Petrol rafinasyonu, doğal gaz saflaştırma ve kömür kimya tesislerine yönelik kükürt geri kazanım ünitelerinde, geleneksel iki-aşamalı ve üç-aşamalı Claus prosesleri termodinamik denge ile sınırlıdır ve maksimum toplam kükürt geri kazanım oranı yalnızca %95~%97'dir. Artık gaz, petrokimya endüstrisindeki hava kirleticilere yönelik mevcut ulusal emisyon standartlarını karşılayamayan artık SO₂, COS, CS₂ ve gaz halindeki elementel kükürt içerir. SCOT (Shell Claus Off-gas Treating), Shell Claus off-gaz arıtma prosesi, rafineri ve kimya endüstrisinde en yaygın kullanılan hidrojenasyon-tabanlı derin kuyruk gazı arıtma teknolojisidir. Sülfürlerin derinlemesine uzaklaştırılması ve kaynak geri kazanımını gerçekleştirmek için ana Claus ünitesi ile birlikte çalışır.
1. Süreç Geliştirme ve Uygulama Arka Planı
Shell Hollanda tarafından geliştirilen SCOT süreci, 1973 yılında sanayileştirildi ve Claus kükürt geri kazanımıyla eşleşen-bir arıtma sonrası süreç olarak tasarlandı. Çin'in petrokimya sektöründe ultra-düşük emisyon standartlarının uygulanmasının ardından, artık gazın geleneksel Claus ünitelerinden doğrudan boşaltılması ciddi emisyon fazlalığına yol açmaktadır. Sonuç olarak SCOT, rafineriler, LNG terminalleri ve kömürden-gaza- projeler için standart bir artık gaz işleme tesisi haline geldi. Ulusal ultra-düşük SO₂ emisyon kontrolü gereksinimlerine uygun olarak, birleşik ünitenin toplam kükürt geri kazanım oranını %99,9'un üzerine çıkarır.
2. Proses Reaksiyon Mekanizması
Tüm süreç üç temel bölümden oluşur: hidrojenasyon indirgemesi, solvent emilimi ve solvent rejenerasyonu.
Artık gaz, hafif pozitif basınç altında 270~310 derecede Co-Mo kükürt- dirençli hidrojenasyon katalizörleri üzerinde indirgeme ve hidroliz reaksiyonlarının gerçekleştiği hidrojenasyon reaktörüne akar. SO₂ ve S₈, H₂S'ye hidrojenlenirken organik kükürt türleri COS ve CS₂, H₂S'ye hidrolize edilir.
Soğutulmuş hidrojenlenmiş artık gaz, MDEA (metildietanolamin) seçici solventin H₂S'yi emdiği emiciye girer. Arıtılmış baca gazı emisyon standartlarına ulaşmadan yakılır. Zengin amin çözücü, sıyırma için rejeneratöre gönderilir ve yüksek-konsantre H₂S elde edilir ve bu, kükürt üretimi için Claus fırınına geri dönüştürülür.
3. Teknik Avantajlar
Seçici oksidasyon ve sıvı-faz oksidasyonu artık gaz işlemleriyle karşılaştırıldığında, SCOT olağanüstü operasyonel kararlılığa sahiptir:
①Yüksek ve düşük kükürt yüklerinin dalgalandığı çalışma koşullarına uygun, organik kükürtün yüksek dönüşüm oranı;
②Amin çözücünün yüksek seçiciliği, CO₂'nin düşük ko-absorpsiyon kaybı ve kontrol edilebilir birim enerji tüketimi;
③Hidrojenasyon katalizörleri, 5 ila 8 yıllık hizmet ömrüyle ağır metal ve sülfür zehirlenmesine karşı güçlü bir dirence sahiptir;
④İkincil tehlikeli atık içermeyen kapalı-döngü prosesi ve yan ürün-sülfürü birinci sınıf endüstriyel kaliteye ulaşır.
4. Endüstriyel Uygulama Değeri
Modifiye edilmiş SCOT süreçleri, büyük yerel entegre rafineri ve kimyasal komplekslerdeki kükürt geri kazanım üniteleri için evrensel olarak donatılmış olup, çevresel uyumluluk ile kükürt kaynağı geri kazanımını dengeler. Bu teknoloji, geleneksel Claus proseslerinin termodinamik darboğazını kırıyor, artık gaz işleme ünitelerinin işletme ve bakım zorluklarını azaltıyor ve petrokimya endüstrisinin düşük-karbonlu ve temiz üretim hedefleriyle uyumlu hale geliyor. Tüm kükürt geri kazanımı endüstriyel zincirinde standartlaştırılmış ve ana akım-son işlem teknolojisi olarak hizmet eder.