ביחידות שחזור גופרית לזיקוק נפט, טיהור גז טבעי ומפעלי כימיקלים פחם, תהליכי קלאוס דו--ותלת- שלביים רגילים מוגבלים על ידי שיווי משקל תרמודינמי, עם שיעור שחזור גופרית מרבי של 95%~97% בלבד. הגז הזנב מכיל שאריות SO₂, COS, CS₂ וגופרית אלמנטרית גזית, שאינם עומדים בתקני הפליטה הלאומיים הנוכחיים של מזהמי אוויר בתעשייה הפטרוכימית. SCOT (Shell Claus Off-gas Treating), תהליך הטיפול בגז Shell Claus Off-, הוא הטכנולוגיה הנפוצה ביותר בשימוש בהידרוגנציה-לטיפול בגז זנב עמוק בתעשיית הזיקוק והכימיה. היא פועלת במקביל ליחידת קלאוס הראשית למימוש הסרה עמוקה והשבת משאבים של סולפידים.
1. פיתוח תהליכים ורקע יישומים
תהליך SCOT, שפותח על ידי Shell Netherlands, תוכנן ב-1973 ותוכנן כתהליך שלאחר-טיפול התואם עם שחזור גופרית של קלאוס. בעקבות הטמעת תקני פליטה נמוכים במיוחד במגזר הפטרוכימי של סין, פריקה ישירה של גז זנב מיחידות קלאוס קונבנציונליות מובילה לעודף פליטות חמור. כתוצאה מכך, SCOT הפכה למתקן סטנדרטי לטיפול בגז זנב עבור בתי זיקוק, מסופי LNG ופרויקטי פחם לגז-ל-. זה מעלה את שיעור החזרת הגופרית הכוללת של היחידה המשולבת ליותר מ-99.9%, תוך עמידה בדרישות בקרת פליטת SO₂ אולטרה-לאומית.
2. מנגנון תגובה של תהליך
התהליך כולו מורכב משלושה חלקי ליבה: הפחתת הידרוגנציה, ספיגת ממס וחידוש ממס.
גז זנב זורם לתוך כור ההידרוגציה, שם מתרחשות תגובות הפחתה והידרוליזה על זרזי הידרוגנציה עמידים לקו-Mo גופרית- ב-270~310 מעלות בלחץ חיובי קל. SO₂ ו- S₈ עוברים הידרוליזה ל- H₂S, בעוד שמיני גופרית אורגניים COS ו- CS₂ עוברים הידרוליזה ל- H₂S.
גז זנב מוקשה מקורר נכנס לבולם, שם ממס סלקטיבי MDEA (מתיל-דיאתנולמין) סופג H₂S. גז פליטה מטוהר נשרף לפני הגעה לתקני פליטה. ממס אמין עשיר נשלח אל המחדש לצורך הפשטה, ומניב H₂S בריכוז גבוה- אשר ממוחזר בחזרה לכבשן קלאוס לייצור גופרית.
3. יתרונות טכניים
בהשוואה לתהליכי חמצון סלקטיבי ותהליכי חמצון של גז זנב-נוזלי, SCOT מתגאה ביציבות תפעולית יוצאת דופן:
①שיעור המרה גבוה של גופרית אורגנית, מתאים לתנאי עבודה עם עומסי גופרית גבוהים ונמוכים משתנים;
②סלקטיביות גבוהה של ממס אמין, אובדן ספיגה-ת נמוכה של CO₂ וצריכת אנרגיה יחידה ניתנת לשליטה;
③זרזי הידרוגנציה כוללים עמידות חזקה בפני הרעלת מתכות כבדות וגופרית, עם חיי שירות של 5 עד 8 שנים;
④תהליך לולאה-סגורה ללא פסולת מסוכנת משנית, וגופרית-למוצר מגיעה לדרגה תעשייתית מעולה.
4. ערך יישום תעשייתי
תהליכי SCOT מתוקנים מצוידים באופן אוניברסלי עבור יחידות שחזור גופרית במתחמי זיקוק משולבים ביתיים גדולים וכימיקלים, מאזנים בין תאימות סביבתית לבין שחזור משאבי גופרית. טכנולוגיה זו שוברת את צוואר הבקבוק התרמודינמי של תהליכי קלאוס מסורתיים, מפחיתה את קשיי התפעול והתחזוקה של יחידות לטיפול בגז זנב, ומתיישרת עם יעדי הייצור הנמוכים-הפחמן והנקי של התעשייה הפטרוכימית. היא משמשת כטכנולוגיה סטנדרטית ומיינסטרימית לאחר-טיפול בשרשרת התעשייתית המלאה של שחזור גופרית.