KR101290234B1 - 완전한 황 제거 및 올레핀 포화에 의해 연료 가스를 처리하기 위한 구성 및 방법 - Google Patents

완전한 황 제거 및 올레핀 포화에 의해 연료 가스를 처리하기 위한 구성 및 방법 Download PDF

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Abstract

정제소 오프가스는 플랜트에서 2개의 처리 단계로 처리되며, 여기서 오프가스는 먼저 중메르캅탄 및 C5+ 탄화수소를 제거하기 위한 희박유를 사용하는 세척 컬럼에서 스크러빙되며, 이후, 수소화처리기가 사용되어 올레핀계 탄화수소를 포화시키고, 황류 화합물을 감소시킨다. 매우 바람직하게는, 수소화처리기 유출구 분리기로부터 희박유가 반응기 공급물과 혼합되어 증발을 통해 수소화처리기 반응기를 냉각시키는 구성에서 수소화처리기 반응기(들)의 온도 조절을 위해 재순환 희박유가 사용된다.

Description

완전한 황 제거 및 올레핀 포화에 의해 연료 가스를 처리하기 위한 구성 및 방법 {CONFIGURATIONS AND METHODS FOR FUEL GAS TREATMENT WITH TOTAL SULFUR REMOVAL AND OLEFIN SATURATION}
본 출원은 본 출원인의 동시 계류중인 2007년 8월 9일자 출원된 미국 가출원 제60/955004호의 권익을 주장한다.
본 발명은 가스 처리 및 수소처리에 관한 것이며, 특히 정제소 오프가스(refinery off gas)로부터 황 오염물을 제거하고, 올레핀계 탄화수소를 포화시켜 세정된 연료 가스를 생산하는 것에 관한 것이다.
CO2, H2S, 및 그 밖의 황 오염물, 예컨대, 메르캅탄 및 유기 황은 일반적으로 다양한 가스 스트림으로부터 다수의 통상적인 가스 처리 구성으로 제거된다. 불행하게도, 이러한 구성의 대부분은 산 가스 및 황 오염물을 어느 정도 제거하지만, 고도로 오염된 오프 가스, 및 특히 상당량의 중탄화수소, 옥시게네이트(예를 들어, 일산화탄소 및 이산화황), 질소 화합물(예를 들어, 시안니드 및 암모늄 화합물), 불포화 탄화수소(예를 들어, 올레핀, 디엔), 메르캅탄 및 그 밖의 유기 황 화합물(예를 들어, 메틸 메르캅탄, 에틸 메르캅탄, 부틸 메르캅탄, 카르보닐 설파이드, 디메틸 디설파이드, 이황화탄소, 프로판티올, 티오펜, 등)을 함유하는 정제소 오프 가스를 처리함에 있어서는 상대적으로 비효율적이다. 그러므로, 이러한 공지된 구성으로 처리된 가스는 흔히 허용되지 않는 수준의 황 오염물(예를 들어, 50ppmv 초과)을 함유하고, 이에 따라 현 환경 규정에 부합하지 않는다. 또한, 촉매적 크래킹 유닛(catalytic cracking unit) 및 그 밖의 공급원으로부터의 오프 가스는 상당량의 불포화 올레핀계 화합물을 함유하여, 연료 가스로서 사용되는 경우 흔히 연소 설비를 오염시키고, 원치않는 방출물을 생성한다.
아민 및 가성제(caustic)와 같은 화학 용매는 흔히 중량의 메르캅탄 및 유기 황(예를 들어, 프로필 메르캅탄 및 DMDS)을 제거하는데 비효율적이다. 물리적 용매가 이러한 오염물질을 흡수할 수 있기는 하지만, 이들 용매는 과량의 탄화수소를 함께 흡수하는 경향이 있는데, 이는 차후 황 플랜트와 같은 다운스트림 처리 유닛에서 문제가 된다. 또한, 많은 불포화 올레핀계 탄화수소(예를 들어, 프로필리디엔, 부타디엔)는 중합하는 경향이 있고, 처리 장치를 오염시키는 반응성 성분이다. 또한, 산 가스 중의 비교적 높은 수준의 중탄화수소는 황 플랜트의 작동 불안정성을 일으키는 경향이 있고, 일반적으로 분해를 위한 클라우스 반응로(Claus reaction furnace)에 높은 화염 온도를 필요로 하는데, 이는 황 플랜트의 수명을 현격히 감소시킨다.
