Enigma Diário do Enxofre: 11 de março de 2016. Participe para ganhar 5 moedas; quem responder melhor ganha 10 moedas.

Esta postagem foi editada pela última vez por Liu Xinlv em 19/03/2016, às 09:04. Tanto a amônia quanto o sulfeto de hidrogênio são solúveis em água e sofrem ionização: NH3 + H2O = NH4+ + OH- (1); H2S = HS- + H+ (2). A solubilidade da amônia na água é maior do que a do sulfeto de hidrogênio. À medida que a temperatura aumenta, a solubilidade diminui. Quando o sulfeto de hidrogênio e a amônia coexistem na água, eles se encontram em equilíbrio químico de ionização e de fases: HS⁻ + NH₄⁺ = NH₄HS = (NH₃ + H₂S) líquido = (NH₃ + H₂S) gasoso (3). À temperatura ambiente, o sulfeto de hidrogênio e a amônia se dissolvem na água e se ionizam, permanecendo na forma de íons na água. Quando a temperatura aumenta, os três equilíbrios representados pela equação (3) se deslocam para a direita. A destilação de efluentes utiliza esse princípio: o efluente é aquecido a mais de 140°C, o que quebra o equilíbrio entre o hidrogênio sulfídrico e o amônia na água, fazendo com que eles passem do estado líquido para o estado gasoso ； Ao mesmo tempo, o uso do vapor de água serve para reduzir a pressão parcial do sulfeto de hidrogênio e da amônia na fase gasosa. Dessa forma, é possível diminuir a concentração dessas substâncias na água, alcançando assim o objetivo de purificar as águas residuais.

Esta postagem foi editada pela última vez por Liu Xinlv em 19/03/2016 às 09:04. Ao processar petróleo bruto sulfuroso, unidades como as de destilação atmosférica e a de craqueamento catalítico liberam grandes quantidades de água ácida (água contaminada com enxofre); essa água contém também grandes quantidades de amônia e substâncias fenólicas； O enxofre e o amônia presentes nas águas residuais existem principalmente na forma de NH4HS e (NH4)2S. Nos fluidos ácidos, os compostos contendo enxofre e amônia são decompostos e separados por meio do aquecimento contínuo em uma coluna de destilação. No topo da coluna, são produzidos gases ácidos; no meio da coluna, obtém-se gás de amônia bruto; já na parte inferior da coluna, obtém-se água purificada.

Por favor, descreva brevemente o princípio de funcionamento da unidade de destilação a vapor ácida (ou unidade de destilação a vapor de efluentes) A desorção com água ácida consiste em utilizar uma solução aquosa ácida como agente desorvente para realizar a operação de desorção da matéria-prima (gaseosa). A dessorção é o processo inverso à absorção, fazendo parte da mesma operação unitária de absorção de gases. A absorção é um exemplo de processo de transferência de massa, cujo objetivo é separar os vários componentes de uma mistura de matérias-primas (gasosas).

Por favor, descreva brevemente o princípio de funcionamento da unidade de destilação a vapor ácida (ou unidade de destilação a vapor de efluentes) A desorção com água ácida consiste em utilizar uma solução aquosa ácida como agente desorvente para realizar a operação de desorção da matéria-prima (gaseosa). A dessorção é o processo inverso à absorção, fazendo parte da mesma operação unitária de absorção de gases. A absorção é um exemplo de processo de transferência de massa, cujo objetivo é separar os vários componentes de uma mistura de matérias-primas (gasosas).

A desorção com água ácida consiste em utilizar uma solução aquosa ácida como agente desorvente para realizar a operação de desorção da matéria-prima (gaseosa). A dessorção é o processo inverso à absorção, fazendo parte da mesma operação unitária de absorção de gases. A absorção é um exemplo de processo de transferência de massa, cujo objetivo é separar os vários componentes de uma mistura de matérias-primas (gasosas).

