KR20100021085A - 석유계 탄화수소 탈황 공정의 수소 회수 방법 및 장치 - Google Patents

석유계 탄화수소 탈황 공정의 수소 회수 방법 및 장치 Download PDF

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본 발명은 석유계 탄화수소의 탈황공정에 사용되는 수소를 회수하는 방법 및 이를 이용한 초저유황 경유 생산 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 수소첨가 탈황공정의 고압분리기 후단에 저압분리기, 저온분리기 및 황화수소 흡수탑을 포함하고, 황화수소 흡수탑으로 부터 분리된 수소를 다시 회수할 수 있도록 설치하여, 수소첨가탈황공정을 거친 연료유분으로 부터 수소를 회수하고, 회수된 수소를 탈황공정에 다시 사용함으로써, 기존의 초저유황 경유 제조용 수소첨가탈황 공정 설비를 최대한 활용하면서 연료유분으로 수소의 유출을 최소화하여 생산비를 절감할 수 있는 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소회수 방법 및 장치에 관한 것이다.
초저유황경유, 탈황, 수소회수, 저압분리

Description

석유계 탄화수소 탈황 공정의 수소 회수 방법 및 장치{Method and apparatus for recovering hydrogen from petroleum desulfurization}
본 발명은 석유계 탄화수소의 탈황공정에 사용되는 수소를 회수하는 방법 및 이를 이용한 초저유황 경유 생산 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 수소첨가탈황공정을 거친 연료유분으로부터 수소를 회수하고, 회수된 수소를 탈황공정에 다시 사용함으로써, 기존의 초저유황 경유 제조용 수소첨가탈황 공정 설비를 최대한 활용하면서 연료유분으로 수소의 유출을 최소화하여 생산비를 절감할 수 있는 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소회수 방법 및 장치에 관한 것이다.
유황 성분이 다량 함유된 원유를 상압증류법으로 분류하면 가솔린, 등유, 경유에서 윤활유, 중유에 이르는 모든 제품에 황 화합물이 존재하며, 특히 중질유로 갈수록 황화합물의 함유량이 증가한다. 유황성분을 다량 함유한 가솔린은 가연 효과가 좋지 않으며, 황 성분이 많은 등유, 경유 및 중유는 연소가스 내에 이산화황을 생성하여 공해의 원인이 된다.
이러한 석유제품을 탈황하는 방법으로, 종래에는 황산이나 수산화나트륨 수용액에 의한 세정, 산성 백토와의 접촉 흡착 등의 방법이 사용되었다. 그러나 이러 한 방법은 유황제거가 불충분하거나 정제손실이 많다는 단점이 있었다. 근래에는 수소 첨가를 통한 탈황방법이 널리 이용되고 있는데, 석유계 유분 내에 존재하는 황 화합물인 메르캅탄류, 사슬형 황화합물 및 고리형 황화합물이 고온, 고압 하에서 촉매작용에 의해 수소와 작용함으로써, 황 화합물 분자가 분열을 일으켜 탄화수소와 황화수소로 분리된다. 이러한 수소첨가탈황 기술의 유황제거 효과는 탁월하여 일반적으로 제품의 황 함량을 0.1 중량%까지 낮출 수 있었다.
최근에는 각국의 연료에 대한 황 함량 규격이 강화됨에 따라, 황 함량이 10 ppm 이하인 초저유황 경유(ultra low sulfur diesel fuel)에 대한 필요성이 강조되고 있으며, 초저유황 경유를 생산하기 위한 방법으로 흡착, 용매추출 등을 기반으로 한 새로운 탈황공정기술이 개발되고 있다. 그러나 이러한 새로운 공정기술들은 과도한 수소 소모량에 의한 운전비용 증가 및 기존 탈황공정에 대한 대규모 개조 또는 신규 공정설비의 도입 등의 대규모 투자가 불가피하다는 부담을 안고 있다.
따라서, 현재 대부분의 정유업계는 기존의 탈황공정 설비를 그대로 활용하면서 탈황촉매, 온도, 압력, 반응속도 등의 변수를 조절함으로써, 10 ppm 이하로 황을 함유하는 초저유황 경유를 생산하고 있다.