불충분한 오염물 제거와 관련된 문제점 중 적어도 일부를 회피하기 위해, 여러가지 전처리 및 후처리 방법이 사용되었다. 불행하게도, 이러한 대부분의 방법들은 비교적 비효율적이고, 많은 비용이 드는 경향이 있으며, 오염물이 고정상 흡착제에 의해 제거되는 경우, 소모된 흡착제의 처리 문제가 추가로 제기될 수 있다. 전처리 및/또는 후처리 방법을 사용하더라도, 이러한 처리 설비에서 생성된 산 가스의 품위는 종종 불량하며, 처리된 가스는 여전히 상당량의 원치않는 황 및 올레핀계 및 방향족 탄화수소 성분을 함유하여, 연료 가스 사양에 부합할 수 없고, 이에 따라 연료 가스로서 사용될 수 없다.
다른 공지된 공정, 특히 메르캅탄이 H2S로 촉매작용에 의해 전환되는 수소화처리(hydroprocessing) 작업에서, 올레핀계 및 방향족 탄화수소(예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 프로필디엔, 부텐, 부타디엔, 벤젠, 톨루엔 및 중올레핀)는 다른 원치않는 화합물과 반응성이며, 이는 일정하게 열교환기 및 반응기의 오염을 초래하고, 종종 설비의 중단을 초래할 것이다. 또한, 연료 가스 중 잔류하는 올레핀계 탄화수소는 또한 전환, 연소 또는 전력 생성 공정에서 원치않는 부반응 및 방출물을 초래할 것이다.
따라서, 다양한 가스 가공 처리법 및 구성이 당해 공지되어 있지만, 이들 모두 또는 거의 모두는, 특히 공급 가스가 비교적 높은 수준의 산 가스, 올레핀계 및 방향족 탄화수소, 중메르캅탄 및/또는 유기황 오염물을 포함하는 경우, 하나 또는 그 초과의 단점을 갖는다.
발명의 요약
본 발명은 원치않는 다량의 황 화합물 및 올레핀을 함유하는 다양한 연료 가스(예를 들어, 연료 가스가 합성 가스, 매립지 폐가스, 또는 정제소 오프 가스임)를 처리하는 구성 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 연료 가스는 먼저 희박유(lean oil) 스트림, 일반적으로는 수소화처리된 희박유 스트림 및 비수소처리된 희박유 스트림으로 스크러빙 처리되어 농후유 스트림(rich oil stream) 및 스트리핑된 가스를 생성하고, 이후, 수소화처리에 의해 처리된다. 수소화처리후, 희박유는 수소화처리된 가스로부터 분리되고, 희박유의 증발을 통해 수소화처리기내 온도를 제어하기에 효과적인 양으로 수소화처리기로 재순환된다.
특히 바람직한 양태에서, 분리기로부터의 가스상은 추가로 COS 가수분해 처리되어 가수분해된 가스를 생성하고, 이로부터 황화수소 함유 가스상이 다운스트림 분리기에서 제거된다. 다운스트림 분리기는 바람직하게는 희박유의 추가 부분을 생성하고, 이중 일부 또는 전부는 재순환 희박유 스트림과 합쳐질 수 있다. 매우 일반적으로, 황화수소 제거 유닛(예를 들어, 아민 용매 사용)은 황화수소 함유 가스상으로부터 황화수소를 제거한다. 추가의 바람직한 양태에서, 희박유 및 수소화처리된 희박유는 별도 위치에서 희박유 스크러빙 유닛에 공급된다.
