유황 처리 장치의 과포화 액체가 재생 탑으로 들어가 흡착된 황화수소를 제거하는 원리는 무엇인가요?
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RT, 어떤 전문가님이 설명해 주실 수 있나요? 감사합니다
MDEA가 H2S와 CO2를 흡수할 때 일어나는 주요 반응은 다음과 같습니다:
2R3N + H2S ⇌ (R3HN)2S
(R3HN)2S + H2S ⇌ 2R3HNHS
R3N + H2O + CO2 ⇌ (R3HN)2CO3
(R3HN)2CO3 + H2O + CO2 ⇌ 2R3HNHCO3
H2S는 직접적이고 빠르게 아민과 반응하여 아민 황화물과 수소 황화물을 생성합니다. CO2도 반응에 관여하지만, 그 반응 속도는 상대적으로 느립니다.위의 반응들은 모두 가역 반응이며, 온도가 낮을 때는 H2S를 흡수하고, 온도가 상승하면 분해됩니다.알코올아민은 약한 유기염기로, 20~50℃에서는 기체 중의 황화수소와 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 온도가 105℃ 이상으로 상승하면 원래 흡수했던 황화수소와 이산화탄소가 분해되어 방출되고, 아민 용액은 다시 재생된다.국내에서 흔히 사용되는 탈황 용매로는 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 다이에틸프로필아민(DIPA), N-메틸디에탄올아민(MDEA), 그리고 복합형 MDEA가 있습니다.
2R3N + H2S ⇌ (R3HN)2S
(R3HN)2S + H2S ⇌ 2R3HNHS
R3N + H2O + CO2 ⇌ (R3HN)2CO3
(R3HN)2CO3 + H2O + CO2 ⇌ 2R3HNHCO3
H2S는 직접적이고 빠르게 아민과 반응하여 아민 황화물과 수소 황화물을 생성합니다. CO2도 반응에 관여하지만, 그 반응 속도는 상대적으로 느립니다.위의 반응들은 모두 가역 반응이며, 온도가 낮을 때는 H2S를 흡수하고, 온도가 상승하면 분해됩니다.알코올아민은 약한 유기염기로, 20~50℃에서는 기체 중의 황화수소와 이산화탄소를 흡수할 수 있다. 온도가 105℃ 이상으로 상승하면 원래 흡수했던 황화수소와 이산화탄소가 분해되어 방출되고, 아민 용액은 다시 재생된다.국내에서 흔히 사용되는 탈황 용매로는 모노에탄올아민(MEA), 디에탄올아민(DEA), 다이에틸프로필아민(DIPA), N-메틸디에탄올아민(MDEA), 그리고 복합형 MDEA가 있습니다.
그렇다면, 아민액 재생탑은 정류탑에 해당하지 않는 것이겠군요. 그런데 왜 재생탑에도 리플러스가 필요한 걸까요?
리플로우는 일반적으로 시간을 늘리거나 농도를 높이는 등의 목적으로 사용됩니다
액상 회류가 없다면, 높은 온도에서의 분해로 인해 많은 양의 수증기와 H2S가 함께 위로 올라갈 것이며, 기상 부하가 과도해지면 아민 액체까지 운반될 수 있습니다.액상 재순환을 제공하여, 첫째는 기상의 아민을 세척하고 아민 액체가 누출되는 것을 방지합니다；둘째는 기상의 수분 함량을 줄이고 H2S의 농도를 높여, 탑 꼭대기의 냉각 부하를 경감시키는 것입니다.
에탄올아민 수용액은 저온에서는 알칼리성을 띠며, 황화수소와 산-염기 중화 반응을 일으킬 수 있다. 100도 이상으로 가열하면 중성이 되면서 황화수소가 방출(탈착)된다. 탑 꼭대기의 산성수를 재순환시키는 것은 더 높은 순도의 산성 가스를 얻기 위함입니다. 이 과정에서 실제로는 냉각된 산성수 내의 황화수소 농도가 증가하게 되고, 그 결과 더 높은 순도의 산성 가스가 얻어집니다.