Carlos Corra Dessulfurao Carlos Corra Departamento de Qumica

Carlos Corrêa – Dessulfuração Carlos Corrêa Departamento 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, H 2 S. Na queima destes combustíveis formarse-iam grandes quantidades de dióxido de enxofre, SO 2, que é um dos responsáveis pelas chuvas ácidas. É por esta razão que é necessário proceder à dessulfuração dos combustíveis antes da sua utilização.

Carlos Corrêa – Dessulfuração O sulfureto de hidrogénio é extraído dos combustíveis por uma solução aquosa de 2 -aminoetanol (conhecido por “etanolamina”): H+ 2 -Aminoetanol + H 2 S(g) + NH 2 -CH 2 OH (aq) HS¯ NH 3 -CH 2 OH(aq) Base Por aquecimento, liberta-se o H 2 S: + Calor HS¯ NH 3 -CH 2 OH(aq) NH 2 -CH 2 OH (aq) + H 2 S(g) Vejamos como se faz a extracção com etanolamina:

Carlos Corrêa – Dessulfuração Solução aquosa de aminoetanol Hidrocarboneto sem H 2 S Aminoetanol para reciclar H 2 S para tratar Enchimento cerâmico Por aquecimento liberta o H 2 S Hidrocarboneto com H 2 S Solução aquosa de aminoetanol com H 2 S Coluna de enchimento

Carlos Corrêa – Dessulfuração O H 2 S é parcialmente oxidado a SO 2 com uma corrente de ar, numa fornalha a alta temperatura (1000 -1400 ºC); o SO 2 e o restante H 2 S reagem (reacção de Claus) dando origem a enxofre: 2 H 2 S(g) + 3 O 2(g) 2 SO 2(g) + 2 H 2 O(g) Oxidação 2 H 2 S(g) + SO 2(g) 3 S(l) + 2 H 2 O(g) Reacção de Claus A mistura gasosa contém ainda SO 2 e H 2 S. 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 ppm. V): Catalisador 2 H 2 S(g) + SO 2(g) 3 S(l) + 2 H 2 O(g) O enxofre líquido, S(l), é constituído por moléculas S 8

Carlos Corrêa – Dessulfuração O sulfureto de hidrogénio, H 2 S, também conhecido por “gás sulfídrico” é extremamente venenoso, levando à morte por paralisia respiratória. Tem cheiro característico a ovos podres (os ovos libertam H 2 S 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.

Carlos Corrêa – Dessulfuração H 2 S(g) Pb 2+(aq) CLICAR

Carlos Corrêa – Dessulfuração H 2 S(g) Cd 2+(aq) CLICAR

Carlos Corrêa – Dessulfuração H 2 S(g) Bi 3+(aq) CLICAR

Carlos Corrêa – Dessulfuração Os três sulfuretos Pb. S Cd. S Bi 2 S 3 O dióxido de enxofre, SO 2, tem um cheiro picante (enxofre queimado) e é igualmente tóxico. É um poluente vulgar da atmosfera e é um dos responsáveis pelas chuvas ácidas.

Carlos Corrêa – Dessulfuração Vamos realizar a reacção de Claus em laboratório, combinando H 2 S com SO 2. CLICAR H 2 S (g) SO 2(aq) 2 H 2 S(g) + SO 2(aq) 3 S(s) + 2 H 2 O(l)

Carlos Corrêa – Dessulfuração Os gases H 2 S e SO 2 foram preparados em seringas a partir de pequenas quantidades de Na 2 S e Na. HSO 3 sólidos e H 2 SO 4 diluído (1: 2). Enxofre coloidal formado Todas as reacções devem ser realizadas na hotte.

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