Dans les unités de récupération du soufre pour le raffinage du pétrole, la purification du gaz naturel et les usines chimiques de charbon, les processus Claus conventionnels à deux -et trois -étapes sont limités par l'équilibre thermodynamique, avec un taux de récupération total maximum de soufre de seulement 95 % à 97 %. Le gaz résiduaire contient du SO₂, du COS, du CS₂ résiduels et du soufre élémentaire gazeux, qui ne répondent pas aux normes nationales actuelles d'émission de polluants atmosphériques dans l'industrie pétrochimique. SCOT (Shell Claus Off-gas Treating), le procédé de traitement des gaz de combustion Shell Claus-, est la technologie de traitement des gaz de queue en profondeur basée sur l'hydrogénation-la plus largement utilisée dans l'industrie du raffinage et de la chimie. Il fonctionne en tandem avec l'unité principale Claus pour réaliser l'élimination en profondeur et la récupération des ressources des sulfures.
1. Développement de processus et contexte d’application
Développé par Shell Pays-Bas, le procédé SCOT a été industrialisé en 1973 et conçu comme un procédé de post-traitement associé à la récupération du soufre Claus. Suite à la mise en œuvre de normes d'émissions ultra-faibles dans le secteur pétrochimique chinois, le rejet direct des gaz résiduaires des unités Claus conventionnelles entraîne de graves excédents d'émissions. En conséquence, SCOT est devenue une installation standard de traitement des gaz résiduaires pour les raffineries, les terminaux GNL et les projets de transformation du charbon-en-gaz. Il augmente le taux total de récupération de soufre de l'unité combinée à plus de 99,9 %, conformément aux exigences nationales de contrôle des émissions de SO₂ ultra-faibles.
2. Mécanisme de réaction au processus
L'ensemble du processus se compose de trois sections principales : la réduction par hydrogénation, l'absorption du solvant et la régénération du solvant.
Le gaz résiduaire s'écoule dans le réacteur d'hydrogénation, où les réactions de réduction et d'hydrolyse ont lieu sur des catalyseurs d'hydrogénation résistants au Co-Mo soufre-à 270 ~ 310 degrés sous une légère pression positive. SO₂ et S₈ sont hydrogénés en H₂S, tandis que les espèces organiques soufrées COS et CS₂ sont hydrolysées en H₂S.
Le gaz résiduaire hydrogéné refroidi entre dans l’absorbeur, où le solvant sélectif MDEA (méthyldiéthanolamine) absorbe le H₂S. Les gaz de combustion épurés sont incinérés avant d’atteindre les normes d’émission. Un solvant aminé riche est envoyé au régénérateur pour être extrait, produisant du H₂S à haute -concentration qui est recyclé vers le four Claus pour la production de soufre.
3. Avantages techniques
Comparé aux procédés d'oxydation sélective et d'oxydation en phase liquide-des gaz résiduaires, le SCOT offre une stabilité opérationnelle exceptionnelle :
①Taux de conversion élevé du soufre organique, adapté aux conditions de travail avec des charges de soufre élevées et faibles fluctuantes ;
②Haute sélectivité du solvant aminé, faible perte par absorption de CO₂ et consommation d'énergie unitaire contrôlable ;
③Les catalyseurs d'hydrogénation présentent une forte résistance à l'empoisonnement aux métaux lourds et aux sulfures, avec une durée de vie de 5 à 8 ans ;
④Processus en boucle fermée-sans déchets dangereux secondaires et-sous-produit de soufre atteignant une qualité industrielle supérieure.
4. Valeur des applications industrielles
Les procédés SCOT modifiés sont universellement équipés pour les unités de récupération du soufre dans les grands complexes nationaux intégrés de raffinage et de chimie, équilibrant le respect de l'environnement et la récupération des ressources en soufre. Cette technologie élimine le goulot d'étranglement thermodynamique des processus Claus traditionnels, réduit les difficultés d'exploitation et de maintenance des unités de traitement des gaz résiduaires et s'aligne sur les objectifs de production propre et à faible teneur en carbone de l'industrie pétrochimique. Il s'agit d'une technologie de post-traitement standardisée et courante dans toute la chaîne industrielle de récupération du soufre.