Enxofre e Ácido Sulfúrico

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CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO 
ADAILTON CARVALHO SILVA 
CARLA EDITE DE JESUS SANTIAGO 
FILIPE DE SOUZA LEMOS DO AMARAL MACEDO 
IAGO CAMPANHA 
IANKA KAREN BRITO DE OLIVEIRA 
JOSEANE OLIVEIRA DOS SANTOS 
 
 
 
 
 
 
 
ENXOFRE E ÁCIDO SULFÚRICO 
OBTENÇÃO, FABRICAÇÃO PELO PROCESSO DE CONTATO, EQUIPAMENTOS, 
RECUPERAÇÃO DO ÁCIDO SULFÚRICO, POLUIÇÃO, CONCENTRAÇÃO, 
OBTENÇÃO INDUSTRIAL DE ENXOFRE NA INDÚSTRIA DE PETRÓLEO E GÁS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2018 
ADAILTON CARVALHO SILVA, CARLA EDITE DE JESUS SANTIAGO, FILIPE DE 
SOUZA LEMOS DO AMARAL MACEDO, IAGO CAMPANHA, IANKA KAREN 
BRITO DE OLIVEIRA, JOSEANE OLIVEIRA DOS SANTOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENXOFRE E ÁCIDO SULFÚRICO: obtenção, fabricação pelo processo de 
contato, equipamentos, recuperação do ácido sulfúrico, poluição, 
concentração, obtenção industrial de enxofre na indústria de petróleo e gás. 
Pesquisa apresentada à disciplina de 
Operações Unitárias, do curso de Engenharia 
Química, do Centro Universitário Jorge 
Amado – UNIJORGE, sobre à orientação do 
Mestre Raul César Mello dos Santos, como 
avaliação e aprimoramento de conhecimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2018 
Silva, Adailton Carvalho; 
Santiago, Carla Edite De Jesus; 
Do Amaral, Felipe de Souza Lemos; 
Campanha, Iago 
De Oliveira, Ianka Karen Brito 
Dos Santos, Joseane Oliveira. 
 
ENXOFRE E ÁCIDO SULFÚRICO: obtenção, fabricação pelo processo de contato, 
equipamentos, recuperação do ácido sulfúrico, poluição, concentração, obtenção 
industrial de enxofre na indústria de petróleo e gás. – SALVADOR, 2018. 
 
Pesquisa, Graduação em curso - Centro Universitário Jorge Amado – UNIJORGE, 
Curso de Engenharia Química, 2018. 
 
Orientador: Raul César Mello dos Santos. 
 
Sulfur and Sulfuric Acid 
1. Enxofre. 2. Ácido Sulfúrico 3. Processo de Contato. I. Dos Santos, Raul César 
Mello. II. Enxofre e Ácido Sulfúrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ADAILTON CARVALHO SILVA, CARLA EDITE DE JESUS SANTIAGO, FILIPE DE 
SOUZA LEMOS DO AMARAL MACEDO, IAGO CAMPANHA, IANKA KAREN 
BRITO DE OLIVEIRA, JOSEANE OLIVEIRA DOS SANTOS. 
 
 
 
 
ENXOFRE E ÁCIDO SULFÚRICO: obtenção, fabricação pelo processo de 
contato, equipamentos, recuperação do ácido sulfúrico, poluição, 
concentração, obtenção industrial de enxofre na indústria de petróleo e gás. 
Pesquisa apresentada à disciplina de 
Operações Unitárias, do curso de Engenharia 
Química, do Centro Universitário Jorge 
Amado – UNIJORGE, sobre à orientação do 
Mestre Raul César Mello dos Santos, como 
avaliação e aprimoramento de conhecimento. 
 
Aprovado em: _____/______/______ 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
_____________________________ 
Mestre Raul César Mello dos Santos 
 
 
 
 
 
 
SALVADOR 
2018 
RESUMO 
No âmbito da disciplina operações unitárias foi realizado uma pesquisa sobre a 
utilização do ácido sulfúrico é o enxofre. 
De forma a descrever detalhadamente as características gerais de cada uma das 
substâncias abordadas, sua forma de obtenção, fabricação e equipamento pelo 
processo de contato, recuperação e concentração dos mesmos. 
Analisa-se a responsabilidade social e econômica de cada uma das matérias-primas 
bom como seus derivados, considerando a importância da sua produção nacional e 
mundial. 
Abordando também, os impactos ambientais da sua exploração e sua importância 
para a indústria química já que o ácido sulfúrico é o segundo elementos mais 
produzido do mundo, atrás somente na água. Consequentemente, muito consumido 
servindo como indicador de riqueza de um país. 
Palavras chave: Enxofre, Ácido Sulfúrico, Operações Unitárias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
Within the scope of the unit operations discipline was carried out a research on the use 
of sulfuric acid is sulfur. 
In order to describe in detail the general characteristics of each of the substances 
addressed, their way of obtaining, manufacturing and equipment by the process of 
contact, recovery and concentration of the same. 
It analyzes the social and economic responsibility of each good raw material as its 
derivatives, considering the importance of its domestic and world production. 
It also addresses the environmental impacts of its exploitation and its importance to 
the chemical industry since sulfuric acid is the second most produced element in the 
world, behind only in water. Consequently, much consumed serving as indicator of a 
country's wealth. 
Key words: Sulfur, Sulfuric Acid, Unitary Operations. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 8 
2 OBTENÇÃO DO ENXOFRE ................................................................................... 9 
3 ÁCIDO SULFÚRICO ............................................................................................. 11 
4 FABRICAÇÃO PELO PROCESSO DE CONTATO ............................................... 13 
5 EQUIPAMENTO DO PROCESSO DE CONTATO ................................................ 17 
6 RECUPERAÇÃO DO ÁCIDO SULFÚRICO .......................................................... 18 
7 POLUIÇÃO A ENXOFRE ...................................................................................... 20 
8 CONCENTRAÇÃO ................................................................................................ 22 
9 OBTENÇÃO INDUSTRIAL DE ENXOFRE NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO E 
GÁS ...................................................................................................................... 23 
10 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 26 
11 REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Mesmo sem saber o enxofre é usado desde a antiguidade. Na pré – história, os 
homens o utilizavam para fazer as famosas pinturas rupestres. No antigo Egito, era 
usado em rituais religiosos, clareamento do algodão e na fumigação. Nas guerras da 
idade média, por conta da sua grande utilidade em explosivos. Ele é, essencial para 
todos organismos vivos, utilizado bastante em fertilizantes e na produção de pólvoras, 
laxantes, antibióticos, palitos de fósforo, vulcanização da borracha para produção de 
pneus, entre outras aplicações. 
 
