Em unidades de recuperação de enxofre para refino de petróleo, purificação de gás natural e usinas químicas de carvão, os processos convencionais de Claus de dois- e três{1}}estágios são limitados pelo equilíbrio termodinâmico, com uma taxa máxima de recuperação total de enxofre de apenas 95%~97%. O gás residual contém SO₂, COS, CS₂ residuais e enxofre elementar gasoso, que não atendem aos atuais padrões nacionais de emissão para poluentes atmosféricos na indústria petroquímica. SCOT (Shell Claus Off{6}}gas Treating), o processo de tratamento de-gás Shell Claus, é a tecnologia de tratamento profundo de gases residuais baseada em hidrogenação-mais amplamente utilizada na indústria química e de refino. Ela opera em conjunto com a unidade principal da Claus para realizar remoção profunda e recuperação de recursos de sulfetos.
1. Desenvolvimento de processos e histórico de aplicativos
Desenvolvido pela Shell Holanda, o processo SCOT foi industrializado em 1973 e projetado como um processo de pós-tratamento combinado com a recuperação de enxofre de Claus. Após a implementação de padrões de emissões ultra{3}}baixas no setor petroquímico da China, a descarga direta de gases residuais das unidades Claus convencionais leva a um grave excesso de emissões. Como resultado, a SCOT tornou-se uma instalação padrão de tratamento de gases residuais para refinarias, terminais de GNL e projetos de carvão-para{6}}gás. Ele aumenta a taxa total de recuperação de enxofre da unidade combinada para mais de 99,9%, atendendo aos requisitos nacionais de controle de emissões ultra-baixas de SO₂.
2. Mecanismo de reação de processo
Todo o processo consiste em três seções principais: redução da hidrogenação, absorção de solvente e regeneração de solvente.
O gás residual flui para o reator de hidrogenação, onde as reações de redução e hidrólise ocorrem sobre catalisadores de hidrogenação resistentes ao enxofre Co-Mo{1}}a 270~310 graus sob leve pressão positiva. SO₂ e S₈ são hidrogenados em H₂S, enquanto as espécies orgânicas de enxofre COS e CS₂ são hidrolisadas em H₂S.
O gás residual hidrogenado resfriado entra no absorvedor, onde o solvente seletivo MDEA (metildietanolamina) absorve H₂S. O gás de combustão purificado é incinerado antes de atingir os padrões de emissão. Solvente rico em amina é enviado ao regenerador para remoção, produzindo H₂S de alta-concentração, que é reciclado de volta ao forno Claus para produção de enxofre.
3. Vantagens Técnicas
Em comparação com os processos de oxidação seletiva e de gás residual de oxidação em fase líquida, o SCOT apresenta excelente estabilidade operacional:
①Alta taxa de conversão de enxofre orgânico, adequada para condições de trabalho com cargas flutuantes de alto e baixo enxofre;
②Alta seletividade do solvente amina, baixa perda de co-absorção de CO₂ e consumo de energia unitário controlável;
③Os catalisadores de hidrogenação apresentam forte resistência ao envenenamento por metais pesados e sulfeto, com vida útil de 5 a 8 anos;
④Processo de circuito-fechado sem resíduos perigosos secundários e o enxofre do-produto atinge nível industrial premium.
4. Valor de aplicação industrial
Os processos SCOT modificados são universalmente equipados para unidades de recuperação de enxofre em grandes complexos químicos e de refino integrados nacionais, equilibrando a conformidade ambiental e a recuperação de recursos de enxofre. Essa tecnologia rompe o gargalo termodinâmico dos processos Claus tradicionais, reduz a dificuldade de operação e manutenção das unidades de tratamento de gases residuais e se alinha às metas de baixo-carbono e produção limpa da indústria petroquímica. Ela serve como uma tecnologia de pós{3}}tratamento padronizada e convencional em toda a cadeia industrial de recuperação de enxofre.