DMDS es disulfuro de dimetilo, CH3SSCH3 — un líquido organosulfurado de incoloro a amarillo pálido con un fuerte olor a ajo, CAS 624-92-0, comprado por refinerías y plantas petrochemicas como portador de azufre.
Contiene 68 % de azufre en masa y lo libera como sulfuro de hidrógeno cuando se calienta con hidrógeno sobre un catalizador.
Propiedades e identificadores del DMDS
El DMDS se identifica por el CAS 624-92-0 y se transporta bajo UN 2381, y se comporta como un líquido denso, poco soluble en agua, que hierve justo por encima de 100 °C y tiene un punto de inflamación por debajo de la temperatura ambiente.
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Número CAS | 624-92-0 |
| Número CE | 210-871-0 |
| Número UN | 2381 (clase 3, riesgo subsidiario 6.1, grupo de embalaje II) |
| Fórmula | C2H6S2 (CH3SSCH3) |
| Masa molecular | 94.2 |
| Apariencia | Líquido de incoloro a amarillo pálido |
| Olor | Característico a ajo / cebolla |
| Punto de ebullición | 109–110 °C |
| Punto de fusión | −85 °C |
| Densidad relativa (agua = 1) | 1,06 a 20 °C |
| Solubilidad en agua | 2,5 g/L a 20 °C (pobre) |
| Presión de vapor | 3,8 kPa a 25 °C |
| Densidad de vapor relativa (aire = 1) | 3.2 |
| Punto de inflamación | 10 °C vaso cerrado (ICSC 1586); 24 °C vaso cerrado (HSDB) |
| Temperatura de autoignición | > 300 °C |
| Límites de explosividad en aire | 1,1–16 vol % |
| Contenido de azufre | 68,1 % en masa |
| Umbral olfativo | 0,00078–0,0036 ppm |
| Límite de exposición ocupacional | 0,5 ppm, TWA de 8 horas, notación cutánea |
Para qué se utiliza el DMDS
El DMDS se utiliza industrialmente como portador de azufre: el agente sulfurante que convierte un catalizador de hidrotratamiento fresco a su forma activa, y la fuente de azufre dosificada en hornos petrochemicos para reducir las operaciones de decoquización.
Fuera de las unidades de proceso sirve como intermedio en química fina y como anticorrosivo en metalurgia. Está registrado en EE. UU. como fumigante de suelo de preplantación que, coaplicado con cloropicrina, se espera que sirva como sustituto del bromuro de metilo. Aparte de ese registro, está listado como sustancia aromatizante alimentaria y como ingrediente de fragancia.
Sulfuración de catalizadores de refinería
La sulfuración convierte los óxidos metálicos de un catalizador de hidroprocesamiento fresco en los sulfuros que son su estado activo, y el DMDS es el agente dosificado en la alimentación de arranque para suministrar el azufre. Los hidrotratadores e hidrocraqueadores son las unidades habituales; la deshidrogenación de propano co-alimenta DMDS con un propósito diferente, para mantener la coquización baja en el catalizador de Pt–Sn.
La descomposición sobre el catalizador comienza entre 160 y 190 °C, y la inyección normalmente comienza una vez que la entrada del reactor alcanza los 180 °C. La conversión completa llega más tarde y depende de la presión, la velocidad espacial y el tipo de catalizador; el relato de un refinador la sitúa por encima de 460–500 °F.
La cantidad de pedido proviene de la carga de catalizador. Un catalizador de hidroprocesamiento capta 5–13 % en masa % de azufre durante la activación dependiendo de su carga metálica; dividir el azufre requerido por el contenido de azufre del agente da el tonelaje. Topsoe dimensiona con 67,2 % en masa %, por lo que 100 t de catalizador con 10 % en masa % de captación requieren aproximadamente 14,9 t de DMDS, y el manual recomienda mantener un 15 % de exceso en el sitio — 25 % cuando la activación funciona con gas de una sola pasada.