O enxofre, é um não-metal, que a temperatura ambiente é encontrado em estado 
sólido cristalino amarelo, insípido e inodoro, mas ao ter contato com o hidrogênio, 
desprende odor semelhante ao de ovo podre. O enxofre não é solúvel em água, mas 
em dissulfeto de carbono e dissolve-se de forma parcial em álcool etílico. Acredita-se 
que ele é o nono elemento mais abundante na crosta terrestre, normalmente 
encontrado como sulfeto, sulfatos e na sua forma pura, em depósitos vulcânicos e 
sedimentares, no petróleo e gás natural. 
 
O enxofre é muito importante, não apenas pelos motivos já citados, mas também pela 
obtenção de ácido sulfúrico a partir dele, sendo que este tem tal importância na 
indústria que até hoje se pode avaliar o grau de desenvolvimento industrial de um país 
pelo consumo deste ácido. A produção de papel, corantes, tintas, inseticidas, o refino 
de petróleo e etc. utilizam o ácido sulfúrico como elemento fundamental. 
 
O ácido sulfúrico (H2SO4)é inorgânico, como visto em sua formula, é liquido, incolor, 
altamente tóxico e corrosivo, não volátil e apresenta-se forma pura, visto que possui 
98% de sulfato em sua solução. É vendido de forma concentrada, assim sendo, é 
necessário diluí-lo em água, mesmo sendo solúvel em água, este procedimento deve 
ser feito com extremo cuidado, pois o solvente universal reage violentamente com o 
ácido. 
 
A obtenção industrial do ácido sulfúrico, pode ocorrer de várias maneiras, a mais 
conhecida e usada é a obtenção por processo de contato, que utiliza enxofre, água e 
9 
 
oxigênio. Consiste basicamente na combustão do enxofre, formando dióxido de 
enxofre, que depois reage com oxigênio dando origem ao com o tri óxido de enxofre, 
que lavado com água, forma o ácido sulfúrico. 
 
Apesar de todas as vantagens do enxofre, ele também causador de uma grande 
preocupação universal, a poluição. O dióxido de enxofre é atualmente um dos grandes 
poluentes existentes, o uso de combustíveis fosseis que contém enxofre são os 
principais responsáveis pela emissão de gases, gases estes que além da poluição do 
ar, ocasionam a chuva ácida que causa a deterioração de diversos materiais. A chuva 
adquire esta característica, pois o enxofre ao entrar em contato com o oxigênio e vapor 
d’agua, forma o ácido sulfúrico. Não apenas os problemas ambientais são causados 
pelo enxofre, mas também os de saúde, como distúrbios respiratórios e 
cardiovasculares. 
 
Por meio deste projeto de pesquisa, pretendemos trazer a importância do enxofre e 
ácido sulfúrico, a obtenção deles, os equipamentos utilizados nestes processos, as 
suas aplicações, assim como os malefícios. 
 
Imagem 1 – Enxofre Imagem 2 – Molécula de ácido Sulfúrico 
 
Fonte: O enxofre e o ácido sulfúrico Fonte: O enxofre e o ácido sulfúrico 
 
2 OBTENÇÃO DO ENXOFRE 
 
O elemento químico, enxofre é constituído de 0,034% do peso da crosta terrestre 
podendo ser facilmente encontrado na natureza através de meteoritos, rochas 
sedimentares, perto de vulcões, em fontes de águas quentes, no petróleo, no gás 
10 
 
natural e até em alguns vegetais como a cebola, mostarda e proteínas, sendo 
essencial para todos os organismos vivos e presente em muitos aminoácidos. 
Presente também em grandes quantidades na forma de sulfetos (galena), de sulfatos 
(gesso) e em uma variedade de minerais: pirita (sulfeto de ferro que, pela cor amarela 
e brilho metálico, é chamado de falso ouro), esfalerita (sulfeto de zinco), cinábrio 
(sulfeto de mercúrio), gipsita (sulfato de cálcio hidratado), celestita (sulfato de 
estrôncio), baritina (sulfato de bário). 
 
