In zwavelterugwinningseenheden voor aardolieraffinage, aardgaszuivering en steenkoolchemische fabrieken worden conventionele twee{0}} en drie- fase-Claus-processen beperkt door thermodynamisch evenwicht, met een maximaal totaal zwavelterugwinningspercentage van slechts 95%~97%. Het staartgas bevat resterend SO₂, COS, CS₂ en gasvormig elementair zwavel, die niet voldoen aan de huidige nationale emissienormen voor luchtverontreinigende stoffen in de petrochemische industrie. SCOT (Shell Claus Off-gas Treating), het Shell Claus off-gasbehandelingsproces, is de meest gebruikte op waterstof-gebaseerde deep tail-gasbehandelingstechnologie in de raffinage- en chemische industrie. Het werkt samen met de hoofdeenheid van Claus om een diepe verwijdering en terugwinning van hulpbronnen van sulfiden te realiseren.
1. Procesontwikkeling en applicatie-achtergrond
Het SCOT-proces, ontwikkeld door Shell Nederland, werd in 1973 geïndustrialiseerd en ontworpen als een na-behandelingsproces gekoppeld aan Claus-zwavelterugwinning. Na de implementatie van ultra-lage emissienormen in de Chinese petrochemische sector leidt de directe lozing van staartgas uit conventionele Claus-eenheden tot ernstige emissieoverschotten. Als gevolg hiervan is SCOT een standaard staartgasbehandelingsinstallatie geworden voor raffinaderijen, LNG-terminals en kolen-naar-gasprojecten. Het verhoogt het totale zwavelterugwinningspercentage van de gecombineerde eenheid tot boven de 99,9%, en voldoet daarmee aan de nationale eisen op het gebied van ultra-lage SO₂-emissiebeheersing.
2. Procesreactiemechanisme
Het hele proces bestaat uit drie kernonderdelen: reductie van de hydrogenering, absorptie van oplosmiddelen en regeneratie van oplosmiddelen.
Restgas stroomt de hydrogeneringsreactor in, waar reductie- en hydrolysereacties plaatsvinden via Co-Mo-zwavel--resistente hydrogeneringskatalysatoren bij 270~310 graden onder lichte positieve druk. SO₂ en S₈ worden gehydrogeneerd tot H₂S, terwijl organische zwavelsoorten COS en CS₂ worden gehydrolyseerd tot H₂S.
Gekoeld gehydrogeneerd staartgas komt de absorber binnen, waar het selectieve oplosmiddel MDEA (methyldiethanolamine) H₂S absorbeert. Gezuiverd rookgas wordt verbrand voordat het aan de emissienormen voldoet. Rijk amine-oplosmiddel wordt naar de regenerator gestuurd voor strippen, waardoor een hoge- concentratie H₂S wordt verkregen, die wordt teruggevoerd naar de Claus-oven voor de productie van zwavel.
3. Technische voordelen
Vergeleken met selectieve oxidatie en staartgasprocessen met vloeibare{0}}oxidatie, beschikt SCOT over een uitstekende operationele stabiliteit:
①Hoge conversiesnelheid van organische zwavel, geschikt voor werkomstandigheden met fluctuerende hoge en lage zwavelbelastingen;
②Hoge selectiviteit van amine-oplosmiddel, laag co-absorptieverlies van CO₂ en regelbaar energieverbruik per eenheid;
③Hydrogenatiekatalysatoren zijn sterk bestand tegen vergiftiging door zware metalen en sulfiden, met een levensduur van 5 tot 8 jaar;
④Gesloten-proces zonder secundair gevaarlijk afval, en- als product zwavel bereikt een hoogwaardige industriële kwaliteit.
4. Industriële toepassingswaarde
Gemodificeerde SCOT-processen zijn universeel uitgerust voor zwavelterugwinningseenheden in grote binnenlandse geïntegreerde raffinage- en chemische complexen, waarbij de naleving van de milieuwetgeving en de terugwinning van zwavelbronnen in evenwicht worden gebracht. Deze technologie doorbreekt het thermodynamische knelpunt van traditionele Claus-processen, vermindert de exploitatie- en onderhoudsproblemen van staartgasbehandelingseenheden en sluit aan bij de-koolstofarme en schone productiedoelstellingen van de petrochemische industrie. Het dient als een gestandaardiseerde en reguliere na-behandelingstechnologie in de volledige industriële keten van zwavelterugwinning.