그러므로, 본 발명의 요지의 일 양태에서, 연료 가스를 처리하는 방법은 희박유 스크러빙 유닛에서 연료 가스를 스크러빙하여 C5+ 성분을 제거하고 농후유 및 스크러빙된 연료 가스를 형성하는 단계, 및 재순환 희박유와 스크러빙된 연료 가스를 합쳐서 수소화처리기 공급물을 형성하는 단계를 포함한다. 또 다른 단계에서, 수소화처리기 공급물은 수소와 혼합되어 수소화처리되고, 수소화처리된 가스 유출물은 가스상 및 재순환 희박유로 분리된다. 이러한 방법은 일반적으로 재순환 희박유를, 수소화처리기에서 또는 수소화처리기의 업스트림에서 소정 위치로, 그리고 재순환 희박유의 증발 냉각을 통해 수소화처리기 온도를 사전 설정된 값으로 유지시키기에 충분한 양으로 재순환시키는 단계를 추가로 포함할 것이다.
본 발명의 여러 목적, 특징, 양태 및 이점은 하기 본 발명의 바람직한 구체예의 상세한 설명으로부터 보다 자명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 요지에 따른 가스 처리 플랜트의 일례의 개략적인 구성이다.
도 2는 도 1의 플랜트를 위한 선택된 스트림에 대한 계산된 열 및 재료를 대조한 표이다.
도 3은 본 발명의 요지에 따른 가스 처리 플랜드의 또 다른 예의 개략적인 구성이다.
본 발명은 정제소 오프 가스(일반적으로 연료 가스로서 사용됨)가 두개의 처리 단계로 처리되는 구성 및 방법에 관한 것이다. 매우 일반적으로, 오프 가스는 제 1 단계에서 먼저 하나 또는 그 초과의 희박유 스트림(예를 들어, 수소화처리되고/거나 비수소화처리된)를 사용하여 세척 컬럼에서 스크러빙되어 중메르캅탄 및 C5+ 탄화수소를 제거한다. 제 2 단계에서, 스크러빙된 가스는 이후 수소화처리되어, 재순환 희박유가 수소화처리기 반응기(들)의 온도 제어를 위해 사용되고, 재순환 희박유가 수소화처리된 생성물로부터 얻어지는 공정 구성에서 올레핀계 및 방향족 탄화수소를 포화시키고, 또한 황류 화합물을 감소시킨다. 이에 따라, 세정된 연료 가스가 생산되어 발전소 및/또는 증기 보일러에 공급될 수 있다. 본 발명의 요지의 바람직한 양태에서, 희박유는 증발을 통해 수소화처리기 반응기를 냉각시키는 반응기 공급물과의 혼합을 통해 수소화처리기 반응기 출구 분리기로부터 재순환됨으로써 수소화처리기내 반응 온도를 제어하고, 이는 유리하게는 원치않는 부산물(예를 들어, 검 및 탄소 침착물)의 형성을 최소화한다.
매우 바람직하게는, 증발을 통한 수소화처리기내 온도 제어는 수소화처리기로 공급되는 희박유의 양을 조절함으로써(예를 들어, 온도 센서, 제어 밸브, 및 이와 관련된 제어 로직(control logic)을 사용하거나, 사전 설정된 희박유의 양을 사용함으로써) 달성되어 수소화처리기 온도가 반응기내 온도 상승이 100℉ 이하, 바람직하게는 75℉ 이하, 매우 바람직하게는 50℉ 이하이도록 하면서 약 490℉ 내지 약 550℉에서 유지되도록 한다. 결과적으로, 디엔 화합물과 수소의 원치않는 부반응이 최소화되거나 심지어 완전하게 회피되어서, 연속 작업 상태를 연장시킨다. 필요에 따라 또는 달리 유리하게는, 수소화처리기는 반응기 출구에서 잔류 COS를 가수분해시키는 COS 가수분해 반응기와 유체식으로 결합되어 추가로 처리된 가스를 형성할 수 있다.