No início do século XX a maior forma obtenção do enxofre era por meio de 
mineradores em depósitos vulcânicos encontrado na sua forma original, razão pela 
qual há muitas unidades de exploração nestas regiões. O vulcão ativo de Java 
Oriental, Monte Ijen na Indonésia é uma das últimas minas de enxofre existentes no 
mundo e muitos mineradores ainda fazem esse trabalho árduo e nocivo para saúde. 
 
Com o surgimento da química industrial moderna surgiram outros métodos de 
obtenção, pois mais de 90% do enxofre obtido no mundo é utilizado na produção de 
ácido sulfúrico, cuja finalidade principal é a produção de fertilizantes agrícolas 
(fosfatados). Com isso, os outros 10% se dividem em outras aplicações, como: 
dissolução de madeira na produção de celulose; clareamento de açúcar, livrando-o de 
impurezas; vulcanização de borrachas, o que aumenta a resistência dos produtos, 
principalmente pneus; formulação de inseticidas e fungicidas; matéria-prima para 
indústria química, com destaque para a formulação de detergentes biodegradáveis; 
complemento alimentar para gado. (PETROBRÁS, 2017). 
 
Sua produção é de suma importância para economia, pois o consumo per capito indica 
o nível de industrialização e prosperidade de um país. Atualmente a produção mundial 
de enxofre passa dos sessenta e cinco milhões de toneladas por ano e, entre os 
produtores principais, estão o Canadá, os E.U.A., a Rússia, a China, a Polónia e o 
Japão. Os E.U.A e Japão são os principais produtores de enxofre para a recuperação 
deste elemento existente no petróleo. Já o Canadá é, hoje, o país com maior 
quantidade de enxofre obtida a partir do gás natural e também o maior produtor de 
enxofre do mundo. No Brasil, a Petrobrás que é o único produtor relevante de enxofre 
nacional e ocorre a partir da remoção dos compostos sulfurosos presentes, em 
11 
 
pequenas quantidades, nos combustíveis derivados de petróleo, como o diesel e a 
gasolina. 
 
Imagem 3 – Obtenção de Enxofre Imagem 4 – Obtenção de Enxofre 
 
Fonte: National Geographic Fonte: National Geographic 
 
3 ÁCIDO SULFÚRICO 
O ácido sulfúrico, a temperatura ambiente é um líquido é mais pesado que a água e 
incolor. O óleo tem um cheiro azedo e penetrante. Esta é uma das substâncias mais 
importantes da indústria química mundial. 
 
O ácido sulfúrico é uma substância muito ativa, além disso é um dos mais usados e 
mais importante produtos técnicos. Sua importância é tão grande que frequentemente 
se observa o consumo per capita do ácido sulfúrico constitui de uma parcela do 
desenvolvimento de um país. 
 
O ácido sulfúrico é suficientemente barato e é empregado comumente como um ácido 
inorgânico bastante forte e é o agente de formação de sulfatos e da sulfonação. O 
maior emprego isolado do ácido sulfúrico é na fabricação de fertilizantes. 
 
Tem uma grande participação na indústria, embora seja pouco frequente sua 
pertinência ao material acabado. É empregado na fabricação de fertilizantes, de couro, 
de folha de Flandres, na purificação do petróleo e no tingimento dos tecidos. 
 
A origem da fabricação primitiva do ácido sulfúrico é um tanto desconhecida, porém 
ele é mencionado desde o século X. Segundo relatos, a sua descoberta foi feita pelo 
12 
 
alquimista medieval de origem islâmica Jabir ibn Hayyan, embora o médico e 
alquimista iraniano do século IX Abü Bakr Muhammad ibn Zakarïya al-Räzi também 
seja mencionado. Al-Räzi obteve a substância pela formação seca de minerais. 
 
O processo de contato, consta em três etapas: combustão do enxofre, segunda etapa 
“processo de contato”, terceira etapa para formação do ácido sulfúrico a 98,5 -99%. O 
processo de contato foi descoberto, em 1831, por Phillips, um inglês, cuja patente 
incluía as características essenciais do moderno processo de contato, ou seja, a 
passagem de uma mistura de dióxido de enxofre sobre um catalisador, seguida pela 
absorção do trióxido de enxofre em ácido sulfúrico a 98,5 -99%, como dito 
anteriormente. 
 
O processo de contato foi sendo aos poucos foi sendo modificado para usar a dupla 
absorção (também denominada dupla catálise), o que aumenta os rendimentos e 
reduz as emissões de dióxido de enxofre não convertido pelos fumos da chaminé. Nas 
usinas que queimam enxofre, as emissões permitidas equivalem a 99,7% de 
conversão do dióxido de enxofre. E, nas usinas que usam gases de fundição, são 
equivalentes a cerca de 99 a 99,5% de conversão. As conversões típicas do processo 
de contato com absorção simples situam-se nas vizinhanças de 97-98%. 
As usinas que queimam enxofre são as mais simples e também as mais baratas, pois 
não se requer a purificação especial dos gases do queimador; não há necessidade de 
aquecer os fumos de dióxido de enxofre, somente se necessita de resfriamento, de 
modo que todo calor desprendido possa ser recuperado na forma de um vapor de 
água em temperatura relativamentealtas. Quando se usam outras matérias-primas, 
como os sulfetos minerais, ou ácidos usados, ou lamas ácidas, é necessária uma 
grande depuração, e também o emprego do calor desprendido na conversão 
catalítica. Entretanto, o calor desprendido na ustulação do minério, ou na queima dos 
ácidos usados ou das lamas, é usualmente recuperado na forma de vapor de água 
aquecido. 
 
