OBTENCION Y APLICACIONES DEL AZUFRE

Obtención y aplicaciones del Azufre
El azufre existe en forma elemental en depósitos subterráneos y se extrae mediante un procedimiento especial, conocido como proceso Frasch en honor a su inventor, Herman Frasch un químico americano que lo desarrolló en 1891.
Se inyecta agua sobrecalentada (a una temperatura de alrededor de 165 ºC y 16 atm) en la roca subterránea que contiene azufre a travésdel tubo exterior de una sonda formada por tres tubos concéntricos. El azufre funde (PF = 119 ºC), formando una bolsa líquida. Se inyecta aire comprimido (a 20-25 atm) por el tubo más interno y la mezcla azufre-agua asciende por el tubo intermedio. El azufre así obtenido es muy puro (pureza del 99,5-99,9%) y no contiene impurezas de As.

Aunque el proceso Frasch en su día fue la principalfuente de azufre elemental, la situación es distinta ahora. Ello se debe a la necesidad de controlar las emisiones de azufre en las operaciones industriales. El H2S es una impureza frecuente en el petróleo y en el gas natural. El primer paso para la recuperación del S del gas natural consiste en la separación del H2S para lo cual se aprovechan sus propiedades ácidas. Se pasa el gas a través de unadisolución acuosa de una base orgánica, donde el único gas retenido es el H2S:


Después de ser eliminado del combustible, El H2S se reduce a azufre elemental mediante un proceso en dos etapas
2 H2S (g) + 2 O2(g) [CAT] → 1/8 S8(g) + SO2(g) + 2 H2O(g);
2 H2S (g) + SO2(g) → 3/8 S8(s) + 2 H2O(g)
Catalizador: Fe2O3 y Al2O3
Un reactor múltiple puede llegar a una conversión del 95-96%. Actualmente ydebido a las restricciones impuestas por la legislación actual, respecto a los contaminantes del aire, ha sido posible elevar este porcentaje hasta el 99%.
Una secuencia de reacciones similar se emplea para la producción de azufre a partir del petróleo, con la salvedad de que hay que eliminar los compuestos organosulfurados, mediante procesos de Hidrodesulfuración.
Hidrodesulfuración
LaHidrodesulfuración (HDS) o Hidrodesulfuración térmica (HDT) es un proceso destinado a eliminar el azufre(que es una impureza contaminante) que se encuentra en las fracciones del petróleo, luego de diversos procesos, tales como destilación fraccionada, destilación por presión reducida, reformado, o desintegración catalítica.
Este azufre se encuentra combinado formando componentes químicos que, de serencontrados en los combustibles del motor, en el momento de la combustión, este se corroería y al mismo tiempo, al ser expulsados los gases, contaminarían el ambiente.
El nivel de Hidrodesulfuración depende de varios factores entre ellos la naturaleza de la fracción de petróleo a tratar (composición y tipos de compuestos de azufre presentes), de la selectividad y actividad del tipo decatalizador utilizado (concentración de sitios activos, propiedades del soporte, etc.), de las condiciones de reacción (presión, temperatura, relación hidrocarburo /hidrógeno, etc.) y del diseño del proceso. Es importante señalar que el H2S debe ser continuamente removido porque es un inhibidor de las reacciones de HDS y envenena el catalizador.
Proceso
Los procesos convencionales de Hidrodesulfuraciónconstan básicamente de un sistema de reacción donde los compuestos orgánicos de azufre reaccionan con el hidrógeno para obtener compuestos orgánicos y ácido sulfhídrico, un sistema de separación para eliminar los compuestos ligeros ( H2, H2S e hidrocarburos ligeros) del diesel y un sistema de recirculación, existen diversas tecnologías basadas en esta configuración.
El sistema de reacción constausualmente de reactores empacados de tres fases, son llamados así porque se encuentran presentes la fase líquida (gasóleo), la fase gas (H2 y H2S) y la fase sólida (catalizador). Estos son operados a co-corriente, es decir, la fase líquida y gas fluyen en la misma dirección y la masa de catalizador se mantiene fija.
Compuestos de azufre
Las corrientes del petróleo (naftas, keroseno, gasóleos...