Slide 1

Carlos Corrêa – Dessulfuração

Dessulfuração

Carlos Corrêa
Departamento de Química (FCUP)
Centro de Investigação em Química (CIQ)


Slide 2

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 formarse-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.


Slide 3

Carlos Corrêa – Dessulfuração

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

H+
2-Aminoetanol

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

Por aquecimento, liberta-se o H2S:
+
Calor
HS¯ NH3-CH2-CH2OH(aq)  NH2-CH2-CH2OH (aq) + H2S(g)

Vejamos como se faz a extracção com
etanolamina:


Slide 4

Carlos Corrêa – Dessulfuração

Solução aquosa
de aminoetanol

Hidrocarboneto
sem H2S

Aminoetanol
para reciclar

H2S para
tratar
Enchimento
cerâmico
Por aquecimento
liberta o H2S

Hidrocarboneto
com H2S
Solução aquosa de
aminoetanol com H2S

Coluna de enchimento


Slide 5

Carlos Corrêa – Dessulfuração

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:
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
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):
Catalisador

2 H2S(g) + SO2(g)  3 S(l) + 2 H2O(g)
O enxofre líquido, S(l), é constituído por moléculas S8


Slide 6

Carlos Corrêa – Dessulfuração

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.


Slide 7

Carlos Corrêa – Dessulfuração

H2S(g)

Pb2+(aq)

CLICAR


Slide 8

Carlos Corrêa – Dessulfuração

H2S(g)

Cd2+(aq)

CLICAR


Slide 9

Carlos Corrêa – Dessulfuração

H2S(g)

Bi3+(aq)

CLICAR


Slide 10

Carlos Corrêa – Dessulfuração

Os três sulfuretos

PbS

CdS

Bi2S3

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.


Slide 11

Carlos Corrêa – Dessulfuração

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

CLICAR

H2S (g)

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


Slide 12

Carlos Corrêa – Dessulfuração

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

Todas as reacções
devem ser
realizadas na hotte.


Slide 13

Carlos Corrêa – Dessulfuração