• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권2호
• /
• pp.21-27
• /
• 2018

나프타분리공정은 원유에서 증류 공정에 의해 얻어지는 풀레인지납사(Full Range Naphtha)를 원료로 하여 끓는점 차이에 의해 각각 경질납사, 중질납사 및 등유 반제품으로 순차적으로 분리한다. 이러한 전통적인 분리 방법은 2성분을 분리하는 Column을 연속으로 설치하여 생산한다. 이러한 분리방법은 리보일러에서 소비되는 에너지가 증류탑 내부 고비점 성분을 분리시키는 데 사용되고 이 에너지의 대부분은 탑정의 냉각기에서 응축열로 버려지게 때문에 에너지 낭비가 큰 것으로 알려져 있다 본 연구에서는 납사분리공정의 2개의 Column을 Petlyuk Column으로 설계하였다. 탑내 조성분포가 평형관계만으로 계산되는 이상적 단수 효율 하에서 stage to stage 계산방법으로 구조적 설계를 하였고 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 Petlyuk Distillation Column의 설계 방법이 기존의 3-column 모델법보다 설계 시간이 단축될 뿐만 아니라 증류탑내의 액의 조성분포를 평형증류 조성곡선과 유사하도록 설계함으로써 에너지 효율 측면에서도 효율적임을 입증하였다. 또한 같은 tray 단수하에서 Petlyuk Column은 일반 증류탑 대비 약 12.3% 에너지가 절약될 뿐만 아니라 초기 투자비도 절약됨을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.17-22
• /
• 2020

Naphtha Cracker Gas Splitter Unit 공정은 증류공정에서 얻어지는 경질납사(Light Naphtha)를 Furnace에서 열분해하여 나오는 유분을 각각 끓는점 차이에 따라 메탄, 에틸렌, 프로필렌 반제품등으로 순차적으로 분리한다. 이런 전통적인 분리방법은 2성분을 분리하는 증류탑을 연속으로 설치하여 생산한다. 이러한 분리방법은 Reboiler에서 발생하는 에너지가 증류탑 내부의 성분들을 분리하는 데 사용된 후 증류탑 상부 Condenser에서 응축열로 버려지기 때문에 에너지 낭비가 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 납사 열분해공정내의 가스분리공정의 2개의 증류탑을 Petlyuk Column으로 설계하였다. 증류탑내 조성분포가 평형관계만으로 계산되는 이상단수 효율하에서 stage to stage 계산방법으로 구조적 설계를 하였고 일반 증류탑과 비교한 결과 제시된 Petlyuk Column의 설계방법이 기존의 설계 방법인 3-Column 모델법보다 설계 시간이 단축될 뿐만 아니라 증류탑내의 Liquid의 조성분포를 평형증류 조성곡선과 유사하도록 설계함으로써 에너지 효율측면에서도 효율적임을 증명하였다. 또한 같은 tray 단수하에서 Petlyuk Column은 일반 증류탑 대비 12.1% 에너지가 절약되어 국내 총생산량 기준할 때 하루 4,400만원 비용 절감을 가져오고 추가로 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다. 12.1% 에너지가 절약될 뿐만 아니라 Condenser 및 Reboiler 사용량 감소에 따른 초기 투자비도 절감됨을 알 수 있었다.