¿Qué es el sulfuro de hidrógeno? (Fuentes y peligros del sulfuro de hidrógeno)
Sulfuro de hidrógeno: Es un gas inflamable incoloro, altamente tóxico y con un olor peculiar a huevos podridos. Los procesos de descomposición biológica y las actividades volcánicas y geotérmicas en la naturaleza liberan grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno. Es la forma dominante de emisiones naturales de azufre en la atmósfera. Debido a que se oxida a dióxido de azufre con relativa rapidez, el sulfuro de hidrógeno es una gran fuente natural indirecta de dióxido de azufre, y sus fuentes antropogénicas incluyen los siguientes aspectos.
1. Desulfuración del gas de cola durante la extracción de gas natural
El gas natural contiene cantidades variables de H2S así como mercaptanos, tioéteres, disulfuros, sulfuros cíclicos (tiofeno y sus derivados) y otros compuestos orgánicos. sulfuros, algunos también contienen disulfuro de carbono y sulfuro de carbono.
El gas natural que contiene azufre no se puede utilizar directamente como combustible, de lo contrario producirá una gran cantidad de SO2 que contaminará la atmósfera cuando se queme. El gas natural que contiene azufre no se puede utilizar como materia prima química, porque traerá una gran cantidad de impurezas al producto y, al mismo tiempo, causará problemas en la producción. El catalizador utilizado está envenenado, dejándolo inactivo e incluso imposibilitando el proceso de producción. Por lo tanto, el gas natural que contiene azufre debe desulfurarse mediante métodos apropiados antes de su aplicación, generalmente utilizando métodos de absorción de solventes orgánicos o inorgánicos, como K2CO3, NaOH, etanolamina, sulfolano, diisopropanolamina y solución de disulfonato de antraquinona sódica (A.D.A.), agua con amoníaco, etc. ., eliminan en cierta medida el H2S y otros sulfuros antes de que puedan utilizarse como combustible y materia prima química. El grado de desulfuración depende de los requisitos de uso. Por ejemplo, las plantas de amoníaco sintético a gran escala que utilizan gas natural como materia prima para la producción de gas generalmente requieren que el contenido de azufre sea inferior a 0,5x10-6, y algunas requieren que sea inferior a 0,2. x10-6.
La desulfuración del gas natural generalmente utiliza el disolvente mencionado anteriormente para absorberlo y obtener el subproducto H2S o azufre industrial primario. Cuando la absorción de solvente por sí sola no puede cumplir con los requisitos del proceso de desulfuración, se puede usar la separación por adsorción (usando carbón activado, tamices moleculares, etc. como adsorbentes) en combinación.
Se desulfura el gas natural para obtener H2S de alta concentración, y luego se utiliza el dispositivo Claus para recuperar azufre. Actualmente es la fuente de azufre más importante del mundo además del azufre natural.
2. Refinación de gases residuales industriales
El petróleo crudo que contiene un alto contenido de azufre (más del 4%) debe desulfurarse antes de ingresar a la torre de destilación atmosférica y al vacío. El método comúnmente utilizado es utilizar γ-Al2O3 como portador, Co-Cu o Ni-Co como catalizador, y pasar gas H2 al petróleo crudo a una temperatura de 15,2 MPa y 350 ~ 300 °C, de modo que el azufre en el petróleo crudo se convierte en H2S y se elimina. En el procesamiento profundo del petróleo crudo, para obtener productos derivados del petróleo con componentes más ligeros (gasolina y diésel), a menudo se utiliza el craqueo catalítico, es decir, bajo la acción de altas temperaturas y un catalizador, se extraen los sulfuros orgánicos contenidos en la materia prima. craquean y reaccionan con el hidrógeno La reacción para generar H2S es:
RSH+H2→RH+H2S
Además, se realiza la hidrólisis del CS2 y COS con vapor de agua diluido a altas temperaturas. también producirá H2S y CO2:
CS2+2H2O→2H2S+CO2
COS+H2O→H2S+CO2
En el proceso de hidrorefino, Co-Ni -Se utiliza catalizador de Mo. Puede convertir el azufre orgánico del aceite en H2S y el nitrógeno orgánico en NH3 y separarlos del aceite. El H2S y el sulfuro del gas de refinería pueden ser absorbidos por disolventes. Después de la desorción, se libera gas H2S en alta concentración y el azufre se puede recuperar con un dispositivo Claus.