A recuperação e a reutilização do ácido sulfúrico a partir de rejeitos inorgânicos e 
orgânicos não são amiúde econômicas; normalmente, entretanto, são importantes, 
para evitar a poluição das correntes fluviais. Quanto mais concentrado e mais limpo 
13 
 
for o ácido usado, mais fácil será a a recuperação da sua antiga concentração. 
Quando os ácidos usados são suficientemente limpos, é possível remetê-los a uma 
usina de contato para então, serem concentrados, porém não consegue fazer a 
remoção das impurezas. 
 
Parte do ácido sulfúrico ainda é usada na indústria do aço para decapagem. No 
entanto, pode-se substituir o ácido sulfúrico pelo clorídrico, nesse mister, em virtude 
da necessidade de eliminar a descarga das soluções esgotadas nas correntes fluviais 
e também da dificuldade em tratar essas soluções para recuperar a concentração e 
eliminar a poluição do ambiente. As soluções usadas de ácido clorídrico podem ser 
tratadas e reconcentradas, evitando-se a poluição das correntes fluviais. 
 
Imagem 5 – Molécula de Ácido Sulfúrico 
 
Fonte: O enxofre e o ácido sulfúrico 
4 FABRICAÇÃO PELO PROCESSO DE CONTATO 
 
Para obtenção do ácido sulfúrico na indústria são utilizadas três matérias primas: 
água, enxofre e ar, e alguns métodos, o mais utilizado atualmente é o processo de 
contato, este procedimento é dividido em três etapas e é usando um catalisador fixo. 
 
A primeira etapa (Combustão do Enxofre): O enxofre em sua forma sólida é fundido e 
clarificado antes de ser transferido para uma fossa de armazenamento de enxofre 
limpo, após esse procedimento o enxofre é queimado ao ar (fornecido por um 
ventilador) produzindo dióxido de enxofre (SO2). 
14 
 
 
S(s) + O2(g) → SO2(g). (1) 
 
Onde ele é lavado com ácido para retirar o vapor de água que contém. É preciso não 
ter umidade de ar (eliminando) pois poderá causa problema a esse processo, como 
por exemplo, corrosão em condutores. 
 
O ar pré-secado que entra no cremador é de aproximadamente 21% de oxigênio (O2) e 79% de 
Nitrogênio (N2), no queimador de enxofre é usado somente uma parte do oxigênio do ar para haver 
essa queima, quando o enxofre é queimado gera uma grande quantidade de calor por isso aumenta a 
temperatura do gás no cremador (Infopédia, 2013). O excesso de calor de combustão do 
enxofre é utilizado para produzir vapor necessário à própria fusão do enxofre e outros 
usos de vapor na fábrica. 
 
Na segunda etapa o dióxido de enxofre (SO2) se combina com parte do oxigênio para 
formar tri óxido de enxofre (anidrido sulfúrico SO3), para este processo o gás deve 
estar em uma temperatura menor que a saída do cremador do enxofre. O dióxido de 
enxofre passa através do filtro de gás quente para lhe extrair o pó que pode conter, 
então ele é convertido em (SO3) no conversor, o qual contém quatro camadas de 
catalisador. 
 
Esta é uma reação exotérmica e também é reversível, a temperatura do gás em cada 
processo é mantido em um nível correto para que consiga ser reaproveitado o calor 
desaproveitado em outra etapa. 
 
Para este processo é utilizado o pentóxido de Vanádio como catalisador (V2O5), 
(Como as moléculas de dióxido de enxofre e de oxigênio reagem em contato com a 
superfície do pentóxido de Vanádio sólido, o processo se denomina: processo de 
contato). 
 
2 SO2(g) + O2(g) → 3 SO3(g). (2) 
(V2O5) 
O catalisador é utilizado para que se produza uma velocidade maior do que a 
velocidade espontânea do processo. A vida deste catalisador é de 5 a 6 anos. Os 
15 
 
rendimentos de conversão nunca são 100%, o rendimento de conversão do SO2 para 
SO3 varia entre 96% e 97%, inicialmente era de 98%, porém foi reduzido com o tempo. 
 
Na terceira e última etapa, um segundo conversor será operado a conversão em uma 
temperatura considerada ideal de 550ºC onde é dado o máximo de rendimento da 
oxidação do SO2 em SO3, sem o SO3 ser decomposto. 
Este processo tem uma conversão máxima a um custo mínimo, o tempo que o gás 
fica no conversor é aproximadamente de 2 a 4 segundos. Baixas temperaturas 
melhoram o rendimento do SO3 (Pelo princípio de Le Chatelier), o mesmo princípio 
determina que seja realizado em altas pressões, porém é usado a pressão atmosférica 
pois é mais econômico. 
 
Por fim o SO3 produzido sofre absorção da água (H2O) formando ácido sulfúrico com 
98%- 99% de concentração: 
 
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l). (3) 
 
Esta absorção sempre é realizada por um sistema de torre de absorção. Os gases 
procedentes da catálise se esfriam a uns 100°C aproximadamente e atravessam uma 
torre de oleum, para obter a absorção parcial de SO3. A torre de aço não precisa ser 
revestida internamente com substancias resistentes a corrosão, mas sim para o ácido 
cerca de 98,5% - 99% (revestido de porcelana química). 
 
A reação por dissolução do SO3 em água não é viável no processo industrial pois ele 
formaria uma névoa ao invés de formar um liquido. 
 
