게시판 > 질답게시판 > 황을 처리하는 공정 (amine unit , claus unit) 질문입니다.

스테파노 Stefano

16-04-15 11:32

(A1) Surge Drum은 "완충" 목적의 용기입니다. "Surge"라는 뜻이 갑자기 밀려들어오는 현상을 말하는데 이로 인한 압력 충격을 완화하기 위해 사용하기 위한 목적으로 사용되는 것이 Surge Drum이라고 하는데 동일 용도의 드럼을 Buffer Drum, Holding Drum, Receiver등의 용어로 부르기도 합니다. 액상의 경우 드럼의 액면의 높낮이로 흐름을 완충하도록 하지요.

(A2) (H2S, CO2등) Acid Gas가 Amine 용액에 흡수되는 반응이 저온, 고압에서 잘일어나고 흡수된 "(Acid Gas) Rich Solution을 감압하고 또 가열해야만 흡수되었던 Gas들이 분리되어 나오기 때문에 흡수탐과 분리탑이 나뉘어 있는 것이지요.

재생하면서 온도가 높아진 Lean Amine은 흡수탑에서 나오는 Rich Amine과 열교환함으로써 에너지를 어느 정도 회수하여 이용하는 셈이지요. Regenerator의 압력이 낮아서 재생된 Lean Amine은 압력이 높은 Absorber측 상부로 Pumping해서 보내줘야 하지만 Absorber Bottom으로부터 압력이 낮은 Regenerator로 보내는 Line에는 Pump가 필요없이 단지 자동밸브만 달려있어도 흘러가게 되어있습니다. Amine Unit에서 소요되는 에너지는 Pumping 동력도 있지만 Amine 의 Regeneration을 위해 Steam으로 공급하는 "Heat of Desorption"도 있습니다.

최근의 연구되는 Amine Unit들에는 압력이 낮아도 흡수가 잘일어나는 Amine류가 실용화 되고 있습니다. 좋은 Amine이라면 가격이 싸고 1몰당 많은 몰수의 Acid Gas가 흡수되고 흡,탈착을 위한 에너지가 작아야 하겠지요.

(A3) Claus Process의 Chemistry는 다음과 같은 발열반응으로 일어납니다.

3H2S + 3/2 O2 ---> 3S + 3H2O + Q (발열반응)....(1)

이 반응은 Original Claus Process에서는 하나의 촉매 반응기에서 일어났는데 나중에 이를 두단계로 나누어 H2S를 연소하는 반응기를 두고 후단에 촉매를 사용하는 반응으로 나뉘게 되었습니다.

H2S + O2 ---> SO2 + H2O + Q1...............................(2) <첫번째 직화연소반응기>
2H2S + SO2 ---> 3S + 2H2O + Q2 ..............................(3) <두번째 촉매반응기>

위의 두반응 모두 발열반응인데 특히 두번째 반응의 평형이 우측으로 잘 일어나도록 하려면 보다 낮은 온도에서 반응이 일어나야 하는데 온도가 낮으면 반응속도가 떨어지기 때문에 대부분 앞단계 반응에서 반응하도록 하고 마지막 반응기는 미전환물질이 최소가 되도록 저온에서 반응을 일으키는 것이 필요합니다.

따라서 마지막 반응기에서는 저온에서도 활성이 좋은 촉매가 사용되는 것이지요.

위의 (2), (3)공정으로 나누어진 일반적인 Claus 공정에서 대체로 2~3단의 (동일)촉매반응기를 사용하여 98%정도의 유황회수율을 얻는 것이 보통이고 나머지는 "Claus Tail Gas 처리공정"에서 처리하게 되는데

Super Claus 공정으로 얻어지는 수율이 얼마인지 궁금합니다.

(A2) (H2S, CO2등) Acid Gas가 Amine 용액에 흡수되는 반응이 저온, 고압에서 잘일어나고 흡수된 "(Acid Gas) Rich Solution을 감압하고 또 가열해야만 흡수되었던 Gas들이 분리되어 나오기 때문에 흡수탐과 분리탑이 나뉘어 있는 것이지요.

재생하면서 온도가 높아진 Lean Amine은 흡수탑에서 나오는 Rich Amine과 열교환함으로써 에너지를 어느 정도 회수하여 이용하는 셈이지요.  Regenerator의 압력이 낮아서 재생된 Lean Amine은 압력이 높은 Absorber측 상부로 Pumping해서 보내줘야 하지만  Absorber Bottom으로부터 압력이 낮은 Regenerator로 보내는 Line에는 Pump가 필요없이 단지 자동밸브만 달려있어도 흘러가게 되어있습니다.   Amine Unit에서 소요되는 에너지는 Pumping 동력도 있지만 Amine 의 Regeneration을 위해 Steam으로 공급하는 "Heat of Desorption"도 있습니다.

최근의 연구되는 Amine Unit들에는 압력이 낮아도 흡수가 잘일어나는 Amine류가 실용화 되고 있습니다.  좋은 Amine이라면 가격이 싸고 1몰당 많은 몰수의 Acid Gas가 흡수되고 흡,탈착을 위한 에너지가 작아야 하겠지요.

(A3) Claus Process의 Chemistry는 다음과 같은 발열반응으로 일어납니다.

3H2S + 3/2 O2 ---> 3S + 3H2O +  Q    (발열반응)....(1)

이 반응은 Original Claus Process에서는 하나의 촉매 반응기에서 일어났는데 나중에 이를 두단계로 나누어  H2S를 연소하는 반응기를 두고 후단에 촉매를 사용하는 반응으로 나뉘게 되었습니다.

H2S   + O2 --->   SO2 + H2O     + Q1...............................(2)  <첫번째 직화연소반응기>
2H2S + SO2 ---> 3S   + 2H2O    + Q2 ..............................(3)  <두번째 촉매반응기>

위의 두반응 모두 발열반응인데 특히 두번째 반응의 평형이 우측으로 잘 일어나도록 하려면 보다 낮은 온도에서 반응이 일어나야 하는데 온도가 낮으면 반응속도가 떨어지기 때문에 대부분 앞단계 반응에서 반응하도록 하고 마지막 반응기는 미전환물질이 최소가 되도록 저온에서 반응을 일으키는 것이 필요합니다.

따라서 마지막 반응기에서는 저온에서도 활성이 좋은 촉매가 사용되는 것이지요.

위의 (2), (3)공정으로 나누어진 일반적인 Claus 공정에서 대체로 2~3단의 (동일)촉매반응기를 사용하여 98%정도의 유황회수율을 얻는 것이 보통이고 나머지는 "Claus Tail Gas 처리공정"에서 처리하게 되는데

Super Claus 공정으로 얻어지는 수율이 얼마인지 궁금합니다.

산적Yo himshi

19-07-18 17:14

어떤 아민이 좋은 것이냥?