文字通り、自然界にはスカンクの臭いや腐った卵の臭いなど、硫黄や硫黄化合物の悪臭が存在します。硫黄は悪臭を放つ元素として知られているため、天然ガス業界では硫黄を含む天然ガスを「サワーガス」と呼んでいます。硫黄は悪臭だけでなく、濃度が高いと人体に致命的な毒性を示すこともあり、腐食性も高いです。そのため、天然ガスから硫黄を除去することは不可欠な工程であり、これを天然ガスの脱硫処理と呼びます。
天然ガスが「サワーガス」とみなされるには、硫化水素の含有量が天然ガス1立方メートルあたり5.7ミリグラムを超えなければなりません。天然ガスの脱硫処理では、通常、ガス流から硫黄を除去するためにアミン処理と呼ばれるプロセスが用いられます。硫黄はアミンと親和性があり、アミンを含む塔を通過する際に、硫黄はアミンに付着してガス流から除去されます。アミン処理は、天然ガス流から不要な元素や化合物を除去するために液体溶液を使用するという点で、グリコール処理と似た仕組みで機能します。
硫黄は確かに臭いがありますが、有用な物質でもあります。例えば、硫黄は肥料、マッチ、殺虫剤などに頻繁に使用され、多くの工業用途を持つ硫酸の製造にも用いられます。天然ガス流から除去された硫黄は、クラウス法を用いて回収し、天然ガスとは別の製品として販売することができます。
クラウス法は、熱反応段階と触媒反応段階の2つの段階から構成される。
熱処理工程は、ガス流から除去された硫化水素の大部分を通常の硫黄に変換することを目的としています。これは、高温下で硫化水素を空気で酸化することによって行われます。硫黄の約60～70%はこの工程で生成されます。
触媒反応工程は、残存する硫化水素と新たに生成された硫黄を、触媒（通常は活性アルミナと特殊な二酸化チタン）上で加熱することにより、さらに多くの硫黄を生成するように設計されている。特殊な二酸化チタンは、残存する硫化水素を硫黄に変換するのを助け、活性アルミナは、酸素の侵入による二酸化チタンの硫酸化被毒を防ぐのに役立つ。
天然ガス流から除去される硫黄の約97%は、クラウス法を用いて回収される。中国では、生産される硫黄全体の約15%が天然ガス流から抽出されている。
投稿日時：2019年8月5日