Na prática se dá através da a absorção por absorção do SO3 em concentrações de 
H2SO4 em água até que os gases residuais atravessem uma segunda torre, onde o 
SO3 que restou se lava com o ácido sulfúrico a 98% de concentração que acaba 
absorvendo o SO3 formando Oleum (H2S2O7) só assim ele é diluído com água para 
formar o ácido sulfúrico final que é desejado. 
 
H2SO4(l) + SO3(g) → H2S2O7(l). (4) 
16 
 
 
Este oleum formado reage então com água, como citado, para formar H2SO4 
concentrado. 
 
H2S2O7(l) + H2O(l) → 2 H2SO4(l). (5) 
 
Entre as etapas os ácidos de absorção são resfriados, e por fim os gases que não são 
absorvidos são descarregados na atmosfera através de uma chaminé. 
 
No processo de contato 60% de toda energia libertada é transformada em vapor de 
alta pressão. Sendo assim torna a fabricação do ácido sulfúrico barata pois o calor 
desaproveitado em uma etapa, pode ser aproveitado por outra etapa. 
 
Imagem 6 – Fluxograma Processo de Contato 
 
Fonte: SHEREVE 
 
 
 
 
 
 
17 
 
5 EQUIPAMENTO DO PROCESSO DE CONTATO 
 
O processo de contato produz ácido sulfúrico com concentrações de 98 a 100%, a 
seguir, temos os principais equipamentos do processo produtivo, bem como suas 
funções. 
Catalisador: A função do catalisador é aumentar a velocidade de reação. O 
catalisador mais utilizado é formado por terra de diatomáceas, constituído de 7% de 
V2O5 (pentoxido de vanádio). Possuem uma vida longa acima de 20 anos. 
Queimadores: O enxofre é armazenado na forma liquida e transferido por bombas 
sendo atomizado na fornalha. 
 
Tratamento do Gás do Queimador: O enxofre pode conter diversas impurezas, 
como CO2, N2, O2, Cl2. Para impedir a corrosão provocada pelas impurezas, 
normalmente é realizada uma secagem do gás de combustão do enxofre e o de 
oxidação do SO2, no combustor. Este procedimento é feito em torres contendo ácido 
sulfúrico 93-98%. 
 
Trocador de calor e resfriadores: É necessário realizar um ajuste de temperatura 
antes dos gases serem conduzidos ao primeiro estágio do conversor, para que o 
catalisador consiga aumentar substancialmente a velocidade da reação, com 
temperaturas entre 410 e 440 ºC. Os gases devem ser resfriados nos estágios de 
catalise, para que seja maior a taxa de conversão. 
 
Conversores:Os gases são resfriados passando pelos quatros estágios do 
conversor seguidamente. A conversão do SO2 em SO3 leva em consideração diversos 
aspectos, são eles: 
1. O equilíbrio varia inversamente com a temperatura e de maneira direta com a 
razão O2/SO2; 
2. A velocidade da reação é uma função direta da temperatura; 
3. A composição e a razão entre a quantidade de catalisador e a quantidade de 
SO3 formado afetam a velocidade de conversão ou a cinética da reação; 
4. A remoção do SO3 provoca a conversão de maior quantidade de SO2. 
 
18 
 
Mesmo sendo o equipamento mais importante da usina de ácido sulfúrico, existem 
outras variáveis que devem ser controladas e otimizadas para se extrair o máximo de 
desempenho. 
 
Absorvedores de trióxido de enxofre: O ácido sulfúrico (H2SO4) com concentração 
de 98,5 a 99% é o agente mais eficiente para absorção do trióxido de enxofre (SO3). 
 
O fluxo de gases agora contendo baixa concentração de dióxido de enxofre é 
reaquecido e conduzido de volta para o quarto estágio do coração catalítico do 
processo. O fluxo de gases contendo trióxido de enxofre obtido flui para a última torre 
de absorção onde é removido do sistema pela absorção com ácido sulfúrico. A adição 
de água nas torres de absorção permite conduzir a planta para produção das 
quantidades desejadas de ácido sulfúrico e oleum. O ácido diluído proveniente da 
secagem do ar é conduzido para as torres de absorção. 
6 RECUPERAÇÃO DO ÁCIDO SULFÚRICO 
O ácido sulfúrico produzido em grandes quantidades, sendo esta produção maior do 
que qualquer outra substância perdendo apenas para a água, possui diversas 
aplicações na indústria. Contudo, seu descarte é necessário quando o mesmo é rejeito 
no processo, sendo que quanto mais limpo o ácido usado, mais fácil será a sua 
recuperação, para que possa ser utilizado novamente. 
 
Podendo ser motivo de contaminação dos lençóis freáticos ou contaminante do solo, 
o H2SO4 usado nas indústrias, proveniente do rejeito dos processos, apesar de ser 
inviável economicamente, precisa ser tratado para realizar o retorno aos efluentes 
dentro dos parâmetros necessários sem contaminá-los. Dando-lhe a disposição final 
ambientalmente adequada dos rejeitos, atendendo, desta forma, as diretrizes 
estabelecidas na Lei 12305/10, referente à Política Nacional de Resíduos Sólidos. 
 
