Слово безоблачный образовано приставочным способом от слова облачный. Прилагательные с приставкой без- (орфографически также бес-) имеют значение ‘характеризующийся отсутствием того, что названо словом, от которого в свою очередь образовано суффиксальное производящее прилагательное’. Безоблачный ― 'характеризующийся отсутствием облаков’: облако → облачный → безоблачный. Ср: солнце → солнечный → бессолнечный, листва → лиственный → безлиственный, люди → людный → безлюдный и т. п.

Ваши переживания оправданны. Так писать нельзя. Перед глухой согласной с пишется приставка бес-. Приставка без- пишется перед звонкой согласной (беззвучный) и перед гласной (безоблачный). Правильно: бессульфатный.