La hidrodesulfuración, también conocida como HDS, es un proceso en el que se elimina el azufre del petróleo crudo y de la materia prima derivada del petróleo para la industria petroquímica, combinándolo con hidrógeno para formar sulfuro de hidrógeno (H2S). Se cree que el petróleo crudo se formó durante millones de años a partir de capas de plancton muerto en el lecho marino. Dado que el azufre está presente en todos los seres vivos, hay un residuo de azufre en el aceite, en forma de sulfuros y compuestos orgánicos de azufre como tioles y tiofenos. Estos compuestos se consideran indeseables.
Cuando se queman petróleo o productos derivados del petróleo que contienen compuestos de azufre, el azufre se oxida a dióxido de azufre (SO2), un contaminante que puede causar problemas respiratorios y es un importante contribuyente a la lluvia ácida. La quema de combustibles fósiles es la principal fuente de contaminación por SO2. La hidrodesulfuración se volvió cada vez más importante tras la aprobación, en muchos países, de nuevas regulaciones sobre los niveles de azufre en los productos petrolíferos con el fin de reducir las emisiones de SO2. Como resultado, las refinerías de petróleo suelen tener una unidad HDS.
Otro problema con el azufre en el aceite es que puede reducir la eficacia de los catalizadores utilizados para convertir la materia prima de petróleo en otros productos. El azufre en la gasolina también afecta a los convertidores catalíticos de los automóviles. Solo se requieren niveles muy bajos para producir este efecto, lo que se conoce como “envenenamiento” del catalizador.
En el proceso de hidrodesulfuración, una mezcla de materia prima a base de aceite y gas hidrógeno se calienta a 300-400 ° C y se bombea a una presión de hasta 130 atmósferas en un reactor de hidrodesulfuración. Aquí, la mezcla pasa sobre un catalizador que rompe los enlaces azufre-carbono, permitiendo que el azufre reaccione con el hidrógeno para formar sulfuro de hidrógeno. Hay varios catalizadores de hidrodesulfuración, pero el más comúnmente utilizado consiste en sulfuro de molibdeno, que contiene cobalto sobre una base de óxido de aluminio. El H2S sale del reactor, junto con el exceso de hidrógeno, y entra en una unidad de tratamiento donde se separa, lo que permite reciclar el hidrógeno a través del proceso. Pueden ser necesarios varios ciclos para reducir el contenido de azufre al nivel requerido.
El sulfuro de hidrógeno producido por HDS se convierte en azufre elemental mediante un procedimiento conocido como Proceso Claus; las refinerías generalmente tienen una unidad Claus para este propósito. Gran parte del azufre recuperado de esta manera se utiliza en la producción de ácido sulfúrico. Aunque todavía se extraen depósitos de azufre, la mayor parte de la producción de azufre actual proviene del petróleo a través de los procesos HDS y Claus.