Existem indústrias que ao fazer uso do H2SO4 inicialmente, consegue tratar o 
subproduto gerado no final do processo e re-transformá-lo em matéria prima. 
Empresas como a Cristal Milenum, responsável por produzir pigmentos de dióxido de 
titânio (TiO2) usado para dar cor, brilho e cobertura, utiliza o H2SO4 para a extração 
19 
 
do TiO2, como oxidante. Dessa forma, conta com uma planta de recuperação do SO3 
gerado como sub-produto. E ao adicionar água ao SO3 em elevadas temperaturas, 
reconverte tudo a ácido sulfúrico novamente e reutiliza no processo inicial. 
De forma que: 
A Ilmenita, é inicialmente moída e misturada ao ácido sulfúrico concentrado. Depois 
encaminhado para um reator no qual ocorrem reações de sulfatação, sendo obtido 
depois da diluição em água, a solução de sulfato de titanila, acompanhada de diversos 
sulfatos de outros elementos presentes no minério. Em seguida, a solução de sulfatos 
é convertida em sulfato ferroso através de um processo de redução com o uso de 
limalha de ferro. Após a redução química, as impurezas, dentre elas minério não 
reagido, são separadas em um processo de sedimentação denominado clarificação 
do licor, depois é encaminhada para filtros onde ocorre a recuperação da fração 
líquida e os sólidos são neutralizados e destinados para depósito; e a fração com 
baixo teor de sólidos que é retirada do clarificador, sofre uma filtração e é 
encaminhada para a hidrólise. A reação de hidrólise ocorre quando o licor filtrado é 
submetido à fervura e diluído em água, após a adição uma pequena quantidade de 
núcleos de hidróxido de titânio (semeadura primária). O produto final da reação de 
hidrólise é formado por uma fase sólida constituída pelo hidróxido de titânio e pela 
água-mãe (ácido sulfúrico diluído), que contém sulfato ferroso e ainda várias 
impurezas. 
 
Segundo a CRISTAL PIGMENTOS DO BRASIL, o processo de recuperação do ácido 
sulfúrico de dá da seguinte forma: 
A polpa fica isolada é lavada em filtros adequados. As impurezas 
remanescentes são eliminadas por um tratamento ácido com ácido sulfúrico 
e pela adição de pó de alumínio, para a redução das mesmas. Todo o óxido 
de titânio obtido por hidrólise de solução sulfúrica de titânio fornece cristais 
básicos de anatase. Para a obtenção de rutilo é necessário que a polpa seja 
semeada com cristais básicos de rutilo. Cristais básicos e rutilo para a 
semeadura são obtidos quando se hidrolisa uma solução clorídrica de titânio. 
A polpa de hidróxido de titânio deve ser calcinada a elevadas temperaturas 
em um forno para remover a água aderida que é quimicamente ligada; os 
restos de ácido sulfúrico são para desenvolver as características desejadas 
nos cristais. Ainda antes da calcinação podem ser adicionados à suspensão 
20 
 
vários produtos químicos, a fim de influenciar a formação de cristais durante 
a calcinação, o produto final desta etapa é o dióxido de titânio – TiO2. Na 
última fase da produção, o produto calcinado é moído e tratado 
superficialmente. No tratamento são precipitados, sucessivamente, em 
ambiente aquoso, óxidos de vários metais sobre a superfície das partículas 
formadas por cristais de TiO2. A ação de cada óxido precipitado é muito 
específica; eles dão a propriedade final ao pigmento, aquela que este deverá 
possuir para atender as exigências da sua aplicação específica. Após o 
tratamento o produto é lavado com água para remoção de sais formados na 
etapa anterior e é submetido à secagem para remoção da umidade, por fim, 
o produto agora denominado pigmento é tratado com ingredientes orgânicos 
e é micronizado, para se obter um produto fino, homogêneo, com alta 
dispersibilidade (2018, p.41). 
 
E para recuperar a substância: 
Para absorver o SO3, a massa gasosa efluente do conversor é borbulhada numa ou 
mais torres contendo, em contracorrente, ácido sulfúrico. A água de diluição presente 
no agente absorvente reage com o SO3, como indicado pela seguinte equação: 
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) + Calor. (6) 
7 POLUIÇÃO A ENXOFRE 
Há relatos de que desde a Roma antiga existe poluição atmosférica, devido a queima 
de madeira. O problema da poluição do ar, agravou-se ao longo dos anos, 
principalmente na Revolução Industrial e persiste até os dias atuais. Por exemplo, em 
1952, várias pessoas morreram em Londres por conta de problemas respiratórios 
devido a poluição por compostos de enxofre, liberados na queima de carvão. 
 
Um dos maiores causadores de poluição é o dióxido de enxofre, não só produzido por 
processos industriais, mas por atividades vulcânicas também. A combustão de 
matérias que possuem enxofre em sua composição, consequentemente produz o 
dióxido de enxofre, que ao contato com a água produz ácido sulfúrico. 
 
Quando existe na atmosfera dióxido de enxofre, seja produzido por meios industriais 
ou vulcânicos, e acontece uma chuva, temos a produção de ácido sulfúrico, 
ocasionando a chuva ácida, que leva a destruição de monumentos e vegetações. 
21 
 
 
Ao queimar um combustível que contém enxofre, forma-se o dióxido de enxofre: 
 
S(g) + O2(g) → SO2(g) (7) 
 
Este é solúvel em água, e assim incorpora nas nuvens, formando ácido sulfúrico, o 
que diminui o pH das gotículas de água, formando a chuva ácida. Como na equação 
a baixo: 
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)(8) 
Quando chegam no solo, a concentração de enxofre presente fica depositada 
impossibilitando a plantação, caso ocorra a plantação, a ingestão desses vegetais traz 
vários danos à saúde. Já o ácido sulfúrico causa a desidratação de forma rápida, 
levando a remoção de açucares presentes nos vegetais e a queimaduras de pele, por 
conta da desidratação dos tecidos cutâneos. 
Imagem 7 – Chuva Ácida 
 
