자연에서 자연적으로 발생하는 유황 및 유황 화합물의 냄새 중에는 스컹크 스프레이나 썩은 달걀 냄새가 있습니다. 유황은 악취가 강한 원소라는 평판 때문에 천연가스 업계에서는 유황이 함유된 천연가스를 '사워 가스'라고 부릅니다. 유황은 고약한 냄새 외에도 농도가 높을 경우 인체에 치명적일 수 있으며 부식성도 강합니다. 따라서 천연가스에서 유황을 제거하는 것은 필수적인 공정이며, 이를 천연가스 정제라고 합니다.
천연가스가 황화수소를 함유한 가스로 간주되려면 황화수소 함량이 천연가스 1세제곱미터당 5.7밀리그램을 초과해야 합니다. 천연가스 정제 과정에서는 일반적으로 아민 처리라는 공정을 사용하여 가스 흐름에서 황을 제거합니다. 황은 아민에 대한 친화력이 있어 아민이 담긴 탑을 통과할 때 아민에 달라붙어 가스 흐름에서 제거됩니다. 아민 처리는 글리콜 처리와 유사한 방식으로 작동하는데, 두 공정 모두 액체 용액을 사용하여 천연가스 흐름에서 불필요한 원소와 화합물을 제거하기 때문입니다.
황은 냄새가 나지만 유용한 물질이기도 합니다. 예를 들어 황은 비료, 성냥, 살충제에 자주 사용되며, 다양한 산업 분야에 활용되는 황산을 만드는 데에도 사용됩니다. 천연가스에서 제거된 황은 클라우스 공정을 통해 회수하여 천연가스와 분리된 제품으로 판매할 수 있습니다.
클라우스 공정은 열처리 단계와 촉매 반응 단계, 이렇게 두 단계로 구성됩니다.
열처리 단계는 가스 흐름에서 제거된 황화수소의 대부분을 일반 유황으로 전환하기 위해 설계되었습니다. 이는 고온에서 공기를 이용하여 황화수소를 산화시킴으로써 이루어집니다. 이 단계에서 유황의 약 60~70%가 생성됩니다.
촉매 단계는 남아있는 황화수소와 새로 생성된 황을 촉매(일반적으로 활성 알루미나와 특수 이산화티타늄) 위에서 함께 가열하여 더 많은 황을 생성하도록 설계되었습니다. 특수 이산화티타늄은 남아있는 황화수소를 황으로 전환하는 데 도움을 주고, 활성 알루미나는 산소 침투로 인한 황산화 반응으로부터 이산화티타늄을 보호하는 역할을 합니다.
클라우스 공정을 이용하면 천연가스에서 제거되는 황의 약 97%를 회수할 수 있습니다. 중국에서는 생산되는 전체 황의 약 15%를 천연가스에서 추출합니다.
게시 시간: 2019년 8월 5일