Les gaz résiduaires issus de l'industrie de purification du gaz naturel peuvent être traités par un procédé de réduction-absorption. Le principe de ce procédé consiste à hydrogéner les gaz résiduaires afin de réduire les composés soufrés qu'ils contiennent en H₂S, puis à absorber sélectivement le H₂S formé par un procédé à base d'amines. Enfin, les gaz résiduaires sont régénérés ou extraits et introduits dans une unité Claus pour une réaction en circuit fermé. Ce procédé d'hydrogénation représente un investissement et un coût d'exploitation élevés. Cependant, il permet d'atteindre un rendement en soufre très important, supérieur à 99,8 %, ce qui explique son utilisation répandue dans les pays et régions soumis à des exigences environnementales strictes.
La méthode d'absorption par réduction comprend principalement les procédés suivants : procédé Scot, procédé HCR, procédé Resulf, procédé BSRP et procédé RAR.
Le procédé Scot, également appelé procédé Scot, désigne la technologie de traitement des gaz résiduaires de l'usine de soufre Claus de Shell aux Pays-Bas. Généralement, le procédé Claus traditionnel (à deux ou trois étages) est utilisé pour la récupération du soufre. Le taux de récupération de ce procédé est d'environ 95 % à 97 %. Dans le contexte actuel, les exigences environnementales sont de plus en plus strictes et les seuils d'émissions autorisés de plus en plus bas. Si l'unité de récupération du soufre a une grande capacité, le taux de récupération est très élevé (99 % ou plus). Dans ce cas, il convient d'envisager un système de traitement des gaz résiduaires Super Claus ou Scot. Cependant, si un taux de récupération supérieur à 99,5 % est requis, seul le procédé Scot peut être utilisé.
Le procédé HCR, développé par la société italienne Nigi, est un procédé d'hydrogénation-réduction-absorption. Sa principale caractéristique est d'utiliser le temps de combustion résiduel de l'incinérateur et la chaleur résiduelle des gaz de procédé du four de production de soufre pour chauffer les gaz de queue. Ainsi, aucun chauffage supplémentaire n'est nécessaire, ce qui permet de recycler la chaleur perdue et de réduire considérablement les coûts. De plus, ce procédé ne requiert pas d'hydrogène supplémentaire. Le H₂ produit par la combustion à haute température dans la section Claus suffit à réduire le soufre résiduel en H₂S.
Le procédé Resulf, développé par la société TPA, comprend trois variantes : Resulf, Resulf-10 et Resulf MM. Similaire au procédé Scot, il consiste à préchauffer les gaz résiduaires de l’unité Claus, puis à les mélanger à un gaz réducteur contenant de l’hydrogène (H₂) afin de réduire les composés soufrés présents dans le réacteur en sulfure d’hydrogène (H₂S). Ce procédé permet d’améliorer le taux de récupération du soufre des unités Claus existantes.
Le procédé Bsrp est développé conjointement par UOP et Parsons. Il est principalement utilisé pour le traitement des gaz résiduaires de l'unité Claus. Ce procédé est largement répandu dans le monde entier.
Le taux de récupération total du soufre de l'unité Claus/BSRP peut atteindre plus de 99,8 %. L'unité BSRP utilise la méthode à l'anthrone pour absorber le H₂S. La teneur en H₂S dans les gaz résiduaires est faible, mais de nombreux problèmes d'exploitation persistent.
La société KTI a développé un procédé de traitement des gaz résiduaires appelé RAR (réduction, absorption et recyclage). Ce procédé repose sur l'utilisation d'amines réductrices sélectives : son principe est bien connu dans l'industrie et est quasiment identique à celui de procédés similaires utilisés dans d'autres applications comparables. Le procédé RAR offre des performances fiables et efficaces, avec un taux de récupération du soufre pouvant atteindre 99,9 %. Il s'agit du procédé de récupération du soufre le plus performant actuellement disponible.
Date de publication : 21 janvier 2022