Fonte: eCycle 
Imagem 8 – Poluição Atmosférica 
 
Fonte: eCycle 
22 
 
8 CONCENTRAÇÃO 
Concentrador de ar sulfúrico, tem o seguinte esquema: 
O queimador fornece os gases quentes a cerca de 677 ºC a partir da combustão de 
óleo ou gás. Estes fumos quentes de combustão são soprados em contracorrente ao 
ácido sulfúrico, e são destinados a dois compartimentos do tambor de concentração, 
a água é removida no processo de borbulhamento que o ácido promove. Os gases 
efluentes a 227-246ºC do primeiro compartimento do tambor passam para o segundo, 
juntos com uma parte dos gases quentes da fornalha de combustão. Desse 
compartimento, saem a 171-182ºC e entram num tambor de arrefecimento, onde irão 
ser resfriados até chegar numa temperatura de 110-127ºC graças ao aquecimento do 
ácido diluído até seu ponto de ebulição. Uma vez que há um certo arraste do ácido 
sulfúrico, na sua forma de névoa, os gases quentes passam por um depurador Venturi, 
tipo Pease Anthony, com um separador a ciclone, e são lavados com o ácido de carga, 
para a remoção da névoa antes da descarga na atmosfera. Com isso se reduz a névoa 
ácida e reduz também, o custo de capital necessário num precipitador eletrostático de 
névoa. 
 
Eliminador de névoa Brink, a fibra de vidro, para gases que contêm névoa de ácido 
sulfúrico. Para a eliminação da névoa nos concentradores de ácido sulfúrico e nos 
fumos de chaminé das usinas de ácido sulfúrico a contato. Tal procedimento dá a 
concentração final do ácido numa margem de 93%. Os gases quentes auxiliados pela 
ação oxidante que o ácido sulfúrico quente proporciona, também queimam muitas 
impurezas que podem ou não ser encontradas no ácido que esteja sendo 
concentrado. Deste modo, os concentradores a ar soprado são muitas vezes 
empregados na reconcentração dos ácidos usados na nitração, nas fábricas de 
munição. Quando o ácido usado provém da purificação do petróleo, a corrente de 
ácido que vai do segundo para o primeiro compartimento irá passar por um tanque 
intermediário de depósito, onde vão algumas das impurezas carbonáceas não 
voláteis. Os dois compartimentos do concentrador são desses materiais: Aço e 
revestidos por chumbo e cerâmica à prova de ácido. Neste tipo de concentrador, o 
ponto de ebulição do ácido é reduzido a 43ºC para o ácido a 93% pelo efeito do ar 
quente, que reduz a pressão parcial do vapor de água no vapor da solução ácida. 
23 
 
Imagem 9 – Esquema de fabricação de ácido sulfúrico 
 
Fonte: SHEREVE 
9 OBTENÇÃO INDUSTRIAL DE ENXOFRE NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO E 
GÁS 
O enxofre é uma das matérias primas básicas mais importantes nas indústrias 
químicas. Existe na natureza em forma livre e combinado em minérios, como a pirita 
(FeS2). É também um importante constituinte do petróleo e gás natural (na forma de 
H2S). A mais importante aplicação do enxofre é o ácido sulfúrico. (Shreve, R.Norris, 
1997). 
A tecnologia possibilitou maior aplicação na produção de ácido sulfúrico que levou à 
utilização de métodos mais seguros e com menores custos de produtividade, entre 
eles, o Processo Frasch, o Processo Claus e o Outokumpu. Com a descoberta desses 
métodos a produção de enxofre aumentou através da recuperação de gás natural e 
petróleo. 
PROCESSO DE FRASCH 
O processo de Frasch foi criado por Herman Frasch em Louisiana, Texas em 1891. 
Foi o primeiro processo de extração de enxofre comercialmente rentável e que deu 
grande impulso ao desenvolvimento das indústrias que dependem deste elemento 
24 
 
químico. O processo é hoje responsável por 23% da produção mundial e a maior forma 
de obtenção do enxofre e compreende em usar vapor sobreaquecido para derreter o 
enxofre que está por baixo do solo em jazidas submarinas e extraí-lo bombeando no 
estado líquido através do uso de ar comprimido. 
O equipamento aplicado para perfurar os poços até ao fundo dos estratos sulfurosos 
é usado frequentemente na perfuração de poços de petróleo, alcançando uma 
profundidade entre 150 e 760 metros. (H2SO4, 2010) 
O elemento é obtido com pureza entre 99 e 99,9%, sem traços de arsénico, selénio 
ou telúrio. As impurezas presentes são normalmente constituídas por pequenas 
quantidades de cinzas, ácido sulfúrico e também de traços de óleo ou material 
carbonoso, nos casos em que o depósito de enxofre está localizado perto de poços 
de petróleo. (H2SO4, 2010) 
O enxofre líquido passa por linhas aquecidas a vapor até um separador, onde o ar é 
removido. Após isso, o enxofre pode ser solidificado em grandes cubas de depósito, 
ou pode ser mantido em estado líquido, em tanques de armazenamento aquecidos a 
vapor. 
Imagem 10 – Processo de Frasch
 
Fonte: SlidePlayer 
25 
 
PROCESSO DE CLAUS 
O processo de Claus é utilizado na indústria de petróleo e gás, foi inventado por Carl 
Friedrich Claus, a fim de diminuir a quantidade de de dióxido de enxofre e sulfeto de 
hidrogênio na atmosfera pois esses gases são poluentes. Esse método produz 
enxofre com grau de pureza superior ao material obtido pelo processo Frasch. 
 
