Transcript
Enxofre - resumoProcessos Inorgânicos I ENXOFREO enxofre ocorre na natureza na proporção de aproximadamente de 0,1% da crostaterrestre, livre (enxofre nativo) ou combinado (H 2 S, mercaptam, que são os principaiscontaminantes do petróleo e do gás natural) e sob a forma de sulfetos e sulfatos. Fontes de enxofre: ã Forma elementar – natural ã Sulfetos metálicos ã Sulfatos (basicamente gesso) ã Gás natural, petróleo e xisto. Maiores produtores mundiais; Canadá (~17%) , USA (~16%), Rússia (~11%),China (~ 9%)A reserva brasileira é pouca expressiva Aplicações: Principal utilização:Obtenção de H 2 SO 4 ( ~87%) → principal insumo na composição de fertilizante. ã Pigmentos, tintas ã Siderurgia ã Borrachas como agente de vulcanização ã Explosivos ã Indústria açucareira no refino ã Papel e celulose na obtenção da polpa celulósica ã Vinho Na forma de SO 2 ã cosméticos 1 Enxofre – resumoProcessos Inorgânicos I Produção; Provêm basicamente de três fontes: ã Na forma elementar ã No processo de ustulação de sulfetos metálicos transformados em H 2 SO 4 ã Na recuperação através de gases naturais e residuais de reforma. Processos de extração:1- Enxofre em rocha sedimentarS (natural) Frasch S (l) Injeta-se água aquecida à alta pressão, derretendo e expulsando, por diferença dedensidade, o enxofre líquido.Figura 1 - Principio da produção de enxofre pelo processo Frasch. 2- Na Forma de sulfetos Consiste essencialmente na oxidação de sulfetos metálicos. Tal oxidação, que geralmenteutiliza oxigênio do ar é feita com o objetivo de produzir o óxido metálico correspondente e odióxido de enxofre: 2 Enxofre - resumo Processos Inorgânicos I 2MS (s) + 3 O 2 (g) → 2MO (s) + SO 2 (g) SO 2 + C → CO 2 + S ← SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S ← A dificuldade da redução dessas reações em escala industrial constitui obstáculo àsua utilização generalizada para produção de enxofre elementar. 33--RReeccuuppeerraaççããooddooeennxxooffrreeaappaarrttiirrddooggáássssuullffí í ddrriiccoo Provêm do tratamento de gases contendo hidrogênio sulfurado (gás sulfídrico) obtidono decurso de várias operações industriais como na fabricação do coque e de gás de hulha,destilação do petróleo. Fontes de H 2 S : gás natural, petróleo, carvão1. Métodos de remoção de H 2 S do gás natural 1- Absorção em solventes físicos 2- Extração com carbonato a quente O processo com K 2 CO 3 aquente tem a grande vantagem de menor custo operacional,pois necessita de menor quantidade de calor para eliminar o H 2 S do solvente. 1- Absorção em solventes químicos: - Extração com aminas:Soluções de etanolaminas têm a propriedade de se combinar com o H 2 S, formandoprodutos estáveis em temperaturas próximas a do ambiente. Os produtos formados, aoserem submetidos ao aquecimento, se decompõem, regenerando a solução srcinal eliberando o gás anteriormente absorvido, que pode ser então enviado a uma unidade derecuperação de enxofre. 3 Enxofre - resumo Processos Inorgânicos I GN + H 2 SGásÁcido (H 2 S)GásPurificadoReaquecedorSolução Rica A b s o r v e d o r R e g e n e r a d o r Trocador deCalorSolução Pobre Absorção de H 2 S – Extração com aminas PPRROOCCEESSSSOOCCLLAAUUSS Neste processo o sulfeto de hidrogênio é convertido em enxofre elementar pela reaçãoem quantidade estequiométrica de ar/oxigênio e aquecimento do gás. Gás ÁcidoCondensador deenxofreCondensador deenxofreCondensador deenxofreCondensador deenxofreEnxofreEnxofreEnxofreEnxofreOxigênioArBy - pass Gás ÁcidoCaldeira derecuperação decalorAquecedor240 0 C350 0 C210 0 C280 0 C200 0 C220 0 CGás Residual ------------Fase térmica----------- ------------Fase catalítica--------------------------- A eficiência de recuperação de enxofre com 2 estágios é de 90-96%, com 3 estágios é de 95-98%, alcançando 99,9%. Reações:Reações: H 2 S + 3/2O 2 (ar) → SO 2 + H 2 O + 519 kJ/mol -1 (1)2H 2 S + SO 2 → 3S + 2H 2 O + 146,5 kJ/mol -1 (2) 4