3. Contaminación por H2S en el gas de hulla
La producción de gas de hulla es la carbonización o gasificación del carbón. La temperatura del proceso es de aproximadamente 1000°C. Bajo una temperatura tan alta y una atmósfera reductora, el azufre orgánico en el carbón se craquea térmicamente y se transforma en H2S, que ingresa al gas de carbón junto con una pequeña cantidad de azufre orgánico residual. Para proteger el medio ambiente y evitar la corrosión de las tuberías que transportan gas, el gas debe desulfurarse antes de ingresar a la tubería
4. Gas de cola que contiene azufre proveniente de reacciones químicas
Las plantas químicas de tintes producen colorantes de azufre, que cuando el sodio reacciona con intermediarios orgánicos, el gas de cola contiene altas concentraciones de H2S. Cuando los fabricantes de pesticidas organofosforados utilizan P2S5 con metanol para sintetizar sulfuro de base ácida y etanol para sintetizar sulfuro de etilo como intermediario, también se produce una gran cantidad de H2S de alta concentración. Cuando la fábrica de papel alcalino utiliza álcali para cocinar madera, la materia orgánica generará mercaptanos olorosos y H2S; cuando el licor negro cocido se incinera para recuperar el álcali, parte de la mirabilita se reduce y reacciona con el vapor de agua para producir H2S.
Las fábricas de fibra de viscosa y celofán sintetizan sulfonato de fibra alcalina a partir de fibras cortas, álcali y disulfuro de carbono, y luego se solidifican y centrifugan en soluciones de ácido sulfúrico y sulfato de zinc. Un tercio del CS2 se convierte en H2S, CS2 no convertido y polisulfuro. se juntan en el taller y se liberan a la atmósfera. Además, el curtido, el caucho, los medicamentos, la producción de disulfuro de carbono, etc. también producen una cierta cantidad de gas residual H2S.
5. H2S que se escapa del agua geotérmica
Hay una gran cantidad de fuentes termales y agua geotérmica en el sur de China y el suroeste de mi país, que es una importante fuente de energía. Puedes utilizar aguas termales para bañarte y generar electricidad a partir de agua geotérmica. Aún no se han descubierto grandes recursos de combustibles fósiles en el Tíbet, pero los recursos de agua geotérmica son abundantes y son una importante fuente de energía. La mayor parte del agua geotérmica contiene una concentración considerable de H2S, por lo que hay un olor a sulfuro de hidrógeno cerca de las fuentes termales y las centrales geotérmicas, algunas de las cuales son insoportables y requieren desulfuración.
La sensibilidad de una persona promedio al sulfuro de hidrógeno es de 0,01x10-6. El H2S en concentraciones bajas (menos de 5x10-6) tiene un efecto irritante en las membranas mucosas y el tracto respiratorio humanos, puede causar conjuntivitis y es fácilmente inhalado por los pulmones y el tracto gastrointestinal. Una vez que el H2S ingresa a la sangre, se combina con la hemoglobina para formar hemoglobina sulfatada irreducible, lo que provoca síntomas de intoxicación. El H2S puede combinarse con el hierro férrico en las enzimas respiratorias de los tejidos e inhibir la actividad de las enzimas respiratorias de los tejidos. Especialmente cuando se combina con glutatión, afecta el proceso enzimático biológico, afecta las capacidades de oxidación y reducción del tejido y conduce a hipoxia tisular. La exposición prolongada a bajas concentraciones de H2S provocará síntomas como dolor de cabeza, fatiga, pérdida de memoria, insomnio, dolor de pecho, tos, náuseas y diarrea, y queratitis puntiforme.
Cuando la concentración de H2S es superior a 20x10-6, ya es un valor peligroso; cuando llega a 200x10-6, puede paralizar completamente el nervio olfatorio cuando la concentración es superior a (700~1000; )x10-6, las personas sufrirán inmediatamente un coma y la muerte se producirá rápidamente debido a una parálisis respiratoria. El sulfuro de hidrógeno es uno de los contaminantes más tóxicos del aire y debe controlarse estrictamente.