연료 가스 수소화처리 공정의 일 예시적인 구성이 도 1에 도시되어 있으며, 도 2의 표 1은 상응하는 산출된 열 및 재료가 대조되어 있다. 약 100℉의 온도 및 약 100 내지 약 420psig의 압력에서 오염된 정제소 공급물 가스 스트림(1)이 정제소 희박유 스트림(3)(예를 들어, 0.1중량% 미만의 황 함량을 갖는) 및 수소화처리된 희박유 스트림(2)(일반적으로, 황 제거됨, 예를 들어, 50ppm)을 사용하여 컬럼(51)에서 스크러빙되어 C5+ 제거된 오버헤드 증기 스트림(5), 및 C5+ 농후화된 저부 스트림(4)을 생성하고, 이는 바람직하게는 정제소로 재순환된다. 스트림(5)은 수소 스트림(6)과 혼합되어 스트림(7)을 형성한다. 매우 일반적으로, 수소 보충(makeup) 양은 반응기 출구에서 사전 설정되는 잔류 수소 농도를 일반적으로 약 10%로 측정/유지시킴으로써 조절되거나, 다르게는 완전한 올레핀 포화 반응 및 탄화수소 코킹(coking) 최소화에 요구되는 바에 따라 조절된다. 이후, 2상 혼합물(7)이 희박유 재순환 스트림(8)과 혼합되어 스트림(9)을 형성한다.
희박유 재순환 스트림(8)은 바람직하게는 C10 내지 C13 탄화수소유이다. 예를 들어, 그리고 또 다른 관점에서 보면, 희박유는 탄화수소 희박유(예를 들어, 45 내지 95 범위의 API 비중(API Gravity) 및 2 내지 12.0psia의 RVP(Reid Vapor Pressure)에 의해 특징되는 나프타)를 포함하여 황 오염물(예를 들어, 메르캅탄 및 유기 황) 착물을 선택적으로 흡수할 수 있다. 그러므로, 적합한 희박유는 미가공의 비수소화처리된 나프타 및 수소화처리된 나프타, 또는 산소, CO, 및/또는 CO2를 포함하는 다른 화합물에 대해 황 오염물 착물에 대해 친화성을 갖는 디젤 탄화수소를 포함할 수 있다. 따라서, 일반적인 희박유는 정제소 또는 탄화수소 처리 유닛으로부터의 나프타 또는 디젤을 포함할 수 있으며, 45 내지 95 범위의 API 비중 및 2 내지 11.0psia의 RVP에 의해 특징된다.
재순환 희박유 유량 및 조성은 냉각에 대한 재순환 희박유의 증기화의 잠열 뿐만 아니라 현열(sensible heat)을 사용하여 반응기 온도 상승을 약 50℉로 유지시키도록 필요에 따라 조절된다. 본원에서 수치와 관련하여 사용되는 용어 "약"은 수치의 절대 값의 20% 이하 내지 수치의 절대값의 20% 이상의 범위를 나타낸다. 예를 들어, 용어 약 "100℉"는 80℉ 내지 120℉의 범위를 나타내고, 용어 "약 100psig"는 80psig 내지 120psig를 나타낸다.
