Hydrotreating
Durch Raffination wird aus verschieden Teilprodukten der Rohöldestillation der enthaltene Schwefel entfernt. Aber auch andere unerwünschte Komponenten, wie z. B. Stickstoff oder Aromaten, werden reduziert.
Dies geschieht in Gegenwart von Wasserstoff.
Bei der Entschwefelung reagieren Schwefelverbindungen an einem Katalysator mit Wasserstoff unter Bildung von Schwefelwasserstoffgas H2S. Das Gas wird abgetrennt und in sogenannten Clausanlagen zu Schwefel verarbeitet. ab.
Der Hydrotreater ist eine der wichtigsten Raffinationsprozesse. Die Anforderungen an den Schwefelgehalt sind in den letzten Jahren ständig erhöht worden. Das Produkt – beispielsweise Benzin oder Heizöl – wird zunächst mit Wasserstoff vermischt und erhitzt. Das heiße Gemisch leitet man in einen Reaktor, der mit einem Katalysator gefüllt ist.
Dort verbinden sich bei einer Temperatur zwischen 300 und 400 Grad Celsius über dem Katalysator der Schwefel aus dem schwefelhaltigen Produkt mit dem Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff. Das gereinigte Produkt, der entstandene Schwefelwasserstoff und übrig gebliebener Wasserstoff werden im nächsten Schritt getrennt.
Der Wasserstoff kehrt an den Ausgangspunkt des Verfahrens zurück, während der Schwefelwasserstoff in nachgeschalteten Clausanlagen zu elementarem Schwefel umgesetzt wird. Durch das Hydrotreaten wird aber nicht nur der Schwefelgehalt in den Produkten herabgesetzt, sondern auch die Produktqualität verbessert. So wird beispielsweise die Zündwilligkeit vom Dieselkraftstoff heraufgesetzt. Für den praktischen Fahrbetrieb bedeutet dies geringere Korrosion, Verringerung der Rückstandsbildung im Verbrennungsraum und geringerer Verschmutzungsgrad der Motorenöle bei Kaltfahrbetrieb.
Der im Hydrotreater, aber auch bei vielen anderen Verarbeitungsvorgängen in der Raffinerie anfallende Schwefelwasserstoff – ein extrem giftiges Gas, nach dem auch faule Eier riechen – wird unter definierten Bedingungen (beispielsweise Temperatur) in der Clausanlage zu elementarem Schwefel und Wasser verbrannt. Der so erzeugte, gelbe Flüssigschwefel ist geruchsfrei.
Schwefelwasserstoff H2S bildet beim einfachen Verbrennen mit Luft Schwefeldioxid SO2. In der Schwefelgewinnungsanlage erfolgt im Ofen nur eine Teilverbrennung, bei der von drei Teilen H2S nur ein Teil zu SO2 umgesetzt wird. Die entstehende Mischung aus zwei Teilen H2S und einem Teil SO2 reagiert schon im Ofen, aber vor allem im Reaktor zu Schwefel und Wasser. Der Schwefel ist unter den Prozessbedingungen flüssig und wird in einem Schwefeltank gesammelt.
Die drei hintereinander geschalteten Reaktoren bewirken einen fast vollständigen Ablauf (= 96 Prozent) dieser Reaktion. Dann schließt sich eine thermische oder katalytische Nachverbrennung an. Die bei der Reaktion freiwerdende Energie wird zur Dampferzeugung genutzt.
Die Schwefelgewinnung der Mineralölverarbeitung befriedigt einen großen Teil des Schwefelbedarfs der chemischen Industrie, die daraus, neben beispielsweise dem Einsatz beim Vulkanisieren, vor allem Schwefelsäure für die Düngemittelproduktion herstellt.
