석유 정제, 천연가스 정화 및 석탄 화학 플랜트의 황 회수 장치에서 기존의 2{0}}단계 및 3{1}}단계 Claus 공정은 열역학적 평형에 의해 제한되며 최대 총 황 회수율은 95%~97%에 불과합니다. 테일 가스에는 잔류 SO2, COS, CS2 및 기체 원소 황이 포함되어 있으며 이는 석유화학 산업의 대기 오염 물질에 대한 현재 국가 배출 기준을 충족하지 못합니다. Shell Claus Off-가스 처리 공정인 SCOT(Shell Claus Off-gas Treating)는 정유 및 화학 산업에서 가장 널리 사용되는 수소화- 기반 딥 테일 가스 처리 기술입니다. 주요 Claus 유닛과 연계하여 황화물의 심층 제거 및 자원 회수를 실현합니다.
1. 프로세스 개발 및 적용 배경
Shell Dutch가 개발한 SCOT 공정은 1973년에 산업화되었으며 Claus 황 회수와 일치하는 후{1}}처리 공정으로 설계되었습니다. 중국 석유화학 부문의 초저배출 기준 시행에 따라 기존 Claus 장치에서 테일가스를 직접 배출하면 심각한 배출 초과가 발생합니다. 결과적으로 SCOT는 정유소, LNG 터미널 및 석탄{5}}대-가스 프로젝트를 위한 표준 테일가스 처리 시설이 되었습니다. 이는 결합 장치의 총 황 회수율을 99.9% 이상으로 높여 국가의 초저-SO2 배출 제어 요구 사항을 준수합니다.
2. 공정반응 메커니즘
전체 공정은 수소화 환원, 용매 흡수 및 용매 재생의 세 가지 핵심 섹션으로 구성됩니다.
테일 가스는 수소화 반응기로 유입되며, 여기서 약간의 양압 하에서 270~310도에서 Co-Mo 황-저항성 수소화 촉매를 통해 환원 및 가수분해 반응이 일어납니다. SO2와 S₈는 수소화되어 H2S로 되고, 유기황인 COS와 CS2는 가수분해되어 H2S로 됩니다.
냉각된 수소화 테일 가스는 MDEA(메틸디에탄올아민) 선택적 용매가 H2S를 흡수하는 흡수 장치로 들어갑니다. 정화된 배가스는 배출 기준에 도달하기 전에 소각됩니다. 풍부한 아민 용매는 제거를 위해 재생기로 보내져 고-농도의 H2S를 생성하고 이는 황 생산을 위해 Claus 용광로로 다시 재활용됩니다.
3. 기술적 장점
선택적 산화 및 액상 산화 테일 가스 공정과 비교하여 SCOT는 뛰어난 운영 안정성을 자랑합니다.
① 유황 함량이 높거나 낮은 변동이 있는 작업 조건에 적합한 유기 황의 높은 전환율;
②아민 용매의 높은 선택성, 낮은 CO-흡수 손실 및 제어 가능한 단위 에너지 소비;
③수소화 촉매는 중금속 및 황화물 중독에 강한 저항성을 가지며 수명은 5~8년입니다.
④2차 유해 폐기물이 없는 폐쇄형{0}}루프 공정과 부산물-유황이 프리미엄 산업 등급에 도달합니다.
4. 산업적 활용가치
수정된 SCOT 공정은 국내 대규모 통합 정유 및 화학 단지의 황 회수 장치에 보편적으로 장착되어 환경 규정 준수와 황 자원 회수의 균형을 유지합니다. 이 기술은 기존 Claus 공정의 열역학적 병목 현상을 해결하고 테일 가스 처리 장치의 작동 및 유지 관리 어려움을 줄이며 석유화학 산업의 저탄소 및 청정 생산 목표에 부합합니다.- 이는 전체 황 회수 산업 체인에서 표준화된 주류 후처리 기술로 사용됩니다.{3}}