Dans la nature, le soufre et ses composés dégagent des odeurs telles que l'urine de moufette et les œufs pourris. La réputation nauséabonde du soufre a conduit l'industrie du gaz naturel à qualifier de « gaz acide » tout gaz naturel en contenant. Outre son odeur pestilentielle, le soufre peut être mortel pour l'homme à forte concentration et est également corrosif. Son élimination du gaz naturel est donc essentielle ; on parle alors d'adoucissement du gaz naturel.
Pour qu'un gaz naturel soit considéré comme acide, sa teneur en sulfure d'hydrogène doit dépasser 5,7 milligrammes par mètre cube. L'adoucissement du gaz naturel repose généralement sur un procédé appelé traitement aux amines, qui permet d'éliminer le soufre des flux gazeux. Le soufre a une affinité pour les amines ; lors de son passage dans la tour de traitement, il s'y fixe et est ainsi éliminé du flux. Le traitement aux amines fonctionne de manière similaire au traitement au glycol, car tous deux utilisent une solution liquide pour éliminer les éléments et composés indésirables des flux de gaz naturel.
Le soufre a une odeur, certes, mais il peut aussi être utile. Par exemple, il est fréquemment utilisé dans les engrais, les allumettes et les insecticides, et sert à fabriquer l'acide sulfurique, qui a de nombreuses applications industrielles. Le soufre extrait des flux de gaz naturel peut être récupéré grâce au procédé Claus et vendu séparément.
Le procédé Claus comporte deux étapes : l'étape thermique et l'étape catalytique.
L'étape thermique vise à transformer la majeure partie du sulfure d'hydrogène extrait du flux gazeux en soufre. Ce procédé consiste à oxyder le sulfure d'hydrogène avec de l'air à haute température. Environ 60 à 70 % du soufre est produit lors de cette étape.
L'étape catalytique vise à transformer le sulfure d'hydrogène résiduel et le soufre nouvellement formé en soufre, par chauffage simultané sur un catalyseur, généralement de l'alumine activée et un dioxyde de titane spécifique. Ce dernier favorise la conversion du sulfure d'hydrogène résiduel en soufre, tandis que l'alumine activée protège le dioxyde de titane de la sulfatation due à l'oxydation.
Environ 97 % du soufre extrait des flux de gaz naturel est récupéré grâce au procédé Claus. En Chine, environ 15 % du soufre produit est extrait des flux de gaz naturel.
Date de publication : 5 août 2019