Trong các đơn vị thu hồi lưu huỳnh cho các nhà máy lọc dầu, lọc khí tự nhiên và hóa chất than, quy trình Claus hai{0}}giai đoạn và ba{1}}giai đoạn thông thường bị giới hạn bởi trạng thái cân bằng nhiệt động lực học, với tổng tỷ lệ thu hồi lưu huỳnh tối đa chỉ từ 95%~97%. Khí đuôi chứa dư lượng SO₂, COS, CS₂ và lưu huỳnh nguyên tố dạng khí, không đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải quốc gia hiện hành đối với các chất gây ô nhiễm không khí trong ngành hóa dầu. SCOT (Xử lý khí thải Shell Claus-), quy trình xử lý khí thải Shell Claus-, là công nghệ xử lý khí thải sâu dựa trên quá trình hydro hóa-được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành lọc hóa chất. Nó hoạt động song song với thiết bị Claus chính để loại bỏ sâu và thu hồi tài nguyên sunfua.
1. Nền tảng ứng dụng và phát triển quy trình
Được Shell Hà Lan phát triển, quy trình SCOT được công nghiệp hóa vào năm 1973 và được thiết kế như một quy trình-xử lý sau phù hợp với quá trình thu hồi lưu huỳnh của Claus. Sau khi triển khai các tiêu chuẩn phát thải cực thấp trong ngành hóa dầu của Trung Quốc, việc thải trực tiếp khí đuôi từ các thiết bị Claus thông thường dẫn đến lượng phát thải vượt mức nghiêm trọng. Do đó, SCOT đã trở thành cơ sở xử lý khí thải tiêu chuẩn cho các nhà máy lọc dầu, kho cảng LNG và các dự án từ-than-khí. Nó nâng tổng tỷ lệ thu hồi lưu huỳnh của tổ máy kết hợp lên trên 99,9%, tuân thủ các yêu cầu kiểm soát lượng khí thải SO₂ cực thấp của quốc gia.
2. Cơ chế phản ứng của quá trình
Toàn bộ quá trình bao gồm ba phần cốt lõi: khử hydro hóa, hấp thụ dung môi và tái tạo dung môi.
Khí đuôi chảy vào lò phản ứng hydro hóa, nơi các phản ứng khử và thủy phân diễn ra nhờ chất xúc tác hydro hóa lưu huỳnh Co{0}}Mo{1}}ở nhiệt độ 270~310 độ dưới áp suất dương nhẹ. SO₂ và S₈ bị hydro hóa thành H₂S, trong khi các loại lưu huỳnh hữu cơ COS và CS₂ bị thủy phân thành H₂S.
Khí đuôi hydro hóa được làm mát đi vào thiết bị hấp thụ, tại đó dung môi chọn lọc MDEA (methyldietanolamine) hấp thụ H₂S. Khí thải tinh khiết được đốt trước khi đạt tiêu chuẩn khí thải. Dung môi amin giàu được gửi đến thiết bị tái sinh để tách, thu được-H₂S nồng độ cao được tái chế trở lại lò Claus để sản xuất lưu huỳnh.
3. Ưu điểm kỹ thuật
So với quá trình oxy hóa có chọn lọc và quá trình khí thải ở đuôi oxy hóa{0}}lỏng, SCOT tự hào có độ ổn định vận hành vượt trội:
①Tỷ lệ chuyển đổi lưu huỳnh hữu cơ cao, phù hợp với điều kiện làm việc với tải lượng lưu huỳnh cao và thấp dao động;
②Độ chọn lọc cao của dung môi amin, tổn thất đồng-hấp thụ CO₂ thấp và mức tiêu thụ năng lượng của đơn vị có thể kiểm soát được;
③Chất xúc tác hydro hóa có khả năng chống nhiễm độc kim loại nặng và sunfua mạnh mẽ, có tuổi thọ từ 5 đến 8 năm;
④Quy trình khép kín-không có chất thải nguy hại thứ cấp và-sản phẩm phụ lưu huỳnh đạt đến cấp công nghiệp cao cấp.
4. Giá trị ứng dụng công nghiệp
Các quy trình SCOT đã sửa đổi được trang bị phổ biến cho các đơn vị thu hồi lưu huỳnh trong các tổ hợp hóa học và tinh chế tích hợp lớn trong nước, giúp cân bằng việc tuân thủ môi trường và thu hồi tài nguyên lưu huỳnh. Công nghệ này phá vỡ nút thắt nhiệt động lực học của các quy trình Claus truyền thống, giảm độ khó vận hành và bảo trì của các thiết bị xử lý khí thải, đồng thời phù hợp với các mục tiêu sản xuất sạch và-cacbon thấp của ngành hóa dầu. Nó đóng vai trò là công nghệ xử lý sau được tiêu chuẩn hóa và chủ đạo-trong chuỗi công nghiệp thu hồi lưu huỳnh hoàn chỉnh.