그러나, 이러한 기존의 초저유황 경유를 생산하기 위한 수소첨가탈황 공정은 도 1에 나타나는 바와 같이, 탈황반응기(12)를 통과한 탄화수소 유분을 고압분리기(13)를 통하여 탑저유분인 연료유분 및 수소와 황화수소의 혼합기체로 분리한 다음, 혼합기체는 황화수소 흡수탑(16)에 통과시켜 황화수소를 제거한 후 압축기(17)를 통하여 압축시킨 상태로 다시 재순환시키고, 연료유분은 스트리퍼(18)로 이송되 어 황화수소(H2S)가 제거된 후 초저유황 경유로 생산되는 방식으로 진행되었다. 그러나 상기 탈황공정은 50 kg/cm2 이상의 압력, 낮은 LHSV(촉매 1 m3 당 경유처리량), 높은 수소 분압 환경 하에서 진행되며, 수소첨가탈황반응기의 후단에 설치되는 고압분리기도 고압의 조건을 가하게 되므로, 이러한 조건들로 인하여 수소의 용해도가 증가하여, 고압분리기의 탑저(bottom) 유분에 다량의 수소가 용해된 상태로 배출되게 되며 이는 그대로 연료가스로 사용되게 됨으로써 수소의 품위 저하가 발생 하였다. 즉, 고가의 수소가 유출되어 저가의 연료가스와 혼합되어 사용됨으로 인하여 전체적인 생산비용이 증가하는 문제가 있었다.
상기한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명에서는 기존의 초저유황 경유 제조용 수소첨가 탈황공정 설비를 최대한 활용하면서도 수소첨가 탈황공정을 거친 연료유분으로 부터 수소의 유출을 최소화하는 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소 회수 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 탈황반응기에 설치된 고압분리기 후단으로부터 분리된 석유계 탄화수소 유분을 다시 저압분리기, 저온분리기 및 황화수소 흡수탑에 통과시키고, 분리된 수소를 재순환 시킴으로써 석유계 탄화수소 유분에 용해된 수소를 회수할 수 있는 방법과 이를 위한 장치를 개발하였고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은, 탈황공정에 사용되는 탄화수소 유분으로 수소의 유출을 최소화함으로써 생산비용을 획기적으로 절감할 수 있는 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소회수 방법을 제공하는 데에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 기존의 탈황공정의 설비를 그대로 활용하면서 탈황공정에 사용되는 수소의 유출을 최소화함으로써 생산비용을 획기적으로 절감할 수 있는 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소회수 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 수소첨가 탈황공정의 고압분리기 후단에, 저압분리기, 저온분리기 및 황화수소 흡수탑을 포함하고, 황화수소 흡수탑으로부터 분리된 수소를 회수할 수 있도록 함으로써, 수소첨가탈황공정을 거친 석유계 탄화수소 유분에 포함된 미반응된 수소를 분리ㅇ회수하여 재사용할 수 있게 되어, 고가의 수소가 저가의 석유계 탄화수소 연료유분과 혼합되어 방출됨으로써 발생하는 비용손실을 최소화할 수 있으며, 초저유황경유의 생산공정의 생산비를 절감할 수 있게 되어 경쟁력 강화에 기여할 수 있다.
본 발명의 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소회수 방법은 석유계 탄화수소와 수소 혼합물로부터 유황을 제거하는 탈황반응공정, 석유계 탄화수소 유분과 수소혼합물을 분리하는 고압분리공정을 포함하는 수소첨가 탈황공정에 있어서, 상기 고압분리공정에서 사용하는 고압분리기의 탑저로 유출되는 석유계 탄화수소 유분을 저 압분리기에 통과시켜 초저유황 석유계 탄화수소 및 수소와 황화수소의 혼합물로 분리시키는 단계; 상기 수소와 황화수소의 혼합물을 저온분리기에 통과시켜 상기 수소와 황화수소의 혼합물에 존재하는 경질유분을 분리시키는 단계; 상기 수소와 황화수소의 혼합물을 흡착제가 주입된 황화수소 흡수탑에 통과시켜 수소만을 얻는 단계; 및 상기 황화수소 흡수탑을 통과한 수소를 수소 보충용 압축기(19)의 인입부로 이송하여 상기 탈황반응기로 재순환시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 석유계 탄화수소 탈황공정의 수소회수 장치는 석유계 탄화수소와 수소 혼합물로부터 유황을 제거하는 탈황반응기, 석유계 탄화수소 유분과 수소혼합물을 분리하는 고압분리기를 포함하는 수소첨가 탈황공정에 있어서, 상기 고압분리기로부터 분리된 수소 포함 석유계 탄화수소 유분을 초저유황 석유계 탄화수소 및 수소와 황화수소의 혼합물로 분리하는 저압분리기; 상기 저압분리기로부터 분리된 수소와 황화수소 혼합물에 존재하는 경질유분을 분리하는 저온분리기; 및 상기 저온분리기를 통과한 수소와 황화수소의 혼합물 중 황화수소만을 흡수하는 흡착제가 주입된 황화수소 흡수탑을 포함하고, 상기 황화수소 흡수탑으로부터 분리된 수소를 수소 보충용 압축기의 인입부로 이송한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 수소제거 방법은 기존의 초저유황경유를 생산하기 위한 수소첨가 탈황공정의 고압분리기(13) 후단에, 저압분리 기(14), 저온분리기(15) 및 황화수소 흡수탑(16) 및 수소 회수 배관을 설치함으로써 수소첨가탈황공정을 거친 석유계 탄화수소 유분에 포함된 수소를 분리ㅇ회수하는 신규 방법이다.
