Výroba síry

Sulfan izolovaný z rafinérských plynů se většinou přeměňuje parciální katalytickou oxidací na síru.

Tato reakce je silně exotermní a při zpracování plynů obsahujících větší koncentrace sulfanu byly potíže s odvodem tepla. Proto byly vyvinuty procesy, při nichž je sulfan na síru přeměňován ve dvou stupních (dvoustupňový Clausův proces).

Také tyto reakce jsou exotermní, ale ve dvoustupňových procesech lze tepelný režim snadněji kontrolovat.

Kyselý plyn obsahující oxid uhličitý, sulfan a malé množství uhlovodíků je veden do pece, ve které je sulfan spalován jednou třetinou stechiometricky potřebného množství vzduchu při cca 1 200 °C. Uvolněné teplo se využívá k výrobě vysokotlaké páry. Ochlazené reakční zplodiny obsahující síru ve formě SO2, H2S a elementární síry se ihned, případně po odloučení elementární síry, vedou do dvou za sebou zapojených katalytických konvertorů, kde při teplotě cca 250 °C reaguje SO2 s H2S na elementární síru. Konvertory jsou naplněny katalyzátorem, kterým je např. oxid hlinitý s chrómem. V prvním stupni se dosahuje cca 85 % a ve druhém stupni až 95 % konverze na elementární síru. Za každým konvertorem je zařazen kondenzátor (chladič), který slouží k oddělení kapalné síry. Část horkých plynů je odváděna neochlazená z pece a je použita ke zvýšení teploty hlavní části reakčních plynů před jejich vstupem do jednotlivých konvertorů. Teplota na výstupu z konvertorů musí být udržována nad rosným bodem síry (220 - 250 °C) a teplota na výstupu z kondenzátorů nad cca 135 °C, aby byla síra v kapalném stavu a nedocházelo k jejímu tuhnutí. Některé procesy mají tři konvertory.

Schéma výroby síry Clausovým procesem
(1 - spalovací komora, 2 - kotel na odpadní teplo, 3 - reaktor, 4 - kondenzátor, 5 - kompresor)