가스 희박유 혼합물 스트림(9)은 고압 스팀(30)을 사용하는 공급물/유출물 교환기(52) 및 스팀 가열기(53)에서 가열되어 스트림(11)을 형성한다. 전기 히터 또는 연료 연소식 히터를 포함하는 다른 가열원이 또한 고압 스팀을 이용할 수 없는 경우에 사용될 수 있다. 반응기 유입구 온도는 수소화처리기내의 바람직한 올레핀 포화도 및 전체 황 전환율을 위해 필요에 따라 열교환기 및 히터를 통해 가열된다(예를 들어, 약 480℉ 내지 550℉로). 당업자들에게 용이하게 인지되는 바와 같이, 수소화처리기(54)는 적합한 반응기 인터널(internal) 및 분배기 및 액체 주입 켄칭(quenching)을 포함하여 2상 혼합물의 균일한 분배를 보장할 것이다. 또한, 공지된 적합한 촉매 모두가 본원에서 제시된 교시에 따라 사용될 수 있는 것으로 인지되어야 한다. 예를 들어, 코발트 몰리브덴 또는 니켈 몰리브덴 기재 촉매가 두 반응 모두 매우 발열 반응인 올레핀 포화 반응 및 탈황 반응을 촉진시키는데 사용될 수 있다. 반응 온도가 조절되지 않을 경우, 매우 높은 온도는 폭주 반응(runaway reaction)을 초래하여, 일반적으로 탄소 침착물 또는 검(gum)의 형성을 유발하는 부반응을 일으킬 것이다. 열교환기 및 반응기의 오염을 초래하는 검 형성을 피하기 위해, 수소화처리기 반응기내의 온도 상승은 스트림(11)내 함유되는 희박유를 증발시킴으로써 100℉ 미만, 보다 바람직하게는 75℉ 미만, 매우 바람직하게는 50℉ 미만으로 유지된다. 바람직하게는, 재순환 희박유 유량은 스트림(9, 11, 및 12)이 약 1% 내지 50% 액체, 보다 보편적으로는 약 3% 내지 40% 액체, 매우 보편적으로는 약 5% 내지 30% 액체를 함유하도록 조절된다. 이러한 액체 함량은 액체가 온도 조절을 위해 사용되는 것 뿐만 아니라 임의의 반응 부산물을 세정 및 세척하고 설비의 오염화로 인한 작업 중단을 피하도록 하는데 사용될 수 있기 때문에 특히 바람직하다. 반응기 유출물(12)은 이후 공급 가스(9)와 열교환되어 유출물 스트림(13)을 형성하고, 이는 분리기(55)에서 분리되어 증기 스트림(16) 및 액체 스트림(15)을 형성한다.
이후, 액체 스트림(15)은 오일 재순환을 위해 펌프(57)에 의해 펌핑되고, 증기 스트림(16)은 COS 가수분해 반응기(56)에서 처리되며, 이 반응기에서 COS는 가수분해 반응 COS + H2O ↔ H2S + CO2를 통해 황화수소로 전환된다. 이러한 가수분해 반응은 발열 반응이며, 일반적으로 적어도 약 95% 초과의 COS 함량을 전환시킬 수 있다. COS 가수분해 반응기 유출물(17)은 상압 냉각기(31)로 냉각되어 스트림(18)을 형성하고, 이는 분리기(58)에서 분리되어 H2S 함유 탄화수소 스트림(19) 및 발화된 희박유 스트림(20)을 생성한다. 희박유중 작은 부분인 스트림(21)은 재순환유의 품질을 유지시키기 위해 퍼어징되고, 그 대부분은 펌프(59)에 의해 재순환되어 스트림(22)을 형성한다. 희박유 보충 스트림(23)이 필요에 따라 부가되어 희박유 재고물을 새로 보충하기 위해 스트림(24)을 형성한다. 처리된 가스 스트림(19)은 황화수소 제거 유닛(60)에 공급되며, 여기서 아민 희박 용매 스트림(25)이 사용되어 세정된 연료 가스 스트림(27)을 형성한다. 아민 농후 스트림(26)이 통상적인 방법으로 처리되고 재생되어 아민 희박 스트림(25)을 형성한다. 요망에 따라, 대안의 황화수소 제거 유닛이 또한 사용될 수 있으며, 적합한 유닛은 막 및/또는 용매 기재 분리기, 고체상 흡착체 등을 포함한다.
