KR102530778B1 - 재생가능 원료의 수소화처리를 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

수소화처리 유닛(유닛 A)에서 재생가능 원료의 수소화처리를 위한 방법으로서, 상기 방법은 유닛 A에서의 세척수로서, 황 및 질소를 함유하는 원료를 가공하고 있는, 동일한 또는 다른 유닛(유닛 B)으로부터의 산패한 폐수의 사용을 포함하며, 이로써 유닛 A로부터의 폐수의 pH를 변화시켜 유닛 A에서 부식성 강 부품의 탄산 부식의 위험을 저하시키며, 여기서 유닛 A의 재생가능 재료는 수소의 존재하에 재생가능 재료를 수소화하는데 촉매 활성인 재료와 접촉하게 되고, 유출물은 황화수소 및/또는 암모니아를 함유하는 세척수 스트림과 조합된다.

Description

재생가능 원료의 수소화처리를 위한 방법
본 발명은 재생가능 원료를 가공할 때와 같은, 부산물로서 CO2를 생성할 수 있는 원료의 수소화처리(hydroprocessing)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 하나의 수소화처리 유닛에서 나온 산패한(sour) 폐수가 재생가능 원료를 처리하는 다른 수소화처리 유닛의 세척수로서 재사용되며, 이로써 해당 유닛의 탄소강 장비의 탄산 부식의 위험이 감소된다.
재생가능 원료를 처리하는 수소화처리 유닛은, 탄소강(CS)으로 제조된 물에 젖은 유출물 배관 및 다른 장비 및 듀플렉스(Duplex) 스테인리스강(SS) 또는 SS 오버레이를 사용한 배관의 탄산 부식을 감소시키기 위해 특정한 재료 업그레이드, 때로는 광범위한 업그레이드를 요할 수 있다는 것이 알려져 있다. 산폐수를 생성하는 유닛의 예는 석유계 원료 스톡을 처리하고 있는 수소화처리 유닛이다. 산폐수 스트리퍼(stripper)로부터의 응축물이나 처리된 물 대신 산패한 폐수를 세척수로서 사용하는 것은 수 처리 시설로 가는 폐수의 부피를 감소시킨다.
본 발명을 뒷받침하는 사상은 재생가능 원료를 가공하는 수소화처리 유닛의 세척수로서 질소 및 황을 함유하는 원료를 가공하는 유닛에서 나온 산패한 폐수를 사용하는 것이며, 이것은 (a) 탄산 부식의 위험을 감소시키고, (b) 비 금속(base metal) 촉매가 활성 황화 상태를 유지하는 것을 돕기 위해 재순환 가스 중 황화수소 농도를 증가시키는 이중의 목적을 가진다. 이 방식은, 탄산 부식에 대해 장비를 보호하기 위해 듀플렉스 또는 다른 SS 재료의 사용이 필요하지 않다.
CA 1 271 124는 가스상 혼합물로부터 산패한 가스, 특히 CO2 및 H2S의 메탄올 스크러빙을 개시하며, 여기서 메탄올은 부식을 상쇄하기 위해 알칼리성 반응 화합물을 함유하고, 확장, 스트리핑 및/또는 열 재생에 의해 재사용을 위해 재생된다. 메탄올이 통상 CO2를 갖지 않는 장소에서, 예를 들어 열 재생 칼럼의 바닥에서 CO2가 메탄올 회로에 도입되며, 이로써 스크러버의 상부에서 CO2와의 접촉시 H2S로 분해할 수 있는 황화물 화합물, 예를 들어 NH4HS의 형성이 억제된다.
US 4.250.150은 유기 용매와 함께 산패한 가스를 함유하는 가스상 혼합물의 처리를 위한 과정을 개시한다. 처리는 철 또는 일반강으로 제조된 장치 부품의 부식(철 펜타카보닐 및 황-함유 철 카보닐의 형성에 의해 야기되는)을 방지하기 위해 알칼리성-반응 화합물의 존재하에 수행된다. 수성 알코올계 용액이 물리적 흡수제로서 작용한다. 언급된 산패한 가스는 CO 및 H2S이고, 알칼리성-반응 화합물은 NH3 또는 NaOH이다.
본 발명은 수소화처리 유닛(유닛 A)에서 재생가능 원료의 수소화처리를 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 유닛 A에서의 세척수로서, 황 및 질소를 함유하는 원료를 가공하고 있는, 동일한 또는 다른 유닛(유닛 B)으로부터의 산패한 폐수의 사용을 포함하며, 이로써 유닛 A로부터의 폐수의 pH를 변화시켜 유닛 A에서 부식성 강 부품의 탄산 부식의 위험을 저하시키는 방법으로서,
여기서 유닛 A의 재생가능 재료는 수소의 존재하에 재생가능 재료를 수소화하는데 촉매 활성인 재료와 접촉하게 되고, 유출물은 황화수소 및/또는 암모니아를 함유하는 물 스트림과 조합된다.
WO 98/17743은 유동 접촉 분해(FCC)(fluid catalytic cracking) 생성물 가스의 처리를 위한 방법 및 장치를 설명한다. 이 방법은 FCC 분별 칼럼으로부터의 젖은 가스를 탈산(deacidify)한 후 그것이 추가의 가공을 위해 압축되며, 이로써 가공됨에 따라 가스 스트림의 부피 및 부식성이 감소된다. 탈산을 위한 바람직한 과정에서, 가스-액체 접촉 표면이 가스 스트림과 암모니아 용액의 상호작용에 사용되며, 이로써 가스 스트림으로부터의 산성 가스가 결합되어 제거되고, 그후 가스 스트림이 주 압축장치로로 들어간다. 구체적으로, 산-함유(CO2 및 H2S) 탄화수소 스트림이 암모니아 용액을 사용하여 탈산되고, 산패한 물 스트림이 생성되며 이어서 제거된다.
상기 언급된 WO 문헌은 탄산(CO2)을 함유하는 재생가능 원료를 처리하고 있는 수소화처리 유닛의 세척수로서 질소(NH3) 및 황(H2S)을 함유하는 원료를 가공하는 유닛으로부터 얻어진 산패한 폐수의 사용을 개시하지 않는다. 이 WO 문헌에 개시된 탈산 단계는 본 발명의 것과 유사하지만, 즉 '산 + 염기 -> 염 + 물'이 되지만, 본 발명의 과정은 수소화처리 유닛에서의 활성 성분으로서 산패한 폐수의 사용을 수반하며, 반면 WO 문헌에서는 생성된 산패한 물 스트림이 바로 제거된다.
선행기술에서 수소화처리 유닛으로부터 나온 산패한 폐수는 전형적으로 후속 처리를 위해 산폐수 스트리퍼로 보내진다. 본 발명의 방법에 따르면, 산패한 폐수의 일부는 산폐수 스트리퍼를 우회할 것이고, 세척수로서 사용될 목적으로, 재생가능 원료를 처리하는 수소화처리 유닛의 세척수 서지 드럼(surge drum)으로 펌프될 것이다.
본 발명에 따른 방법의 두 번째 구체예로서, 암모니아 및/또는 황화수소와 같은, 질소 및/또는 황을 함유하는 화학물질이 그것의 pH를 조절하기 위해 세척수에 첨가될 수 있다.
다른 수소화처리 유닛으로부터의 폐수 중의 암모니아는 재생가능 원료를 처리하는 유닛으로부터 나온 폐수의 pH를 상승시킬 것이다. 탄소강의 탄산 부식의 위험은 pH >8.5에서 완전히 없어지지만, 대부분의 경우 이 위험은 pH >7.5 내지 8에서 이미 유의하지 않게 될 것이다.
다른 수소화처리 유닛으로부터의 폐수 중의 황화수소는 또한 CO2 및 H2S로 인한 추가의 부식으로부터 탄소강의 표면을 보호할 수 있는 황화철(FeS) 필름을 생성할 것이다. 황화물 필름이 형성될 수 없는 낮은 농도에서도 CO2 부식으로부터의 일부 이익이 예상된다.
본 발명의 방법을 사용하면 산폐수 스트리퍼에서 처리를 요하는 산폐수의 부피가 감소된다. 산패한 폐수는 또한 재순환 가스로 일부 H2S를 방출할 수 있고, 이것은 재순환 가스가 산패한 상태를 유지하는데 도움이 되며, 이로써 촉매를 황화된 상태로 유지하기 위해 요구될 수 있는 DMDS(디메틸디설파이드)의 양을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 방법에서, 유닛 A로부터의 폐수의 pH는 바람직하게 7.0 또는 그 위의 값으로 상승된다. 더 바람직하게, 유닛 A로부터의 폐수의 pH는 8.0 또는 그 위의 값으로 상승되며, 이로써 부식성 강 부품의 탄산 부식의 위험이 없어진다.
산폐수를 생성하는 유닛(유닛 B)은 바람직하게 석유계 원료 스톡을 처리하고 있는 수소화처리 유닛이다. 산폐수는 100ppm을 초과하는 황화수소를 함유할 수 있다. 산폐수는 100ppm을 초과하는 암모니아를 함유할 수 있다.

