In der Natur kommen Schwefel und Schwefelverbindungen vor, deren Gerüche beispielsweise an Stinktierspray oder faule Eier erinnern. Aufgrund seines üblen Geruchs bezeichnet die Erdgasindustrie jedes schwefelhaltige Erdgas als Sauergas. Schwefel ist nicht nur übelriechend, sondern kann in hohen Konzentrationen auch tödlich und korrosiv sein. Daher ist seine Entfernung aus Erdgasströmen ein unerlässlicher Prozess, die sogenannte Erdgasentschwefelung.
Damit Erdgas als sauer gilt, muss der Schwefelwasserstoffgehalt 5,7 Milligramm pro Kubikmeter überschreiten. Zur Erdgasentschwefelung wird üblicherweise ein Verfahren namens Aminbehandlung eingesetzt, um Schwefel aus dem Gasstrom zu entfernen. Schwefel bindet an Amine und wird so aus dem Gasstrom entfernt, wenn das Gas den mit Aminen gefüllten Turm durchströmt. Die Aminbehandlung ähnelt der Glykolbehandlung, da in beiden Fällen eine flüssige Lösung verwendet wird, um unerwünschte Elemente und Verbindungen aus dem Erdgas zu entfernen.
Schwefel riecht zwar unangenehm, ist aber auch nützlich. Er wird beispielsweise häufig in Düngemitteln, Streichhölzern und Insektiziden verwendet und dient zur Herstellung von Schwefelsäure, die in vielen Industriezweigen Anwendung findet. Der aus Erdgasströmen entfernte Schwefel kann mithilfe des Claus-Verfahrens gewonnen und als separates Produkt verkauft werden.
Das Claus-Verfahren besteht aus zwei Schritten: dem thermischen Schritt und dem katalytischen Schritt.
Die thermische Behandlung dient dazu, den Großteil des aus dem Gasstrom abgetrennten Schwefelwasserstoffs in Schwefel umzuwandeln. Dies geschieht durch Oxidation des Schwefelwasserstoffs mit Luft bei hohen Temperaturen. In diesem Schritt werden etwa 60–70 % des Schwefels gewonnen.
Der katalytische Schritt dient dazu, den verbleibenden Schwefelwasserstoff und den neu entstandenen Schwefel durch gemeinsames Erhitzen über einem Katalysator, üblicherweise aktiviertem Aluminiumoxid und einem speziellen Titandioxid, zu weiterem Schwefel umzuwandeln. Das spezielle Titandioxid trägt zur Umwandlung des verbleibenden Schwefelwasserstoffs in Schwefel bei, während das aktivierte Aluminiumoxid das Titandioxid vor Sulfatierung durch eindringenden Sauerstoff schützt.
Etwa 97 % des aus Erdgasströmen entfernten Schwefels werden mithilfe des Claus-Verfahrens zurückgewonnen. In China werden etwa 15 % des gesamten produzierten Schwefels aus Erdgasströmen extrahiert.
Veröffentlichungsdatum: 05.08.2019