도 2에 나타난 본 발명에 따른 수소첨가 탈황공정으로부터의 수소회수 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 탈황공정의 주원료인 석유계 탄화수소(1)는 비점이 180~450℃ 범위의 등유, 경유 또는 중유일 수 있으며, 약 2,000 ~15,000 ppm의 황 함량을 갖는다. 석유계 탄화수소(1)는 수소와 혼합되어 가열로(11)를 통과함으로써 탈황반응에 요구되는 온도인 280~360℃로 미리 가열된다. 석유계 탄화수소와 수소의 혼합물을 가열하기 위하여 한 개 이상의 열교환기를 추가로 설치하는 것도 고려할 수도 있다.
가열된 석유계 탄화수소와 수소의 혼합물은 탈황반응기(12)로 공급되는데, 탈황반응기(12)는 심도탈황에 사용되는 NiMo 및/또는 CoMo 촉매로 충진되고, 탈황반응기(12) 내의 압력은 40~80kg/cm2g 이다. 상기 탈황반응기(12)를 거친 석유계 탄화수소는 황의 함량이 현저하게 감소하여 황화수소(H2S)를 제외하면 10 ppm 이하의 황 성분만을 포함하게 된다.
상기 탈황반응기(12)를 통하여 황 성분 함량이 크게 감소된 석유계 탄화수소와 수소 혼합물은 고압분리기(13)를 통과함으로써 수소와 황화수소의 혼합기체 및 수소가 포함된 석유계 탄화수소 유분으로 분리되게 되는데, 상기 고압분리기(13)는 200~260℃ 온도 및 35~75kg/cm2g의 압력으로 운전된다. 고압분리기(13)의 탑정으로부터 분리된 수소와 황화수소의 혼합기체는 아민이 주입된 황화수소 흡수탑(16)을 통과하여 황화수소가 흡착에 의하여 제거된 후, 압축기(17)를 통과하여 압축된 상태로 재순환된다. 한편, 고압분리기(13)의 고압의 조건에 의한 수소의 용해도 증가에 의하여 고압분리기(13)의 탑저 유분에 해당하는 초저유황 석유계 탄화수소 내에는 다량의 수소가 포함되어 함께 유출되게 된다.
따라서 본 발명에서는 고압분리기(13) 탑저로부터 유출되는 수소를 포함한 석유계 탄화수소로부터 수소를 회수하기 위하여 수소 포함 석유계 탄화수소 유분을 저압분리기(14)에 통과시키게 되는데, 저압분리기(14)는 전단에 설치된 고압분리기(13)의 고압 조건으로 인해 석유계 탄화수소 내에 용해된 수소가 가스 형태로 기화될 수 있도록 저압의 환경을 조성함으로써 수소를 분리하는 기능을 하는 것으로, 수소를 최대한 분리하기 위한 저압분리기(14)의 최적의 운전조건은 200~260℃의 온도, 25~35 kg/cm2g의 압력이다.
상기 저압분리기(14)로부터 분리되는 수소와 황화수소의 혼합기체는 저온분리기(15)를 통과하게 된다. 저압분리기(14)의 탑정으로 분리되는 기체는 수소와 황화수소뿐만 아니라 미량의 석유계 탄화수소도 함께 포함하고 있는데, 이를 저온분리기(15)에 통과시킴으로써 노점(Dew Point)이 상대적으로 높은 석유계 탄화수소를 액체형태로 응결시켜 분리할 수 있게 된다. 따라서 저온분리기(15)의 탑정으로는 수소와 황화수소의 혼합기체가, 탑저로는 석유계 탄화수소 유분이 배출된다. 저온분리기(15)의 최적의 운전조건은 38~50℃의 온도 및 25~35kg/cm2g의 압력이다.
