Die Hydrodesulfurierung, auch HDS genannt, ist ein Verfahren, bei dem Schwefel aus Rohöl und aus Öl gewonnenen Rohstoffen für die petrochemische Industrie entfernt wird, indem dieser mit Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff (H2S) kombiniert wird. Es wird angenommen, dass sich Rohöl über Millionen von Jahren aus Schichten toten Planktons auf dem Meeresboden gebildet hat. Da Schwefel in allen Lebewesen vorhanden ist, gibt es im Öl einen Schwefelrückstand in Form von Sulfiden und organischen Schwefelverbindungen wie Thiolen und Thiophenen. Diese Verbindungen werden als unerwünscht angesehen.
Bei der Verbrennung von Öl oder Ölprodukten, die Schwefelverbindungen enthalten, wird der Schwefel zu Schwefeldioxid (SO2) oxidiert, einem Schadstoff, der Atemwegserkrankungen verursachen kann und maßgeblich zu saurem Regen beiträgt. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe ist die Hauptquelle der SO2-Verschmutzung. Die Hydrodesulfurierung wurde immer wichtiger, nachdem in vielen Ländern neue Vorschriften über den Schwefelgehalt in Ölprodukten verabschiedet wurden, um die SO2-Emissionen zu reduzieren. Aus diesem Grund verfügen Ölraffinerien in der Regel über eine HDS-Einheit.
Ein weiteres Problem mit Schwefel in Öl besteht darin, dass er die Wirksamkeit der Katalysatoren verringern kann, die verwendet werden, um Erdölrohstoffe in andere Produkte umzuwandeln. Schwefel im Benzin wirkt sich auch auf Katalysatoren in Autos aus. Es sind nur sehr geringe Mengen erforderlich, um diesen Effekt zu erzeugen, der als „Vergiftung“ des Katalysators bekannt ist.
Bei dem Hydroentschwefelungsverfahren wird eine Mischung aus dem Rohmaterial auf Ölbasis und Wasserstoffgas auf 300–400°C erhitzt und unter einem Druck von bis zu 130 Atmosphären in einen Hydroentschwefelungsreaktor gepumpt. Dabei strömt das Gemisch über einen Katalysator, der die Schwefel-Kohlenstoff-Bindungen bricht, so dass der Schwefel mit dem Wasserstoff zu Schwefelwasserstoff reagieren kann. Es gibt eine Reihe von Hydroentschwefelungskatalysatoren, aber der am häufigsten verwendete besteht aus Molybdänsulfid, das Kobalt auf Aluminiumoxidbasis enthält. Das H2S strömt zusammen mit überschüssigem Wasserstoff aus dem Reaktor in eine Aufbereitungsanlage, wo es abgeschieden und der Wasserstoff durch den Prozess zurückgeführt werden kann. Es können mehrere Zyklen erforderlich sein, um den Schwefelgehalt auf das erforderliche Niveau zu reduzieren.
Der von HDS produzierte Schwefelwasserstoff wird nach einem als Claus-Prozess bekannten Verfahren in elementaren Schwefel umgewandelt – Raffinerien verfügen dafür in der Regel über eine Claus-Anlage. Ein Großteil des so gewonnenen Schwefels wird zur Herstellung von Schwefelsäure verwendet. Obwohl immer noch Schwefelvorkommen abgebaut werden, erfolgt heute die meiste Schwefelproduktion aus Erdöl über die HDS- und Claus-Prozesse.