W instalacjach odzyskiwania siarki w rafineriach ropy naftowej, oczyszczaniu gazu ziemnego i zakładach chemicznych węglowych konwencjonalne dwu- i trzy-etapowe procesy Clausa są ograniczone przez równowagę termodynamiczną, przy maksymalnym całkowitym stopniu odzysku siarki wynoszącym zaledwie 95–97%. Gaz resztkowy zawiera pozostałości SO₂, COS, CS₂ i gazową siarkę elementarną, które nie spełniają aktualnych krajowych norm emisji substancji zanieczyszczających powietrze w przemyśle petrochemicznym. SCOT (Shell Claus Off-gas Treating), proces oczyszczania-gazu odlotowego firmy Shell Claus, to najpowszechniej stosowana technologia głębokiego oczyszczania gazów resztkowych oparta na uwodornieniu-w przemyśle rafineryjnym i chemicznym. Działa w połączeniu z główną jednostką Clausa w celu głębokiego usuwania i odzyskiwania zasobów siarczków.
1. Rozwój procesu i tło aplikacji
Opracowany przez firmę Shell Holandia proces SCOT został wdrożony na skalę przemysłową w 1973 r. i zaprojektowany jako proces-obróbki końcowej połączony z odzyskiem siarki Clausa. Po wdrożeniu-ultraniskich norm emisji w chińskim sektorze petrochemicznym bezpośrednie odprowadzanie gazów resztkowych z konwencjonalnych jednostek Clausa prowadzi do poważnego przekroczenia emisji. W rezultacie SCOT stał się standardowym zakładem oczyszczania gazów resztkowych w rafineriach, terminalach LNG i projektach węglowych-na-gaz. Zwiększa to całkowity stopień odzysku siarki w połączonej jednostce do ponad 99,9%, co jest zgodne z krajowymi wymogami kontroli ultraniskiej emisji SO₂.
2. Mechanizm reakcji procesu
Cały proces składa się z trzech głównych etapów: redukcji uwodornienia, absorpcji rozpuszczalnika i regeneracji rozpuszczalnika.
Gaz resztkowy przepływa do reaktora uwodornienia, gdzie zachodzą reakcje redukcji i hydrolizy na katalizatorach uwodornienia odpornych na Co-Mo siarkę- w temperaturze 270–310 stopni pod niewielkim nadciśnieniem. SO₂ i S₈ ulegają uwodornieniu do H₂S, podczas gdy organiczne formy siarki COS i CS₂ ulegają hydrolizie do H₂S.
Schłodzony uwodorniony gaz resztkowy wchodzi do absorbera, gdzie selektywny rozpuszczalnik MDEA (metylodietanoloamina) absorbuje H₂S. Oczyszczone spaliny są spalane przed osiągnięciem norm emisji. Bogaty rozpuszczalnik aminowy jest przesyłany do regeneratora w celu odpędzenia, w wyniku czego uzyskuje się- H₂S o wysokim stężeniu, który jest zawracany z powrotem do pieca Clausa w celu produkcji siarki.
3. Zalety techniczne
W porównaniu z procesami utleniania selektywnego i utleniania-w fazie ciekłej gazu resztkowego, SCOT może pochwalić się wyjątkową stabilnością operacyjną:
①Wysoki współczynnik konwersji siarki organicznej, odpowiedni do warunków pracy ze zmiennymi wysokimi i niskimi ładunkami siarki;
②Wysoka selektywność rozpuszczalnika aminowego, niska-strata współabsorpcji CO₂ i kontrolowane jednostkowe zużycie energii;
③Katalizatory uwodornienia charakteryzują się dużą odpornością na zatrucie metalami ciężkimi i siarczkami, a ich żywotność wynosi od 5 do 8 lat;
④Proces-w zamkniętej pętli bez wtórnych odpadów niebezpiecznych i-produktu ubocznego, siarki, osiąga najwyższą klasę przemysłową.
4. Wartość zastosowania przemysłowego
Zmodyfikowane procesy SCOT są uniwersalnie wyposażone dla instalacji odzysku siarki w dużych krajowych zintegrowanych kompleksach rafineryjnych i chemicznych, równoważąc zgodność z wymogami ochrony środowiska i odzysk zasobów siarki. Technologia ta przełamuje wąskie gardło termodynamiczne tradycyjnych procesów Clausa, zmniejsza trudności w obsłudze i konserwacji jednostek oczyszczania gazów resztkowych oraz wpisuje się w cele niskoemisyjne-i czystej produkcji przemysłu petrochemicznego. Służy jako standardowa i popularna technologia-obróbki końcowej w łańcuchu przemysłowym pełnego odzyskiwania siarki.