저온분리기(15)로부터의 수소와 황화수소의 혼합기체는 아민이 주입된 황화수소 흡수탑(16)로 보내어진다. 수소에 황화수소가 포함된 상태로 탈황공정에 재 사용되는 경우에는, 황화수소 성분으로 인하여 압축기와 같은 장치에 부식을 초래할 수 있으며, 탈황공정에 있어서의 수소첨가탈황반응을 방해하게 되는데, 상기 황화수소 흡수탑(16)은 흡착제를 이용하여 황화수소가 흡착되도록 함으로써 황화수소가 제거된 순수한 상태의 수소만을 회수하여 재사용될 수 있게 한다. 사용할 수 있는 흡착제는 아민, 암모니아, 수산화나트륨, 수산화 칼슘등이 있고, 바람직하게는 아민을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
황화수소 흡수탑(16)으로 부터 회수된 수소(2)는 수소 보충용 압축기(19)의 인입부로 보내져서 수소 공급물(3)과 합쳐진 상태로 고압분리기(13)의 탑정으로 부터 분리되어 재순환되는 재순환 수소(4)와 혼합된 후, 석유계 탄화수소(1)와 함께 재순환된다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 실시예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
도 2에 도시된 바와 같이, 수소첨가 탈황공정의 고압분리기 후단에, 저압분리기, 저온분리기 및 황화수소 흡수탑 및 수소회수 배관을 설치함으로써 미반응된 수소를 분리ㅇ회수하는 본 발명에 따른 공정을 수행하여 초저유황 경유를 생산하는 경우와, 별도의 수소 분리ㅇ회수 단계를 거치지 않는 종래의 기술에 의하여 초저유황 경유를 생산하는 경우의 연간 수소 사용량 및 수소 사용에 대한 비용을 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.
비교예(종래기술) 실시 예※ 저감분
수소 사용량, nm3/h 43,618 41,340 2,278 감소
수소 비용, 억원/년 839 795 44 감소
※ SK energy No.6MDU 실 공정 운전 결과, 수소 229원/nm3, 350일/년
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 수소첨가 탈황공정의 고압분리기 후단에, 저압분리기, 저온분리기 및 황화수소 흡수탑 및 수소 회수 배관을 설치하여 석유계 탄화수소 유분에 포함된 수소를 분리ㅇ회수하는 본 발명에 따른 방법 및 장치를 사용하는 경우, 초저유황 경유 생산공정에 있어서의 생산비의 50% 이상을 차지하는 고가의 수소원료 비용을 5% 이상 크게 절감할 수 있었다.
도 1은 종래의 수소첨가탈황 공정의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수소첨가탈황 공정의 수소 회수 과정을 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1. 석유계 탄화수소 2, 4. 재순환 수소
3. 수소 공급물 11. 가열로
12. 탈황반응기 13. 고압분리기
14. 저압분리기 15. 저온분리기
16. 황화수소 흡수탑 17. 압축기
18. 스트리퍼 19. 수소 보충용 압축기

Claims (10)

  1. 석유계 탄화수소와 수소 혼합물로부터 유황을 제거하는 탈황반응공정, 석유계 탄화수소 유분과 수소혼합물을 분리하는 고압분리공정을 포함하는 수소첨가 탈황공정에 있어서, 상기 고압분리공정에서 고압분리기 탑저에서 유출되는 석유계 탄화수소 유분을 저압분리기에 통과시켜 초저유황 석유계 탄화수소 및 수소와 황화수소의 혼합물로 분리시키는 단계;
    상기 수소와 황화수소의 혼합물을 저온분리기에 통과시켜 상기 수소와 황화수소의 혼합물에 존재하는 경질유분을 분리시키는 단계;
    상기 수소와 황화수소의 혼합물을 황화수소 흡수탑에 통과시켜 수소만을 얻는 단계; 및
    상기 황화수소 흡수탑을 통과한 수소를 수소 보충용 압축기 인입부로 이송시켜 상기 탈황반응기로 재순환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 석유계 탄화수소 탈황 공정의 수소회수 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저압분리기의 압력은 5~35kg/cm2g, 온도는 200~260℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저온분리기의 온도는 38~50℃이고, 압력은 25~35kg/cm2g 인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 석유계 탄화수소는 비점범위가 180~450℃인 등유, 경유 또는 중유인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탈황반응공정에서 사용하는 탈황 반응기를 통과한 석유계 탄화수소의 황 함량이 300 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 석유계 탄화수소와 수소 혼합물로부터 유황을 제거하는 탈황반응기, 석유계 탄화수소 유분과 수소혼합물을 분리하는 고압분리기를 포함하는 수소첨가 탈황공정에 있어서, 상기 고압분리기로부터 분리된 수소 포함 석유계 탄화수소 유분을 초저유황 석유계 탄화수소 및 수소와 황화수소의 혼합물로 분리하는 저압분리기;
