的发展，酸雨程度的强弱以及采取的措施。课题二调查受大气污染严重的地区和大气污染影响较小的地区，居民医疗费用在总支出中所占的比例，哪些疾病所占的费用比例最大？与当地哪些工厂的废气排放有关？