따라서, 다른 견지에서 보면, 오염된 연료 가스로부터 C5+ 탄화수소 및 황 화합물을 제거하는 플랜트 및 방법은 연료 가스를 1종 이상, 더욱 바람직하게는 2종 이상의 희박유로 처리하는 것을 포함하며, 제 1 희박유는 정제소 처리 유닛으로부터 공급되며, 제 2 희박유는 수소화처리기 유닛으로부터 공급/재순환될 수 잇다. 이러한 구성에서, 제 1 희박유는 대량의 C5+ 탄화수소 제거를 위해 사용되고, 제 2 희박유는 낮는 황 사양에 부합하기 위해 공급 가스를 폴리싱(polishing)하는데 사용된다. 요망에 따라, COS 가수분해 단계는 원치 않는 황 화합물을 추가로 감소시키기 위해 부가될 수 있는데, 일반적으로는 다운스트림 아민 흡수기를 통해서 이와 같은 형성된 황화수소를 제거한다.
다르게는 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 또는 두개의 흡수기가 하나 또는 그 초과의 희박유 스트림을 사용하여 다량의 황류 화합물을 제거하도록 구성되는 경우에 업스트림 처리 및 오염물 제거가 이루어질 수 있다. 매우 바람직하게는, 황화수소는 통상적인 황화수소 제거 유닛내 흡수기의 업스트림에서 제거된다.
본원에서, 공급 가스 압축기(170)는 연료 가스(1)를 압축하고, 이후, 연료 가스(1)는 황화수소 제거 유닛(90)으로 유도되어 스트림(91)을 형성한다. 흡수기(74)는 흡수기(54)의 다운스트림에 배치된다. 중간냉각기(intercooler)(76)는 흡수열을 제거함으로써 업스트림 흡수기(54)로부터의 처리된 가스를 냉각시켜서 다운스트림 흡수기(74)에서의 황 흡수 효율을 증가시키는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 구성에서, 제 1 흡수기로부터의 오버헤드 증기 스트림(9)은 (일반적으로 비수소화처리된) 희박유 스트림(8)과 혼합되고, 교환기(76)에서 약 90℉ 또는 그 미만으로 냉각된다. 이와 같이 형성된 2상 혼합 스트림(77)은 다운스트림 흡수기(74)의 저부로 발화된다. 다운스트림 흡수기로부터의 메르캅탄 농후화된 반(semi) 희박유(78)(이는 일반적으로 수소화처리된 희박유와 비수소화처리된 희박유의 혼합물임)는 펌프(75)에 의해 펌핑되어 스트림(79)을 형성하고, 이는 추가의 황 흡수를 위해 업스트림 흡수기(54)로 공급된다. 업스트림 흡수기(54)의 저부 스트림(10)은 가압시 하강되어 스트림(13)을 형성하고, 이는 이후 증류 컬럼(57)으로 공급되어 가벼운 오버헤드 증기(7)를 생성하며, 이는 스트림(1)과 합쳐짐으로써 연료 가스로 다시 재순환된다. 증류 컬럼(57)으로부터의 착물인 황 농후 희박유 저부 생성물(14)은 (냉각기(70)에서 냉각된 후) 정제소(64)(일반적으로, 희박유 및 수소화처리된 희박유를 공정에 제공하는 수소화처리기 유닛을 포함함)로 재순환되어 희박유 스트림(8) 및 탄화수소 생성물 스트림(18)을 생성한다.
다운스트림 흡수기(74)로부터 처리된 가스 스트림(80)은 희박유 재순환 스트림(100)과 혼합되어 혼합된 스트림(101)을 형성하고, 공급물/유출물 교환기(153)에서 가열되어 스트림(102)을 형성한다. 일반적으로 고압 스팀을 사용하는 제 2 가열기(154)가 사용되어 2상 혼합물을 약 450℉로 가열하여 스트림(103)을 형성한다. 상술된 바와 같이, 수소화처리기 반응기(151)에서, 올레핀계 탄화수소가 파라핀계 탄화수소로 전환되고, 황 오염물(주로 메르캅탄)이 황화수소로 전환된다. 일반적으로, 코발트 몰리브덴 또는 니켈 몰리브덴 기재 촉매가 사용되어 매우 발열 반응인 올레핀 포화 반응 및 탈황 반응을 촉진한다.
