aula 03 - extração e produção de Ácido sulfúrico
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16/09/2015
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Docente: Elizael de Jesus Gonçalves
O Enxofre (S) é matéria-prima química extremamente utilizada nas industrias químicas. É encontrado na forma de FeS2 e H2S. Aplicação voltada:
Ácido Sulfúrico; Recentes:
Aditivo de asfalto; Tratamento dos solos;
Vulcanização de borrachas e etc.
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Processo de Frasch: inserção de tubos em depósitos subterrâneos, que contenham rocha com derivados de enxofre (S), geralmente FeS. Tubos externos: contém água super aquecida. Tubo interno: ar quente.
Remove-se H2S na purificação do gás natural, em solução carbonato de potássio, seguido de aquecimento em presença de óxido de ferro III, produzindo dióxido de enxofre.
2 H2S(g) + 3 O2(g) 2 SO2(g) + H2O(g)
SO2(g) + H2S(g) 𝐹𝑒2𝑂3
3 S(l) + 2 H2O(l)
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Produção por catálise heterogênea. Queima-se enxofre ou derivado, para produzir dióxido de enxofre que é absorvido pelo catalisador.
Consiste em: Queimador; Tratamento do gás; Trocador de calor; Conversor.
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Queimador: Queima enxofre (S), para obtenção de SO2.
S(l) + O2(g) ∆ SO2(g)
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Tratamento do gás: remover impurezas para evitar corrosão. Faz-se a secagem do SO2 com H2SO4.
Trocador de Calor: resfriar o gás em temperaturas de 410-440 ºC, para que a taxa de catálise seja alta.
Converter SO2 a SO3. Catálise Heterogênea:
3(g)s
2 4(s) 2(g) 2 5(s
2 22 g 5 s 4
3 gg (2 g
)
)2
2 SO
2 V O O 2V O
____________
2 SO 2 V O 2 V O
2 SO O
_______
2 SO
_________
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Por fim, o trióxido de enxofre produzido sofre absorção em uma solução de ácido sulfúrico, tornando-o extremamente concentrado, produto conhecido como óleum (H2S2O7) e, por fim adiciona-se água para formar o ácido sulfúrico concentrado a 98~99%:
SO3(g) + H2SO4(l) → H2S2O7(l) Esta absorção é sempre realizada por um sistema de torre de absorção com recheios de cerâmica.
O H2SO4 com a concentração de 98,5 - 99% é o agente mais eficiente para a absorção de SO3, possivelmente pelo ácido nesta concentração ter a pressão de vapor pequena.
Não se pode usar água, pois há formação de uma névoa ácida e torna-se insolúvel;
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O ácido e SO3 adsorvido, gera um produto extremante concentrado, H2S2O7, que é diluído pela adição de ácido sulfúrico gasto no processo de diluição/limpeza de gases ou de água, assim é retirado do sistema o ácido que será comercializado.
H2S2O7(l) + H2O(l) 2 H2SO4(l)
( )
__________________________________________________________
s 2 g 2 g
2 g 2 g 3 g
2 2 2 7 l3 g 4 l
2
__
2 2 2l l
_
4
_ _
7 l
Queimador : 2S 2 O 2 SO
Conversor : 2 SO O 2 SO
Absorvedor : SO H SO H S O
Etapa Final Diluiç ão :H S O H O H SO
_______________
2 2s 2 g l l
_
42 S 3 O 2 H O 2 H SO
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Descreva como funciona o processo de extração da pirita, pelo método de Frasch.
Descreva como funciona o conversor de trióxido de enxofre.
Descreva a importância de se utilizar ácido sulfúrico diluído/concentrado para absorver o trióxido de enxofre. Por que não se pode utilizar água?
Qual a importância de se produzir ácido sulfúrico?
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