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

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

2 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 formar- se-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.

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

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

5 Carlos Corrêa – Dessulfuração O H 2 S é parcialmente oxidado a SO 2 com uma corrente de ar, numa fornalha a alta temperatura ( ºC); o SO 2 e o restante H 2 S reagem (reacção de Claus) dando origem a enxofre: A mistura gasosa contém ainda SO 2 e H 2 S. Passa a uma unidade de dessulfuração catalítica, a temperatura mais baixa ( ºC), onde a reacção de Claus prossegue (a [S] na mistura final é de cerca de ppmV): 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 O enxofre líquido, S(l), é constituído por moléculas S 8 2 H 2 S(g) + SO 2 (g) 3 S(l) + 2 H 2 O(g) Catalisador

6 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.

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

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

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

10 Carlos Corrêa – Dessulfuração 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. PbS CdSBi 2 S 3 Os três sulfuretos

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

12 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 NaHSO 3 sólidos e H 2 SO 4 diluído (1:2). Todas as reacções devem ser realizadas na hotte. Enxofre coloidal formado

13 Carlos Corrêa – Dessulfuração


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