چکیده:

   تبدیل سولفید هیدروژن موجود در گاز طبیعی به گوگرد در کشو ر ما، به دلیل دارا بودن حدود 16 درصد از ذخائر گاز طبیعی جهان و اینکه بخش اعظم گازهاي مذکور حاوي سولفید هیدروژن بوده و به اصطلاح ترش می باشند، از پالایشگاه هاي گاز طبیعی (SRU) اهمیت ویژه اي برخوردار است. متأسفانه تمامی واحدهاي موجود بازیافت گوگرد کشور و حتی واحدهاي گوگرد سازي در حال ساخت منطقه عسلویه، مبتنی بر فرایند قدیمی "کلاوس" میباشند که به دلیل نیاز به کاتالیزورهاي ویژه، نسبتا گران قیمت بوده و به خاطر راندمان پایین بازیافت گوگرد باعث تخریب قابل توجه محیط زیست می گردد.

   در این مقاله ضمن معرفی برخی تکنولوژی هاي نوین بازیافت گوگرد از قبیل روش هاي مبتنی بر زیست فناوري و تجزیه حرارتی سولفید هیدروژن، به بررسی فنی - اقتصادي فرآیند ترمولیز سولفید هیدروژن و مقایسه آن با فرآیند متداول کلاوس پرداخته شده است. در فرآیند اخیر سولفید هیدروژن مستقیماً تبدیل به هیدروژن و گوگرد شده و توسط یک راکتو ر غشائی، این اجزا از یکدیگر جدا می شوند. به این ترتیب علاوه بر کاهش چشمگیر اکسید هاي گوگردي وارد شده به محیط زیست، مقدار متنابهی گاز هیدروژن نیز تولید می گردد که می تواند به عنوان یک منبع انرژي پاك و سازگار با محیط زیست در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی (مانند تولید متانول و آمونیاك) و یا جهت سوخت خودرو مورد استفاده قرار گیرد.

   این فرایند به منظور بازیابی ترکیبات گوگردی از جریان های گازی ترش پالایشگاه های گاز و نفت خام به منظور جلوگیری از نشر گازهای آلاینده و همچنین تولید گوگرد مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از عمده ترین مصارف گوگرد در دنیا تولید اسید سولفوریک می باشد.

مقدمه:

   به طور معمول پالایشگاه های نفت خام به منظور تولید فراورده های هیدروکربوری منطبق با استانداردهای کیفی و زیست محیطی ملزم به کاهش میزان ترکیبات موجود در محصولات خود هستند. فرایندهای تصفیه هیدروژنی (Hydro Treating) به همین منظور در پالایشگاه ها طراحی و احداث می شوند. در این فرایندها ترکیبات گوگردی موجود در برش های نفت خام  به گاز سولفید هیدروژن (H۲S) تبدیل می شود. جهت بازیابی گوگرد موجود در این جریان گازی، از فرایند بازیابی گوگرد (Sulphur Recovery Unit or Claus) استفاده می شود.

   در پالایشگاه های گاز نیز جهت حذف ترکیبات گوگردی از گازهای تولیدی و شیرین سازی گاز به طور معمول از برج های آمین استفاده می شود که در انتهای این فرایند نیز ترکیبات گوگردی به شکل سولفید هیدروژن تولید می گردند که نیاز است به کمک فرایند Claus گوگرد آن مورد بازیابی قرار گیرد.

   در این فرایند بعد از دو مرحله واکنش؛ عنصر گوگرد تولید می گردد. در ابتدا در مرحله اول در کوره و با حضور کاتالیست های آهن گاز سولفید هیدروژن به دی اکسید گوگرد (SO۲) تبدیل می شود سپس در مرحله دوم و در راکتورهای مجزا باقیمانده گازهای سولفید هیدروژن با دی اکسید گوگرد در حضور کاتالیست های آلومینای فعال در چند مرحله به عنصر گوگرد تبدیل می شوند. میزان نرخ تبدیل در فرایند بازیابی گوگرد (Claus) ۹۰ تا ۹۵ درصد می باشد به همین منظور مقداری گاز حاوی ترکیبات گوگردی در انتهای این فرایند وجود خواهد داشت که به Tail Gas معروف است. با توجه به وجود استانداردهای زیست محیطی شرکت های پالایشی قبل از نشر این گازها به هوا ملزم به تصفیه آن می باشند.