Claims (8)

  1. 수소화처리 유닛(유닛 A)에서 재생가능 원료의 수소화처리를 위한 방법으로서, 상기 방법은
    황 및 질소를 함유하는 원료를 가공하고 있는 다른 유닛(유닛 B)으로부터의 산패한 폐수를 유닛 A에서의 세척수로 사용하는 것을 포함하며, 이로써 유닛 A로부터의 폐수의 pH를 변화시켜 유닛 A에서 부식성 강 부품의 탄산 부식의 위험이 저하되고,
    여기서 유닛 A의 재생가능 재료는 수소의 존재하에 재생가능 재료를 수소화하는데 촉매 활성인 재료와 접촉하게 되고, 유출물은 황화수소 및 암모니아를 함유하는 세척수 스트림과 조합되며,
    산폐수를 생성하는 유닛(유닛 B)은 석유계 원료를 처리하는 수소화처리 유닛인, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 세척수의 pH를 조절하기 위해 질소 및/또는 황을 함유하는 화학물질이 세척수에 주사되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 암모니아가 세척수에 주사되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 유닛 A로부터의 폐수의 pH는 7.0 또는 그 위의 값으로 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 유닛 A로부터의 폐수의 pH는 8.0 또는 그 위의 값으로 상승되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 산폐수는 100ppm을 초과하는 황화수소를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 산폐수는 100ppm을 초과하는 암모니아를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
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