Kaj je hidrodesulfurizacija?

Hidrodežveplanje, znano tudi kot HDS, je postopek, pri katerem se žveplo odstrani iz surove nafte in surovin, pridobljenih iz nafte za petrokemično industrijo, tako da se združi z vodikom, da nastane vodikov sulfid (H2S). Domneva se, da je surova nafta nastala več milijonov let iz plasti mrtvega planktona na morskem dnu. Ker je žveplo prisotno v vseh živih bitjih, je v olju ostanek žvepla v obliki sulfidov in organskih žveplovih spojin, kot so tioli in tiofeni. Te spojine veljajo za nezaželene.

Ko se izgoreva nafta ali naftni proizvodi, ki vsebujejo žveplove spojine, se žveplo oksidira v žveplov dioksid (SO2), onesnaževalo, ki lahko povzroči težave z dihali in je glavni dejavnik kislega dežja. Zgorevanje fosilnih goriv je glavni vir onesnaženja s SO2. Hidrodežveplanje je postalo vse pomembnejše po sprejetju v mnogih državah novih predpisov glede ravni žvepla v naftnih derivatih, da bi zmanjšali emisije SO2. Zaradi tega imajo rafinerije nafte običajno enoto HDS.

Druga težava z žveplom v olju je, da lahko zmanjša učinkovitost katalizatorjev, ki se uporabljajo za pretvorbo naftnih surovin v druge proizvode. Žveplo v bencinu vpliva tudi na katalizatorje v avtomobilih. Za ta učinek so potrebne le zelo nizke ravni, kar je znano kot “zastrupitev” katalizatorja.

V procesu hidrodežveplanja se mešanica surovine na osnovi olja in vodikovega plina segreje na 300-400°C in se pod tlakom do 130 atmosfer črpa v reaktor za hidrorazžveplanje. Tukaj mešanica prehaja čez katalizator, ki prekine vezi žveplo-ogljik, kar omogoča, da žveplo reagira z vodikom, da tvori vodikov sulfid. Obstaja več katalizatorjev za hidrodežveplanje, vendar je tisti, ki se najpogosteje uporablja, sestavljen iz molibdenovega sulfida, ki vsebuje kobalt na osnovi aluminijevega oksida. H2S izteče iz reaktorja skupaj s presežkom vodika v enoto za obdelavo, kjer se loči, kar omogoča, da se vodik reciklira skozi proces. Za znižanje vsebnosti žvepla na zahtevano raven bo morda potrebnih več ciklov.

Vodikov sulfid, ki ga proizvaja HDS, se pretvori v elementarno žveplo s postopkom, znanim kot Clausov proces – rafinerije imajo običajno Clausovo enoto za ta namen. Velik del tako pridobljenega žvepla se uporablja za proizvodnjo žveplove kisline. Čeprav se nahajališča žvepla še vedno izkopavajo, je danes večina žvepla iz nafte po postopkih HDS in Claus.