Nelle unità di recupero dello zolfo per la raffinazione del petrolio, la purificazione del gas naturale e gli impianti chimici del carbone, i processi Claus convenzionali a due-e tre-stadi sono limitati dall'equilibrio termodinamico, con un tasso massimo di recupero totale dello zolfo solo del 95%~97%. Il gas di coda contiene SO₂, COS, CS₂ residui e zolfo elementare gassoso, che non soddisfano gli attuali standard nazionali sulle emissioni di inquinanti atmosferici nell'industria petrolchimica. SCOT (Shell Claus Off-gas Treating), il processo di trattamento dei gas di scarico Shell Claus-, è la tecnologia di trattamento dei gas di coda profonda basata sull'idrogenazione-più ampiamente utilizzata nell'industria chimica e di raffinazione. Opera in tandem con l'unità principale Claus per realizzare la rimozione profonda e il recupero delle risorse dei solfuri.
1. Sviluppo del processo e contesto applicativo
Sviluppato da Shell Netherlands, il processo SCOT è stato industrializzato nel 1973 e progettato come un processo di post-trattamento abbinato al recupero dello zolfo Claus. A seguito dell'implementazione di standard di emissione ultra-bassi nel settore petrolchimico cinese, lo scarico diretto del gas di coda dalle unità Claus convenzionali porta a un grave eccesso di emissioni. Di conseguenza, SCOT è diventato un impianto standard per il trattamento dei gas di coda per raffinerie, terminali GNL e progetti da carbone a gas. Aumenta il tasso di recupero totale dello zolfo dell'unità combinata a oltre il 99,9%, rispettando i requisiti nazionali di controllo delle emissioni di SO₂ ultrabasse.
2. Meccanismo di reazione al processo
L'intero processo è costituito da tre sezioni principali: riduzione dell'idrogenazione, assorbimento del solvente e rigenerazione del solvente.
Il gas di coda fluisce nel reattore di idrogenazione, dove le reazioni di riduzione e idrolisi hanno luogo su catalizzatori di idrogenazione resistenti al Co-Mo zolfo-a 270~310 gradi sotto una leggera pressione positiva. SO₂ e S₈ vengono idrogenati in H₂S, mentre le specie organiche di zolfo COS e CS₂ vengono idrolizzate in H₂S.
Il gas di coda idrogenato raffreddato entra nell'assorbitore, dove il solvente selettivo MDEA (metildietanolammina) assorbe H₂S. Il gas di combustione purificato viene incenerito prima di raggiungere gli standard di emissione. Il ricco solvente amminico viene inviato al rigeneratore per lo strippaggio, producendo H₂S ad alta-concentrazione che viene riciclato al forno Claus per la produzione di zolfo.
3. Vantaggi tecnici
Rispetto ai processi di ossidazione selettiva e di gas di coda dell'ossidazione in fase liquida-, SCOT vanta un'eccezionale stabilità operativa:
①Elevato tasso di conversione dello zolfo organico, adatto a condizioni di lavoro con carichi di zolfo fluttuanti alti e bassi;
②Elevata selettività del solvente amminico, bassa perdita di co-assorbimento di CO₂ e consumo energetico unitario controllabile;
③I catalizzatori di idrogenazione presentano una forte resistenza all'avvelenamento da metalli pesanti e solfuri, con una durata da 5 a 8 anni;
④Processo-a ciclo chiuso senza rifiuti pericolosi secondari e lo zolfo sottoprodotto-raggiunge il grado industriale premium.
4. Valore dell'applicazione industriale
I processi SCOT modificati sono universalmente attrezzati per le unità di recupero dello zolfo nei grandi complessi chimici e di raffinazione integrati domestici, bilanciando la conformità ambientale e il recupero delle risorse di zolfo. Questa tecnologia rompe il collo di bottiglia termodinamico dei tradizionali processi Claus, riduce le difficoltà di funzionamento e manutenzione delle unità di trattamento dei gas di coda e si allinea agli obiettivi di produzione pulita e a basse-carbonio dell'industria petrolchimica. Serve come tecnologia di post-trattamento standardizzata e mainstream nell'intera catena industriale di recupero dello zolfo.