O processo recupera enxofre na forma de sulfeto de hidrogénio gasoso existente no 
gás natural, a partir da refinação do petróleo e outros processos industriais. A princípio 
o gás sulfídrico libertado é recolhido diante dos fumos da chaminé e misturado com 
uma quantidade adequada de ar, depois é queimado no forno Claus. Este forno é 
cilíndrico e contém camadas cujo constituinte principal é o óxido de ferro, que funciona 
como catalisador. O sulfeto de hidrogênio é, portanto, obtido e queimado em fornos 
especiais com o objetivo de preparar o dióxido de enxofre para a produção de ácido 
sulfúrico, sendo possível converter o enxofre recuperado conforme as reações a 
seguir: 
2 H2S(g) + 3 O2(g)→2 SO2(g) + 2 H2O(l) (8) 
SO2(g) + 2 H2S(g)→3S(l) + 2 H2O(l) (9) 
O gás sulfeto de hidrogênio é originado da unidade de tratamento físico e químico de 
gases nas refinarias, como plantas de processamento de gás natural e gaseificação 
ou plantas de gás de síntese. 
 
O sulfeto de hidrogénio produzido, por exemplo, na hidrodessulfurização de nafta 
proveniente de refinaria e outros óleos derivados de petróleo, é convertido em enxofre 
nas plantas de processo Claus. (Mendes et al,2011) 
 
A principal equação da reação global é: 
2 H2S + O2→S2+ 2 H2O (10) 
 
 
 
26 
 
Imagem 11 - Processo Claus fonte: ebah - Tecnologia do enxofre 
 
Fonte: EBAH - Tecnologia do enxofre 
 PROCESSO DE OUTOKUMPU 
 
As quantidades de enxofre extraídas das pirites ferrosas atingiram 5,01 milhões de 
toneladas no mundo ocidental em 1973, enquanto os gases de metalurgia dos sulfetos 
não ferrosos contribuíram com 4,93 milhões de toneladas de equivalente em enxofre. 
(Mendes et al., 2011) 
 
Este processo industrial consiste em recuperar enxofre elementar a partir de pirites 
(FeS2) e de outros sulfetos minerais, convertendo o enxofre em dióxido de enxofre, 
que posteriormente é recuperado para a conversão de ácido sulfúrico. Os fornos a 
arco produzem dióxido de enxofre mais concentrado, por esse motivo é indicado para 
a recuperação de enxofre elementar ou de ácido sulfúrico. 
10 CONCLUSÃO 
 
A partir do estudo realizado, podemos concluir que o enxofre é um elemento 
importante para a indústriaquímica, visto que a partir dele é possível fazer vários 
27 
 
produtos de uso constante da população, como: borrachas, fertilizantes, 
medicamentos. O enxofre é responsável também pela produção do ácido sulfúrico um 
dos produtos técnicos mais importantes para a indústria. Sabendo que sua 
importância é tão grande que percebe-se que seu consumo é significativo para o 
desenvolvimento de um país. 
 
O ácido sulfúrico é relativamente barato, pois suas características tais como: dibásico, 
agente oxidante, ácido forte, desidratante, permite a possibilidade de ser utilizado em 
grande parte da indústria, além disso sua ação desidratante ajuda em alguns 
processos químicos, como sulfonação, nitração e esterificação, melhorando os 
rendimentos nos processos. 
 
O processo de contato é um dos mais utilizados para a produção do ácido sulfúrico, 
neste processo temos a queima do enxofre e consequentemente forma o dióxido de 
enxofre durante o processo, porém o dióxido de enxofre é um dos maiores causadores 
de poluição atmosférica e por conta disso, existem equipamentos para modificar o 
dano ao meio ambiente, tanto que o processo de contato foi modificado para utilizar a 
dupla absorção, o que diminui as emissões de dióxido de enxofre na atmosfera e 
aumentam os seus rendimentos. Este processo é tão imprescindível que é 
responsável pela produção mundial do ácido sulfúrico, que passa de toneladas por 
ano. 
 
A recuperação e reutilização do ácido sulfúrico é importante para evitar a poluição das 
correntes fluviais e lençóis freáticos, quanto mais concentrado e limpo melhor para a 
sua recuperação. O ácido sulfúrico pode ser substituído pelo clorídrico, já que as 
soluções usadas por este segundo ácido, podem ser tratadas e reconcentradas, 
evitando um maior desgaste ao meio ambiente, o que é uma preocupação mundial, 
preservando-o para o futuro. 
 
Assim, conhecemos os métodos de obtenção do enxofre, a forma de produção do 
ácido sulfúrico, o processo de contato, os equipamentos utilizados, a obtenção do 
enxofre na indústria de petróleo e gás, os riscos causados por esses dois elementos 
no meio ambiente. 
28 
 
11 REFERÊNCIAS 
 
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https://www.ebah.com.br/content/ABAAAhIxgAH/acido. Acesso em 05 de Out. de 
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de 2018. 
 
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29 
 
 
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https://www.ebah.com.br/content/ABAAAfSSYAB/tecnologia-enxofre-apresentacao>. 
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