수소화처리기 반응기내의 온도 상승은 바람직하게는 스트림(103)에 함유된 희박유 중 일부 또는 전부를 증발시킴으로써 50℉ 내지 100℉보다 낮은 온도 상승으로 조절된다. 이후, 반응기 유출물(104)은 수소화처리기 공급 가스(101)와 열교환되어 유출물 스트림(105)을 형성하고, 이는 추가로 COS 가수분해 반응기(152)에서 처리되어, 수소화처리기에서 형성된 COS가 황화수소로 다시 재전환된다. COS 가수분해 반응기 유출물(106)은 상압 냉각기(156)로 냉각되어 스트림(107)을 형성한다. 이에 따라, 기화된 희박유는 분리기(157)에서 재응축되고 분리되어 황화수소 함유 탄화수소 스트림(108) 및 희박유 스트림(109)을 생성한다. 희박유의 일부는 제거되고(스트림(111), 예를 들어, 희박유 조성의 조절을 위해), 나머지 부분은 펌프(159)에 의해 수소화처리기의 앞부분으로 재순환된다. 희박유 스트림(112)은 필요에 따라 유닛에 보충되고, 상기 나머지 부분과 합쳐져서 재순환 희박유 스트림(100)을 형성한다. 처리된 가스 스트림(108)은 일반적으로 아민 용매, 막 유닛 또는 고체상 흡착체를 사용하는 황화수소 제거 유닛(158)에서 처리되어 세정된 가스 스트림(110)을 형성한다. 추가의 적합한 구성, 방법 및 고려사항은 본원에서 참조로 통합되는 2007년 7월 30일자 출원된, 본 출원인의 동시 계류 중인 국제 출원 번호 PCT/US07/17054에 기술되어 있다.
따라서, 본원에는 여러 가스로부터 황 함유 오염물을 제거하는 특정 구체예 및 적용이 기술된다. 그러나, 당업자들에게는 이미 기술된 것 이외에 더욱 많은 변형이 본 발명의 개념에서 벗어나지 않고 가능하다는 것이 자명할 것이다. 그러므로, 본 발명의 요지는 첨부되는 특허청구범위의 사상 이외에서는 제한되지 않아야 한다. 또한, 명세서 및 특허청구범위 둘 모두를 해석함에 있어서, 모든 용어는 문맥에 맞게 가능한한 가장 광범위한 방식으로 해석되어야 한다. 특히 용어 "포함한다" 및 "포함하는"는 비배타적 방식으로 요소, 성분, 또는 단계를 나타내는 것으로서 해석되어야 하는데, 이는 언급되는 요소, 성분 또는 단계가 분명하게 언급되지 않은 다른 요소, 성분 또는 단계와 함께 존재하거나 이용되거나 결합될 수 있음을 나타낸다.

Claims (16)

  1. 연료 가스로부터 C5+ 성분을 제거하고, 농후유(rich oil) 및 스크러빙된 연료 가스(scrubbed feul gas)를 생성하도록 구성된 희박유(lean oil) 스크러빙 유닛;
    상기 스크러빙 유닛과 유체식으로 다운스트림에 결합되며, 스크러빙된 연료 가스와 재순환 희박유의 혼합물을 수용하고 스크러빙된 연료 가스와 재순환 희박유의 혼합물을 수소화처리함으로써 수소화처리된 가스 유출물을 형성하도록 구성된 수소화처리기;
    상기 수소화처리기에 유체식으로 다운스트림에 결합되며, 수소화처리된 가스 유출물을 수용하도록 구성되고, 추가로 가스 상 및 재순환 희박유를 형성하도록 구성된 분리기; 및
    상기 분리기와 유체식으로 결합되며, 재순환 희박유의 증발을 통해 수소화처리기 온도를 사전 설정된 값으로 유지시키기에 효과적인 양으로, 그리고 위치로 재순환 희박유가 수소화처리기로 재순환하도록 구성되는 재순환 도관을 포함하는, 연료 가스 처리 플랜트.
