Pregunta diaria sobre azufre: 11 de marzo de 2016. Participa para ganar 5 “wealth”; aquellos que den respuestas correctas recibirán 10 “wealth”.

La última edición de este mensaje fue realizada por Sulfuro de zinc y aluminio el 19-03-2016 a las 09:04. Tanto el amoníaco como el sulfuro de hidrógeno se disuelven en agua y se ionizan: NH3 + H2O = NH4+ + OH- (1) H2S = HS- + H+ (2). La solubilidad del amoníaco en agua es mayor que la del sulfuro de hidrógeno. Además, a medida que aumenta la temperatura, la solubilidad disminuye. Cuando el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco coexisten en agua, se encuentran en un estado de ionización química y equilibrio de fases: HS- + NH4+ = NH4HS = (NH3 + H2S) líquido = (NH3 + H2S) gaseoso (3). A temperatura ambiente, el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco se disuelven en agua y se ionizan para permanecer en ella. Cuando la temperatura aumenta, los tres equilibrios representados por la ecuación (3) se desplazan hacia la derecha. La destilación de aguas residuales se basa en este principio: se calientan las aguas residuales a más de 140 °C, lo que rompe el equilibrio entre el sulfuro de hidrógeno y el amoníaco en el agua, permitiendo que pasen de la fase líquida a la fase gaseosa ； Al mismo tiempo, se utiliza vapor de agua para reducir la presión parcial de sulfuro de hidrógeno y amoníaco en la fase gaseosa. De esta manera, se puede disminuir la concentración de sulfuro de hidrógeno y amoníaco en el agua, logrando así la purificación de las aguas residuales.

Este mensaje fue editado por Sulfuro-Zinc-Aluminio el 19-3-2016 a las 09:04. Durante el procesamiento de crudo con alto contenido de azufre, equipos como los de destilación a presión reducida y craqueo catalítico generan grandes cantidades de agua ácida (aguas residuales con azufre). Estas aguas residuales también contienen grandes cantidades de amoníaco y compuestos fenólicos； El azufre y el amoníaco presentes en las aguas residuales se encuentran principalmente en forma de NH4HS y (NH4)2S. En las aguas ácidas, los compuestos de azufre y amoníaco se descomponen y se separan mediante calentamiento continuo en una torre de destilación. En la parte superior de la torre se obtiene un gas ácido, mientras que en la parte inferior se obtiene agua purificada.

Por favor, resuma brevemente el principio de funcionamiento de la unidad de destilación por vapor ácido (o unidad de destilación de aguas residuales) La extracción por agua ácida consiste en utilizar una solución acuosa ácida como desorbente para realizar la operación de desorción del material de partida (en estado gaseoso). La desorción es la operación inversa a la absorción; ambas forman parte de la misma operación unitaria de absorción de gases. La absorción es un ejemplo de proceso de transferencia de masa, cuyo objetivo es separar los diversos componentes presentes en una mezcla inicial (en estado gaseoso).

Por favor, resuma brevemente el principio de funcionamiento de la unidad de destilación por vapor ácido (o unidad de destilación de aguas residuales) La extracción por agua ácida consiste en utilizar una solución acuosa ácida como desorbente para realizar la operación de desorción del material de partida (en estado gaseoso). La desorción es la operación inversa a la absorción; ambas forman parte de la misma operación unitaria de absorción de gases. La absorción es un ejemplo de proceso de transferencia de masa, cuyo objetivo es separar los diversos componentes presentes en una mezcla inicial (en estado gaseoso).

La extracción por agua ácida consiste en utilizar una solución acuosa ácida como desorbente para realizar la operación de desorción del material de partida (en estado gaseoso). La desorción es la operación inversa a la absorción; ambas forman parte de la misma operación unitaria de absorción de gases. La absorción es un ejemplo de proceso de transferencia de masa, cuyo objetivo es separar los diversos componentes presentes en una mezcla inicial (en estado gaseoso).

