فرایند کلاوس

فرایند کلاوس ( به انگلیسی: Claus process ) اصلی ترین فرایند گوگردزدایی در پتروشیمی است که گوگرد عنصری را از هیدروژن سولفید موجود در گاز طبیعی و در گازهایی که به عنوان فراورده های جانبی طی پالایش نفت خام تولید می شوند استخراج می کند. در حال حاضر عمده گوگرد مورد نیاز صنایع جهان از این طریق به دست می آید و روش فراش کمرنگ تر شده است. این فرایند توسط کارل فردریش کلاوس ( Carl Friedrich Claus ) شیمیدان آلمانی ساکن انگلیس اختراع و در سال ۱۸۸۳ ثبت شد. واکنش کلی فرایند چنین است:
فرآیند کلاوس به دو مرحله حرارتی و کاتالیزوری تقسیم می شود.
مرحله حرارتی
در مرحله حرارتی، گاز مملو از سولفید هیدروژن در دماهای بالاتر از 850 درجه سانتیگراد واکنش می دهد به طوری که گوگرد عنصری در خنک کننده گازی فرآیند پایین دست رسوب می کند.
غلظت سولفید هیدروژن و غلظت سایر اجزای سوختنی ( هیدروکربن ها و آمونیاک ) محل سوختن خوراک را تعیین می کند. گاز های اسیدی به غیر از سولفید هیدروژن طی واکنش زیر سوزانده می شوند.
2H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O       ( ΔH = - 518 kJ mol−1 )
مرحله کاتالیزوری
واکنش کلاوس در مرحله کاتالیزوری با اکسید آلومینیوم ( III ) یا تیتانیوم ( IV ) فعال شده ادامه می یابد و باعث افزایش بازده گوگرد می شود. این واکنش احتراق در کوره رخ می دهد و طی آن سولفید هیدروژن با گوگرد دی اکسید واکنش می دهد و منجر به تولید گوگرد گازی و عنصری می شود و باتوجه به آنتالپی واکنش می توان نتیجه گرفت که واکنش در دسته واکنش های گرماده قرار میگیرد و انرژی از سامانه به محیط جریان یافته و سطح انرژی فراورده کمتر از واکنش دهنده ها است و فراورده ها پایدار تر از واکنش دهنده ها هستند
2H2S + SO2 → 3 S + 2 H2O       ( ΔH = - 1165. 6 kJ mol−1 )