    상기 저압분리기로부터 분리된 수소와 황화수소 혼합물에 존재하는 경질유분을 분리하는 저온분리기; 및
    상기 저온분리기를 통과한 수소와 황화수소의 혼합물 중 황화수소만을 흡수하는 황화수소 흡수탑을 포함하고,
    상기 황화수소 흡수탑으로부터 분리된 수소는 수소 보충용 압축기 인입부로 이송되는 것을 특징으로 하는 석유계 탄화수소 탈황 공정의 수소 회수 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 저압분리기의 압력은 25~35kg/cm2g 온도는 200~260℃인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제6항에 있어서, 저온분리기의 온도는 38~50℃이고, 압력은 25~35kg/cm2g 인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 석유계 탄화수소는 비점범위가 180~450℃인 등유, 경유 또는 중유인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 탈황반응기를 통과한 석유계 탄화수소의 황 함량이 300 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133331B1 (ko) * 2008-11-04 2012-04-06 에스케이이노베이션 주식회사 석유계탄화수소 유황 제거 공정의 와일드 납사 중의 황화수소 스트리핑 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR092026A1 (es) * 2012-07-13 2015-03-18 Lyondell Chemical Tech Lp Procedimiento mejorado para reducir el color del diesel con contenido de azufre ultra bajo
US9266056B2 (en) * 2013-05-07 2016-02-23 Uop Llc Process for initiating operations of a separation apparatus
US9084945B2 (en) 2013-08-19 2015-07-21 Uop Llc Enhanced hydrogen recovery
KR101999824B1 (ko) * 2013-12-10 2019-07-15 한국조선해양 주식회사 탈황장치 및 탈황장치의 작동방법
US11591533B1 (en) * 2022-01-05 2023-02-28 J. Dustin Hultine Removal of hydrogen sulfide and other acids from hydrocarbon gas

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3003950A (en) * 1958-10-09 1961-10-10 Socony Mobil Oil Co Inc Producing stabilized kerosene and the like with reduced hydrogen circulation
GB1232393A (ko) * 1967-07-11 1971-05-19
US3801494A (en) * 1972-09-15 1974-04-02 Standard Oil Co Combination hydrodesulfurization and reforming process
US5082551A (en) * 1988-08-25 1992-01-21 Chevron Research And Technology Company Hydroconversion effluent separation process
JP3387700B2 (ja) * 1995-07-26 2003-03-17 新日本石油株式会社 接触分解ガソリンの脱硫方法
KR100521912B1 (ko) 1997-02-13 2005-10-13 엔젤하드 코퍼레이션 황 오염물을 함유하는 공급원료의 수소화, 수소첨가 이성질화 및/또는 수소첨가 탈황 방법
US5906729A (en) * 1997-12-08 1999-05-25 Mobil Oil Corporation Process scheme for processing sour feed in isomerization dewaxing
US6171478B1 (en) 1998-07-15 2001-01-09 Uop Llc Process for the desulfurization of a hydrocarbonaceous oil
US6402935B1 (en) * 1999-11-23 2002-06-11 Uop Llc Hydrocracking process
CN1141362C (zh) * 2001-12-25 2004-03-10 中国石油化工股份有限公司 一种煤液化油的稳定加氢方法
CN100503788C (zh) * 2006-12-04 2009-06-24 中国石油化工集团公司 一种生产清洁燃料的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133331B1 (ko) * 2008-11-04 2012-04-06 에스케이이노베이션 주식회사 석유계탄화수소 유황 제거 공정의 와일드 납사 중의 황화수소 스트리핑 장치

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