Esta postagem foi editada pela última vez por Liu Xinlv em 19/03/2016 às 09:05. A água ácida é uma solução aquosa que contém eletrólitos voláteis fracos como H2S, NH3 e CO2. Os componentes mencionados existem em água na forma de sais de amônio, como NH4HS, (NH4)2CO3 e NH4HCO3. Esses sais de ácidos e bases fracas ionizam-se em água, ao mesmo tempo em que se hidrolisam, formando moléculas de H2S, NH3 e CO2. Além do equilíbrio de ionização com os íons, essas moléculas também mantêm um equilíbrio com as moléculas presentes no estado gasoso. Esse sistema é um sistema complexo, no qual coexistem equilíbrio químico, equilíbrio de ionização e equilíbrio de fases. Portanto, as condições adequadas para controlar a química, a ionização e o equilíbrio de fases são a chave para obter água acidificada e para selecionar as condições operacionais apropriadas. Como tanto a ionização quanto a hidrólise são processos reversíveis, várias substâncias coexistem na fase líquida nas duas formas: iônica e molecular. Os íons não podem passar do estado líquido para o estado gasoso; por isso, são chamados de “estado fixo”. As moléculas, por sua vez, podem passar do estado líquido para o estado gasoso; elas são chamadas de “estado livre”. A quantidade de várias substâncias nos estados iônico e molecular na água está relacionada à temperatura de operação, à pressão de operação e à sua concentração na água. De acordo com as propriedades do sistema de quatro elementos H2S, NH3 e CO2-H2O, a constante de reação de hidrólise KH do NH4HS (sulfeto de amônio) e outros compostos na água aumenta com a elevação da temperatura. Ou seja, o número de moléculas livres de H2S, NH3 e CO2 na água também aumenta à medida que a temperatura sobe. Portanto, a temperatura na torre de stripping deve ser superior a 110 °C. O equilíbrio de fases está relacionado à concentração das diferentes fases na fase líquida, à sua solubilidade e volatilidade, bem como à possibilidade de reação com outras moléculas ou íons presentes na solução. Como a solubilidade do CO2 em água é muito baixa, assim como sua volatilidade relativa e as constantes de equilíbrio de suas reações com outras moléculas ou íons presentes na solução, ele tende a passar da fase líquida para a fase gasosa com facilidade. Já o NH3 é diferente: ele não só tem alta solubilidade em água, mas também possui grandes constantes de equilíbrio para suas reações com H2S e CO2. Somente quando atinge o estado de saturação, é que as moléculas de amônia livres podem passar da fase líquida para a fase gasosa. Obviamente, a introdução de vapor d’água tem um duplo efeito: aquece o meio e reduz as pressões parciais de H2S, NH3 e CO2 no mesmo. Isso facilita a passagem desses gases da fase líquida para a fase gasosa, alcançando assim o objetivo de purificar a água ácida.

Este tópico foi editado pela última vez por Sulfeto de Zinco e Alumínio em 19/03/2016, às 09:05. É utilizada uma solução aquosa ácida como agente de dessecação, para realizar a operação de dessecação do material bruto (em estado gasoso). A dessorção é o processo inverso à absorção, fazendo parte da mesma operação unitária de absorção de gases. A absorção é um exemplo de processo de transferência de massa, cujo objetivo é separar os vários componentes de uma mistura de matérias-primas (gasosas).

Esta postagem foi editada pela última vez por Liu Xinlv em 19/03/2016 às 09:06. Princípio do processo de remoção de ácidos por destilação a vapor: utiliza-se vapor sob determinada pressão para destilar o sulfeto de hidrogênio e a amônia voláteis da água residual, alcançando assim a purificação da água residual e a extração desses componentes.

A água residual rica em enxofre é uma solução aquosa multifuncional contendo sulfeto de hidrogênio, amônia e dióxido de carbono. No meio aquoso, o sulfeto de hidrogênio, a amônia e o dióxido de carbono existem na forma de sais de amônio, como NH4SH, NH42S, NH42CO3 e NH4HCO3. Após a hidrólise desses sais, que são ácidos e bases fracos, são geradas moléculas livres de sulfeto de hidrogênio, amônia e dióxido de carbono. Essas moléculas encontram-se em equilíbrio com as moléculas presentes na fase gasosa. Portanto, esse sistema é um sistema complexo no qual coexistem equilíbrio químico, equilíbrio iônico e equilíbrio de fases. Portanto, as condições adequadas para controlar a química, a ionização e o equilíbrio de fases são a chave para tratar adequadamente as águas residuais contendo enxofre e para selecionar as condições operacionais apropriadas. Os principais fatores que afetam os três equilíbrios mencionados são a temperatura e a razão molecular. Como a hidrólise é uma reação endotérmica, o aquecimento pode promover esse processo, aumentando a quantidade de moléculas livres de sulfeto de hidrogênio, amônia e dióxido de carbono. No entanto, se essas moléculas livres conseguirão passar do estado líquido para o gasoso depende da sua concentração no líquido, da sua solubilidade, da sua volatilidade, bem como da possibilidade de reação com outras moléculas ou íons presentes na solução. Por exemplo, o dióxido de carbono tem baixa solubilidade na água, alta volatilidade e um pequeno valor de constante de equilíbrio de reação com outras moléculas ou íons; por isso, é o mais fácil de passar do estado líquido para o gasoso. Já a amônia é diferente: ela possui alta solubilidade na água e grandes valores de constante de equilíbrio de reação com o sulfeto de hidrogênio e o dióxido de carbono. Somente quando atinge a saturação, sob determinadas condições, é que as moléculas livres de amônia podem passar do estado líquido para o gasoso. A introdução de vapor de água no desgaseificador tem a dupla função de aquecer e reduzir as pressões parciais de sulfeto de hidrogênio, amônia e dióxido de carbono na fase gasosa, promovendo sua transferência da fase líquida para a gasosa, alcançando assim o objetivo de purificar a água