Carlos Corrêa – Dessulfuração

Dessulfuração

Carlos CorrêaDepartamento de Química (FCUP)

Centro de Investigação em Química (CIQ)

Carlos Corrêa – Dessulfuração

O gás natural e o petróleo vêm sempre acompanhados de compostos de enxofre, em especial sulfureto de hidrogénio, H2S.

Na queima destes combustíveis formar-se-iam grandes quantidades de dióxido

de enxofre, SO2, que é um dos responsáveis pelas chuvas ácidas.

É por esta razão que é necessário proceder à dessulfuração dos

combustíveis antes da sua utilização.

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O sulfureto de hidrogénio é extraído dos combustíveis por uma solução aquosa de 2-aminoetanol (conhecido por “etanolamina”):

H2S(g) + NH2-CH2-CH2OH (aq) HS¯ NH3-CH2-CH2OH(aq)+

HS¯ NH3-CH2-CH2OH(aq) NH2-CH2-CH2OH (aq) + H2S(g)+

Por aquecimento, liberta-se o H2S:

Calor

Base

H+

2-Aminoetanol

Vejamos como se faz a extracção com etanolamina:

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Solução aquosa de aminoetanol

Solução aquosa de aminoetanol com H2S

Hidrocarbonetocom H2S

Hidrocarbonetosem H2S

Enchimento cerâmico

Por aquecimento liberta o H2S

H2S para tratar

Aminoetanol para reciclar

Coluna de enchimento

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O H2S é parcialmente oxidado a SO2 com uma corrente de ar, numa fornalha a alta temperatura (1000-1400 ºC);

o SO2 e o restante H2S reagem (reacção de Claus) dando origem a enxofre:

A mistura gasosa contém ainda SO2 e H2S. Passa a uma unidade de dessulfuração catalítica, a temperatura mais baixa

(200-350 ºC), onde a reacção de Claus prossegue (a [S] na mistura final é de cerca de 100-1000 ppmV):

2 H2S(g) + 3 O2(g) 2 SO2(g) + 2 H2O(g) Oxidação

2 H2S(g) + SO2(g) 3 S(l) + 2 H2O(g) Reacção de Claus

O enxofre líquido, S(l), é constituído por moléculas S8

2 H2S(g) + SO2(g) 3 S(l) + 2 H2O(g)Catalisador

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O sulfureto de hidrogénio, H2S, também conhecido por “gás sulfídrico” é extremamente venenoso, levando à morte por paralisia respiratória. Tem cheiro característico a ovos podres (os ovos libertam H2S quando se decompõem).

Mesmo quando presente em concentrações muito baixas, tem um odor intenso, mas a sua intensidade não é proprcional à concentração, o que o torna ainda mais perigoso (causa um certo entorpecimento olfactivo).

Reage rapidamente com catiões metálicos, como Pb(II), Cd(II), Bi(III) e outros, dando os respectivos sulfuretos.

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Pb2+(aq)

H2S(g)

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Cd2+(aq)

H2S(g)

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Bi3+(aq)

H2S(g)

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O dióxido de enxofre, SO2, tem um cheiro picante (enxofre queimado) e é igualmente tóxico. É um

poluente vulgar da atmosfera e é um dos responsáveis pelas chuvas ácidas.

PbS CdS Bi2S3

Os três sulfuretos

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SO2(aq)

H2S (g)

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Vamos realizar a reacção de Claus em laboratório, combinando H2S com SO2.

2 H2S(g) + SO2(aq) 3 S(s) + 2 H2O(l)

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Os gases H2S e SO2 foram preparados em seringas a partir de pequenas quantidades de Na2S e NaHSO3 sólidos e H2SO4 diluído (1:2).

Todas as reacções devem ser

realizadas na hotte.

Enxofre coloidalformado

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