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Dessulfuração. Carlos Corrêa Departamento de Química (FCUP) Centro de Investigação em Química (CIQ). O gás natural e o petróleo vêm sempre acompanhados de compostos de enxofre, em especial sulfureto de hidrogénio, H 2 S.
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Dessulfuração Carlos Corrêa Departamento de Química (FCUP) Centro de Investigação em Química (CIQ)
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.
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:
Aminoetanol para reciclar Hidrocarboneto sem H2S Solução aquosa de aminoetanol H2S para tratar Enchimento cerâmico Por aquecimento liberta o H2S Hidrocarboneto com H2S Solução aquosa de aminoetanol com H2S Coluna de enchimento
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
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.
H2S(g) CLICAR Pb2+(aq)
H2S(g) Cd2+(aq) CLICAR
H2S(g) Bi3+(aq) CLICAR
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.
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)
Os gases H2S e SO2 foram preparados em seringas a partir de pequenas quantidades de Na2S e NaHSO3sólidos e H2SO4 diluído (1:2). Enxofre coloidal formado Todas as reacções devem ser realizadas na hotte.
