Nhờ vào ái lực đối với sản phẩm phân cực, rây phân tử được sử dụng để tách loại một số sản phẩm chứa S (H2S, COS, mercaptan...) có trong hydrocacbon lỏng và khí. Một số ứng dụng chủ yếu:
+ Xử lý nguyên liệu lỏng cho một số quá trình xúc tác rất nhạy cảm với S (như đồng phân hoá, oligomer hoá...) và LPG. Các nguyên liệu này có chứa các hợp chất lưu huỳnh (Sulfure, mercaptan nặng...), hàm lượng bé, cần phải được xử lý trước bằng quá trình khử S bằng H2, tiếp theo là quá trình tách loại H2S bằng hấp phụ trên rây 5A. Quá trình hấp phụ này có hiệu quả hơn quá trình hấp thụ rửa bằng amine và cho phép thu trực tiếp loại nguyên liệu đã được tách S và cả H2O. Các loại nguyên liệu chỉ chứa H2S và mercaptan nhẹ được xử lý trực tiếp bằng quá trình hấp phụ trên rây 13X. COS chỉ bị tách loại một phần trên rây phân tử. Khi một quá trình làm sạch có yêu cầu độ tinh khiết cao (COS <ppmV), thì ưu tiên sử dụng oxyt nhôm hoạt tính được kích thích bởi xút, nó sẽ thuỷ phân COS và thu được H2S.
+ Làm sách hợp chất S trong khí H2 của nhà máy lọc dầu: bằng cách sử dụng rây 5A thì các vệt H2S được tách loại cùng với H2O.
+ Khí thiên nhiên: Quá trình tách S của các khí có chứa lượng đáng kể H2S thường được thực hiện bằng quá trình hấp thụ nhờ sự có mặt của dung môi, quá trình hấp phụ đem lại một giải pháp hữu hiệu nhất để xử lý khí thiên nhiên chứa lượng bé H2S (khoảng vài nghìn ppmV) và mercaptan nhẹ mà một lượng đáng kể CO2 vẫn được giữ lại trong khí. Việc sử dụng rây 5A hay 13X cho phép hấp phụ chọn lọc tốt H2S (<4ppmV) và mercaptan so với CO2 và ta thu được đồng thời khí đã tách nước.
Thông thường quá trình tách loại S gần giống với quá trình tách nước tức là có sự kết hợp TSA-PSA và rửa (hay làm lạnh). Tuy nhiên quá trình hoàn nguyên không thể thực hiện nhờ vào khí nguyên liệu như trong quá trình tách nước (vì có chứa S) mà cần phải sử dụng khí sản phẩm (đã tách S). Các rây phân tử (có hiệu quả hơn nhiều so với khi dùng than hoạt tính) được sử dụng để tách loại tất cả các hợp chất chứa S (đến<0,5ppmV) có trong nguyên liệu của khí thiên nhiên,
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 130 của các phân xưởng tổng hợp NH3, CH3OH.
Hình 5.2 Sơ đồ kết hợp hấp phụ - hấp thụ để tách nước đồng thời khử lưu huỳnh cho nguyên liệu.
Thực chất, hệ thống gồm 2 tháp hấp phụ đầu tiên, chúng làm việc gián đoạn, luân phiên như sau: lúc đầu tháp này hấp phụ thì tháp kia nhả, sau đó đổi lại. Tháp thứ 3 về bản chất là tháp chưng và tháp thứ 4 chỉ có việc tách riêng dòng khí và lỏng. Tháp thứ 5 là tháp hấp thụ. Các giai đoạn là như sau:
- Giai đoạn 1: hấp phụ trong tháp 1, nước và H2S bị giữ lại, khí hydrocarbon sạch ra 1 phần,
- Giai đoạn 2: nhả nước và H2S bị hấp phụ trước đó trong tháp 2, dùng 1 phần khí hydrocarbon sạch kéo hỗn hợp bị hấp phụ trong tháp 2 ra. Ở đáy, 1 phần sản phẩm đi qua thiết bị trao đổi nhiệt ở đỉnh tháp chưng để cấp nhiệt cho sản phẩm đỉnh, bị hạ thấp nhiệt độ rồi quay lại hòa chung với phần còn lại ra ở đáy tháp 2 rồi vào thiết bị đun sôi đáy tháp, vào tháp chưng để luyện, phân riêng H2S và khí không ngưng ra khỏi nước ngưng và hydrocarbon bị kéo theo, rồi qua tháp tách riêng H2S và khí không ngưng ra ở đỉnh, ở đáy là nước ngưng và hydrocarbon bị kéo theo. Hỗn hợp khí H2S và khí không ngưng ra ở đỉnh tháp tách riêng sẽ qua tháp hấp thụ tiếp xúc với dung môi amin, khí acid chứa nhiều H2S bị dung môi kéo ra ở đáy, vào bình hoàn nguyên dung môi, tách H2S ra ngoài, còn dung môi tuần hoàn trở lại đỉnh tháp hấp thụ. Một phần khí không ngưng ra ở đỉnh tháp hấp thụ được thải ra ngoài, 1 phần quay lại hòa trộn với nguyên liệu đầu.