Anti-coquización en craqueadores de vapor
En un horno de etileno el DMDS se dosifica continuamente en la alimentación o en el vapor de dilución, donde el H2S que libera sulfuriza la superficie de la bobina y suprime la formación de monóxido de carbono. La práctica industrial es un paso inicial de sulfuración seguido de una adición continua durante la corrida.
Un ensayo publicado sobre etano en condiciones de craqueo midió que el DMDS continuo aumentaba las velocidades de coquización aproximadamente siete veces en aleaciones sin aluminio, mientras que la formación de óxidos de carbono cayó por un factor de cinco; sus autores aún concluyen que el uso industrial no puede evitarse, debido a los óxidos de carbono más que al coque. En alimentaciones pesadas como la nafta el DMDS sí actúa como inhibidor de coque, por lo que el resultado con etano no se traslada a toda la gama de alimentaciones.
La dosis tiene un óptimo por debajo del habitual industrial. En un estudio combinando el craqueo de laboratorio con datos de una planta de etano en funcionamiento, 20 ppmw dieron una tasa de coquización 52 % por debajo de la propia dosis de 111 ppmw de la planta, con CO también más bajo.
DMDS vs DMS y TBPS
Los tres son portadores de azufre que se descomponen en H2S, y difieren en cuánto azufre entrega una tonelada, con qué facilidad se libera y qué hidrocarburo queda atrás. Por masa, el DMDS porta 68,1 % de azufre, el TBPS 454 alrededor de 54 % y el sulfuro de dimetilo 51,6 %, por lo que un trabajo dimensionado en toneladas de azufre necesita aproximadamente un cuarto más de TBPS que de DMDS.
El TBPS cede su azufre a una temperatura más baja que el DMDS, lo que puede dejar menos mercaptanos sin descomponer en condiciones de sulfuración. Lo que deja cada uno importa más que la temperatura: el DMDS se descompone principalmente en metano, con metil mercaptano — soluble en agua, por lo que sigue al agua agria — cuando la conversión es incompleta, mientras que el TBPS produce isobutano y tert-butil mercaptano, que hierven más alto y permanecen con el líquido.
La sulfuración en fase gaseosa requiere DMDS; el TBPS no puede usarse de esa manera. El sulfuro de dimetilo es el compuesto de los tres que también aparece en mezclas odorantes de gas natural, lo cual es una razón por la que los dos nombres se confunden.
Especificación, Envasado y Almacenamiento del DMDS
Una especificación de DMDS es breve: pureza por GC, agua por Karl Fischer, acidez, color y densidad. El grado comercializado es 99,5 % puro; nuestro propio DMDS se suministra a ≥ 99,5 % en tambores de 200 L o por contenedor ISO.
Los métodos en esas líneas son los generales para cada propiedad — ASTM E203 para agua por Karl Fischer volumétrico, D1613 para acidez, D1209 para color platino-cobalto, D4052 para densidad en un medidor digital — y ningún método ASTM o ISO publicado está escrito para un ensayo de pureza de DMDS, por lo que esa línea dice simplemente “por GC”.
En el documento de transporte, el DMDS es UN 2381, clase 3 con un riesgo subsidiario 6.1, grupo de embalaje II. La clasificación aduanera es segura solo hasta 2930.90, la línea residual de seis dígitos para compuestos organosulfurados; la subdivisión nacional por debajo de eso depende del uso para el que se declaren las mercancías, y el arancel de EE. UU. desglosa una línea de pesticidas antes de la residual.
El almacenamiento sigue el punto de inflamación y la toxicidad acuática: a prueba de fuego, contenedores bien cerrados, separados de oxidantes, y en un área sin acceso a desagüe o alcantarillado. Por encima de 10 °C, la ICSC requiere un sistema cerrado con ventilación y equipo eléctrico a prueba de explosión.