L’idrodesolforazione, nota anche come HDS, è un processo in cui lo zolfo viene rimosso dal petrolio greggio e dalle materie prime derivate dal petrolio per l’industria petrolchimica, combinandolo con l’idrogeno per formare idrogeno solforato (H2S). Si pensa che il petrolio greggio si sia formato nel corso di milioni di anni da strati di plancton morto sul fondo del mare. Poiché lo zolfo è presente in tutti gli esseri viventi, c’è un residuo di zolfo nell’olio, sotto forma di solfuri e composti organici dello zolfo come tioli e tiofeni. Questi composti sono considerati indesiderabili.
Quando vengono bruciati petrolio o prodotti petroliferi contenenti composti dello zolfo, lo zolfo viene ossidato in anidride solforosa (SO2), un inquinante che può causare problemi respiratori ed è uno dei principali responsabili delle piogge acide. La combustione di combustibili fossili è la principale fonte di inquinamento da SO2. L’idrodesolforazione è diventata sempre più importante a seguito dell’approvazione, in molti paesi, di nuove normative sui livelli di zolfo nei prodotti petroliferi al fine di ridurre le emissioni di SO2. Di conseguenza, le raffinerie di petrolio di solito hanno un’unità HDS.
Un altro problema con lo zolfo nell’olio è che può ridurre l’efficacia dei catalizzatori utilizzati per convertire la materia prima del petrolio in altri prodotti. Lo zolfo nella benzina colpisce anche i convertitori catalitici delle automobili. Richiede solo livelli molto bassi per produrre questo effetto, noto come “avvelenamento” del catalizzatore.
Nel processo di idrodesolforazione, una miscela di materia prima a base di petrolio e gas idrogeno viene riscaldata a 300-400°C e pompata a una pressione fino a 130 atmosfere in un reattore di idrodesolforazione. Qui, la miscela passa sopra un catalizzatore che rompe i legami zolfo-carbonio, permettendo allo zolfo di reagire con l’idrogeno per formare idrogeno solforato. Esistono numerosi catalizzatori di idrodesolforazione, ma quello più comunemente usato è costituito da solfuro di molibdeno, che contiene cobalto su una base di ossido di alluminio. L’H2S fuoriesce dal reattore, insieme all’idrogeno in eccesso, e in un’unità di trattamento dove viene separato, consentendo all’idrogeno di essere riciclato attraverso il processo. Possono essere necessari diversi cicli per ridurre il contenuto di zolfo al livello richiesto.
L’idrogeno solforato prodotto da HDS viene convertito in zolfo elementare mediante una procedura nota come processo Claus: le raffinerie generalmente dispongono di un’unità Claus per questo scopo. Gran parte dello zolfo così recuperato viene utilizzato nella produzione di acido solforico. Sebbene i giacimenti di zolfo siano ancora estratti, la maggior parte della produzione di zolfo oggi proviene dal petrolio attraverso i processi HDS e Claus.