Este mensaje fue editado por Sulfuro-Zinc-Aluminio el 19-03-2016 a las 09:05. El agua ácida es una solución acuosa que contiene electrolitos volátiles como H2S, NH3 y CO2. Los componentes mencionados existen en el agua en forma de sales de amonio como NH4HS, (NH4)2CO3 y NH4HCO3. Estas sales, que son ácidos y bases débiles, se ionizan en el agua; al mismo tiempo, se hidrolizan para formar moléculas de H2S, NH3 y CO2. Estas moléculas, además de estar en equilibrio iónico con los iones, también están en equilibrio con las moléculas presentes en la fase gaseosa. Se trata de un sistema complejo en el que coexisten el equilibrio químico, el equilibrio de ionización y el equilibrio de fases. Por lo tanto, las condiciones adecuadas para controlar la química, la ionización y el equilibrio de fases son clave para manejar el agua ácida y seleccionar las condiciones operativas apropiadas. Dado que tanto la ionización como la hidrólisis son procesos reversibles, las diversas sustancias existen en fase líquida tanto en estado iónico como en estado molecular. Los iones no pueden pasar de la fase líquida a la fase gaseosa; por eso se les denomina “estado fijo”. Las moléculas, en cambio, sí pueden pasar de la fase líquida a la fase gaseosa; por lo que se les denomina “estado libre”. La cantidad de sustancias en estado iónico y molecular en el agua está relacionada con la temperatura y presión de operación, así como con su concentración en el agua. De acuerdo con las propiedades del sistema de cuatro elementos H2S, NH3 y CO2-H2O, la constante de hidrólisis KH de compuestos como el NH4HS (amonio sulfhídrico) aumenta a medida que aumenta la temperatura. Es decir, las moléculas de H2S, NH3 y CO2 en estado libre en el agua aumentan con la temperatura. Por lo tanto, la temperatura de la torre de destilación debe ser superior a 110 °C. El equilibrio de fases está relacionado con la concentración de cada fase en la fase líquida, su solubilidad y volatilidad, así como con la posibilidad de que reaccionen con otras moléculas o iones presentes en la solución. Dado que la solubilidad del CO2 en el agua es muy baja, así como su volatilidad relativa y las constantes de equilibrio de sus reacciones con otras moléculas o iones presentes en la solución, este gas pasa fácilmente de la fase líquida a la fase gaseosa. En cambio, el NH3 es diferente: no solo tiene una alta solubilidad en el agua, sino que también presenta grandes constantes de equilibrio en sus reacciones con H2S y CO2. Solo cuando se alcanza la saturación bajo ciertas condiciones, es posible que las moléculas de amoníaco libres pasen de la fase líquida a la fase gaseosa. Obviamente, la introducción de vapor de agua tiene un doble efecto: calienta el sistema y reduce las presiones parciales de H2S, NH3 y CO2 en la fase líquida. Esto facilita que pasen de la fase líquida a la fase gaseosa, logrando así purificar el agua ácida.

Este mensaje fue editado por Sulfuro-Zinc-Aluminio el 19-03-2016 a las 09:05. Se utiliza una solución acuosa ácida como desorbente para realizar la operación de desorción del material de partida (en estado gaseoso). La desorción es la operación inversa a la absorción; ambas forman parte de la misma operación unitaria de absorción de gases. La absorción es un ejemplo de proceso de transferencia de masa, cuyo objetivo es separar los diversos componentes presentes en una mezcla inicial (en estado gaseoso).

Este mensaje fue editado por Sulfuro-Zinc-Aluminio el 19-3-2016 a las 09:06. Principio del proceso de extracción por vapor ácido: Se utiliza vapor a cierta presión para extraer del agua residual el hidrógeno sulfuroso y el amoníaco, que son sustancias volátiles. De esta manera, se logra purificar el agua residual y extraer dichas sustancias.

Las aguas residuales con alto contenido de azufre son soluciones acuosas que contienen diversos compuestos como el hidrógeno sulfuro, el amoníaco y el dióxido de carbono. En el agua, estos compuestos existen en forma de sales de amonio, como NH4SH, NH42S, NH42CO3 y NH4HCO3. Estas sales, que son ácidos o bases débiles, se hidrolizan en el agua, produciendo moléculas libres de hidrógeno sulfuro, amoníaco y dióxido de carbono. Estas moléculas están en equilibrio con las moléculas presentes en la fase gaseosa. Por lo tanto, este sistema es un sistema complejo en el que coexisten el equilibrio químico, el equilibrio de ionización y el equilibrio de fases. Por lo tanto, las condiciones adecuadas para controlar la química, la ionización y el equilibrio de fases son clave para tratar adecuadamente las aguas residuales sulfurosas y seleccionar las condiciones operativas adecuadas. Los factores principales que afectan los tres equilibrios mencionados son la temperatura y la relación molecular. Dado que la hidrólisis es una reacción endotérmica, el calentamiento puede acelerar este proceso, lo que aumenta la cantidad de moléculas de sulfuro de hidrógeno, amoníaco y dióxido de carbono en estado libre. Sin embargo, no todas estas moléculas libres pueden pasar del estado líquido al gaseoso. Esto depende de su concentración en el estado líquido, de su solubilidad y volatilidad, así como de si pueden reaccionar con otras moléculas o iones presentes en la solución. Por ejemplo, el dióxido de carbono tiene una baja solubilidad en agua, pero una alta volatilidad; además, su constante de equilibrio para reaccionar con otras moléculas o iones es muy baja. Por eso, es fácil que pase del estado líquido al gaseoso. En cambio, el amoníaco tiene una alta solubilidad en agua, y sus constantes de equilibrio para reaccionar con el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono también son altas. Solo cuando alcanza un estado de saturación, las moléculas de amoníaco libres pueden pasar del estado líquido al gaseoso. La introducción de vapor de agua en la torre de destilación cumple una doble función: calentar y reducir las presiones parciales de sulfuro de hidrógeno, amoníaco y dióxido de carbono en la fase gaseosa, lo que facilita su paso de la fase líquida a la fase gaseosa, con el fin de purificar el agua