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Erdöl-Aufarbeitung

Entschwefeln

Viele katalytische Prozesse arbeiten mit schwefelempfindlichen Katalysatoren. Um eine Vergiftung des Katalysators zu vermeiden, müssen die organischen Schwefelverbindungen entfernt werden. Des Weiteren bilden Schwefelverbindungen bei der Verbrennung SO2, welches, wenn es in die Umwelt gelangt, in Verbindung mit Wasser sauren Regen bildet. Die Umwandlung des Schwefels geschieht durch katalytische Hydrierung im Hydrofiner. Der gebildete Schwefelwasserstoff wird einer Clausanlage zugeführt.

Hydrofiner

Abb.1
aus der Broschüre Öl - Rohstoff und Energieträger , Mineralölwirtschaftsverband , 1996, S. 23

Das schwefelhaltige Einsatzprodukt wird zunächst mit Wasserstoff vermischt und erhitzt. Im Reaktor reagiert das heiße Gemisch bei 300-400 °C und 2,5 bis 6 MPa am Katalysator. Dabei werden die schwefelorganischen Verbindungen mit dem Wasserstoff zu H2S und entsprechenden Kohlenwasserstoffen umgesetzt. Die Katalysatoren sind schwefelbeständige Cobalt/Molybdän-Trägerkatalysatoren.Nicht umgesetzer Wasserstoff wird abgetrennt und in den Wasserstoffkreislauf zurückgeführt. Anschließend wird das entschwefelte Produkt vom Schwefelwasserstoff getrennt. Aus dem Produkt wird das H2S in einer Stripperkolonne ausgetrieben und das entschwefelte Produkt am Kolonnensumpf entnommen. Anschließend werden die H2S-haltigen Gase aufgearbeitet. Als Waschlösung kommt z.B. Diethanolamin zum Einsatz, welches das H2S aufnimmt und es beim Erhitzen wieder abgibt.Der Schwefelwasserstoff wird in einer nachgeschalteten Claus-Anlage zu elemantarem Schwefel umgesetzt.

Claus-Verfahren

Abb.2
aus der Broschüre Mineralöl und Raffinerien, Mineralölwirtschaftsverband , 2003, Abb. 18, S. 13

Beim Claus-Prozess wird der übelriechende Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel verbrannt. Dazu wird der Schwefelwasserstoff in einer Brennkammer mit Sauerstoffunterschuss teilweise zu SO2 umgesetzt. Die entstandene Mischung aus zwei Teilen Schwefelwasserstoff und einem Teil Schwefeldioxid synproportioniert schon teilweise im Ofen. In nachgeschalteten Reaktoren wird dann das SO2 mit dem H2S an einem Bauxitkatalysator zu elementarem Schwefel und Wasser synproportioniert. Drei hintereinander geschaltete Reaktoren erreichen einen Umsatz von mehr als 99 %.

H 2 S + 1,5 O 2 S O 2 + H 2 O S O 2 + 2 H 2 S 3 S + 2 H 2 O ¯ 3 H 2 S + 1,5 O 2 3 S + 3 H 2 O

Der flüssige Schwefel wird in der so genannten Schwefelgrube (= Tank) gesammelt. Die bei der Reaktion frei werdende Energie wird zur Dampferzeugung verwendet. Restgehalt an Schwefelwasserstoff im Abgasstrom wird durch Verbrennung vollständig zum Oxid umgesetzt.

Der so erzeugte Schwefel wird als Wertstoff an die chemische Industrie verkauft, wo er vor allem zu Schwefelsäure umgesetzt wird, welche zur Düngemittelproduktion verwendet wird.

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