In de natuur komen van nature zwavel en zwavelverbindingen voor, met geuren zoals stinkdierspray en rottende eieren. De reputatie van zwavel als een vreselijk stinkend element heeft ertoe geleid dat de aardgasindustrie aardgas met zwavel erin 'zuur gas' noemt. Naast de afschuwelijke geur kan zwavel ook dodelijk zijn voor mensen wanneer de concentratie hoog genoeg is, en het is bovendien corrosief. Daarom is het verwijderen van zwavel uit aardgasstromen een essentieel proces, dat aardgaszuivering wordt genoemd.
Om aardgas als zuur te beschouwen, moet het waterstofsulfidegehalte hoger zijn dan 5,7 milligram per kubieke meter aardgas. Aardgaszuivering vindt meestal plaats door middel van een proces dat aminebehandeling wordt genoemd, om zwavel uit de gasstroom te verwijderen. Zwavel heeft een affiniteit voor amine en wanneer het door een toren met amine stroomt, hecht de zwavel zich aan het amine en wordt het uit de stroom verwijderd. Aminebehandeling werkt vergelijkbaar met glycolbehandeling, omdat beide processen een vloeibare oplossing gebruiken om ongewenste elementen en verbindingen uit aardgasstromen te verwijderen.
Zwavel ruikt weliswaar, maar het kan ook nuttig zijn. Zo wordt zwavel bijvoorbeeld vaak gebruikt in kunstmest, lucifers en insecticiden, en het wordt gebruikt voor de productie van zwavelzuur, dat vele industriële toepassingen kent. De zwavel die uit aardgasstromen wordt verwijderd, kan met behulp van het Claus-proces worden teruggewonnen en als apart product van aardgas worden verkocht.
Het Claus-proces bestaat uit twee stappen: de thermische stap en de katalytische stap.
De thermische stap is ontworpen om het grootste deel van het uit de gasstroom verwijderde waterstofsulfide om te zetten in gewone zwavel. Dit gebeurt door waterstofsulfide bij hoge temperaturen met lucht te oxideren. Ongeveer 60-70% van de zwavel wordt tijdens deze stap geproduceerd.
De katalytische stap is ontworpen om het resterende waterstofsulfide en de nieuw gevormde zwavel te gebruiken om nog meer zwavel te produceren door ze samen te verhitten boven een katalysator, meestal geactiveerd aluminiumoxide en een speciaal titaniumdioxide. Speciaal titaniumdioxide helpt bij de omzetting van het resterende waterstofsulfide in zwavel en geactiveerd aluminiumoxide helpt het titaniumdioxide te beschermen tegen sulfatering als gevolg van zuurstofdoorbraak.
Ongeveer 97% van de zwavel die uit aardgasstromen wordt verwijderd, wordt teruggewonnen met behulp van het Claus-proces. In China wordt ongeveer 15% van alle geproduceerde zwavel uit aardgasstromen gewonnen.
Geplaatst op: 05-08-2019