Utilisation de l’hydrogène dans les procédés chimiques > Désulfuration des hydrocarbures

La production d’hydrogène par reformage d’hydrocarbures nécessite l’utilisation de catalyseurs généralement très sensibles à l’empoisonnement par le soufre. Il est donc nécessaire d’éliminer préalablement les composés soufrés éventuellement présents dans la charge d’hydrocarbure.



Dans les réseaux de distribution en Europe, les gaz naturels ont des teneurs en soufre généralement faibles (< 100 ppm). Cependant, certains gaz comme les produits secondaires de la production de pétrole, ont des teneurs en soufre beaucoup plus élevées, de l’ordre de 100 à 500 ppm, voire plus. Les composés soufrés présents dans le gaz sont généralement :

• du sulfure de dihydrogène H₂S ;
• des mercaptans légers R-SH, tels que le méthylmercaptan, l’éthylmercaptan (où R = CnHm) ;
• du sulfure de carbonyle COS ;
• des traceurs odorants tels que le tétrahydrothiophène (THT), dans le gaz de ville par exemple ;
• des sulfures plus lourds du type R-S-R’.

La désulfuration s’effectue généralement en deux étapes : une hydrogénation catalytique suivie d’une élimination finale des composés soufrés.

Les composés sont d’abord transformés en H2S par réaction avec de l’hydrogène mélangé au gaz à traiter. La réaction s’effectue à environ 350 - 400°C, en présence de catalyseur d’hydrogénation (Co-Mo ou Ni-Mo). La teneur en hydrogène dans le gaz est de 2 à 5 % en volume ; cet hydrogène est généralement obtenu par recyclage de gaz de synthèse produit par reformage.

L’élimination complète du soufre se fait finalement par combinaison irréversible du sulfure de dihydrogène avec de l’oxyde de zinc à environ 400 °C selon la réaction :