  2. 제 1항에 있어서, 분리기에 유체식으로 결합되고, 가스상으로부터 가수분해된 가스상을 생성하도록 구성된 COS 가수분해 유닛을 추가로 포함하며, COS 가수분해 유닛에 결합되며, 가수분해된 가스상을 수용하고, 가수분해된 가스 상으로부터 별도의 추가의 희박유 및 황화수소 함유 가스상을 생성하도록 구성된 제 2 분리기를 추가로 포함하는 플랜트.
  3. 제 2항에 있어서, 추가의 희박유의 일부 또는 전부와 재순환 희박유를 합하도록 구성된 도관을 추가로 포함하는 플랜트.
  4. 제 2항에 있어서, 제 2 분리기에 유체식으로 결합되고, 황화수소 함유 가스상으로부터 올레핀 및 황 제거된 연료 가스를 생성하도록 구성된 황화수소 제거 유닛을 추가로 포함하는 플랜트.
  5. 제 4항에 있어서, 황화수소 제거 유닛이 아민 유닛을 포함하는 플랜트.
  6. 제 1항에 있어서, 희박유 스크러빙 유닛이 독립된 위치에서 희박유 및 수소화처리된 희박유를 수용하도록 구성되는 플랜트.
  7. 제 1항에 있어서, 가열기 및 열교환기를 추가로 포함하며, 열교환기는 수소화처리된 가스 유출물의 열량을 사용하여 스크러빙된 연료 가스를 가열하도록 구성되는 플랜트.
  8. 제 1항에 있어서, 연료 가스가 합성 가스, 매립지 폐가스, 또는 정제소 오프가스(refinery off-gas)인 플랜트.
  9. 희박유 스크러빙 유닛에서 연료 가스를 스크러빙하여 C5+ 성분을 제거하고, 농후유 및 스크러빙된 연료 가스를 형성하는 단계;
    재순환 희박유와 스크러빙된 연료 가스를 합치고, 합쳐진 재순환 희박유와 스크러빙된 가스를 수소화처리기에서 수소화처리하여 수소화처리된 가스 유출물을 형성하는 단계;
    수소화처리된 가스 유출물을 제 1 분리기에서 가스상 및 재순환 희박유로 분리시키는 단계; 및
    재순환 희박유의 증발을 통해 수소화처리기 온도를 사전 설정된 값으로 유지시키기에 효과적인 양으로, 그리고 수소화처리기에서의 또는 수소화처리기의 업스트립에서의 소정 위치로 재순환 희박유를 재순환시키는 단계를 포함하여, 연료 가스를 처리하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 제 1 분리기에서 분리된 가스상을 COS 가수분해 유닛에서 가수분해시켜 가수분해된 가스상을 생성하고, 제 2 분리기에서 가수분해된 가스상을 분리시켜 추가의 희박유 및 황화수소 함유 가스상을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 추가의 희박유의 일부 또는 전부를 재순환 희박유와 합치는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 황화수소 함유 가스상으로부터 황화수소를 제거함으로써 올레핀 및 황 제거된 연료 가스를 생산하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 황화수소를 제거하는 단계가 아민 용매를 사용하여 수행되는 방법.
  14. 제 9항에 있어서, 희박유 스크러빙 유닛이 독립된 위치에서 희박유 및 수소화처리된 희박유를 수용하도록 구성되는 방법.
  15. 제 9항에 있어서, 스크러빙된 연료 가스가 수소화처리된 가스 유출물의 열량을 사용하는 열교환기에서 가열되는 방법.
  16. 제 9항에 있어서, 연료 가스가 합성 가스, 매립지 폐가스, 또는 정제소 오프가스인 방법.

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