[석유화학공업]나프타 열분해 공정에 대한 분석

소개글

[석유화학공업]나프타 열분해 공정에 대한 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 급냉장치
(1) 필요한 이유
(2) 조업 방식

2. 가솔린 분리탑
(1) 장치의 목적
(2) 조업 방식

3. 분해가스 압축분리 및 산성가스 제거

4. 탈수탑

5. 탈메탄탑

6. 수소-메탄 분리기

7. 탈에탄탑

8. 아세틸렌 수소화 장치

9. 에틸렌 정류탑

10. 탈프로판

11. 메틸아세틸렌 수소화 장치

12. 프로필렌 증류탑

13. 탈부탄탑

14. 탈펜탄탑
※ 개선사항

본문내용

림1> Process flow diagram of de-propanizer unit
(2) 조업 방식
압축액화된 C3 이상의 화합물은 탈프로판탑에 들어가, C3 화합물과 C4이상으로 분리된다. 탈에탄탑 탑저 생성물은 탈프로판탑으로 보내고, 탑정 생성물은 프로필렌 냉매로 응축한 후 프로파디엔 수첨장치로 보내진다. 탈프로판탑 탑정 생성물은 가열된 후 수소와 혼합되어 프로파디엔 수첨반응기로 보내져 프로파디엔과 메틸아세틸렌은 프로필렌과 프로판으로 전환된다. 수첨 반응기 출구 물질 중 미반응의 수소는 프로파디엔 수첨 반응기 출구의 분리 드럼에서 분리된 후 프로필렌의 일부와 같이 압축기로 순환되고, 나머지는 프로필렌 제품으로 생산되며, 탑저생성물은 C3 LPG 제품으로 저장조로 보내진다.
11. 메틸아세틸렌 수소화 장치
(1) 장치의 목적
메틸아세틸렌의 양이 추가 투자할 가치가 있을 만큼 충분하다면 메틸아세틸렌을 회수하겠지만 그렇지 않은 경우에는 프로필렌으로 전환시킨다. 메틸아세틸렌에 수소를 첨가하는 수첨 반응을 통해서 프로필렌과 프로판으로 전환한다.
(2) 조업 방식
탈프로판탑 탑정 생성물은 가열된 후 수소와 혼합되어 프로파디엔 수수화 장치로 보내져 프로파디엔과 메틸아세틸렌은 프로필렌과 프로판으로 전환된다. 수첨 반응기 출구 물질 중 미반응의 수소는 프로파디엔 수첨 반응기 출구의 분리 드럼에서 분리된 후 프로필렌의 일부와 같이 압축기로 순환되고, 나머지는 다음의 프로필렌 정류탑을 통해 프로필렌 제품으로 생산되며, 탑저생성물은 C3 LPG 제품으로 저장조로 보내진다.
12. 프로필렌 증류탑
(1) 장치의 목적
C3유분 중의 메틸아세틸렌프로파디엔(아렌)을 수소화하고 프로필렌 정유탑에서 프로필렌과 프로판을 분리한다. 프로판은 분리탑에 보내진다. 얻어진 프로필렌의 순도는 99.5% 이상이다.
(2) 조업 방식
프로판의 끓는점은 -47.01 이고, 프로필렌은 -47.7 이다. 보는 바와 같이 끓는점의 차이가 크지 않기 때문에 순도가 높은 물질을 분리하기 위해서는 수백번에 걸쳐 끓이고 응축하는 과정을 반복한다. 따라서 높은 증류탑을 요구한다.
개선방안
증류탑은 고순도의 물질을 분리하기 위해서는 높은 증류탑을 요구하기 때문에 많은 에너지를 필요로 한다. 이를 대체할 수 있는 방법으로 분리막을 이용할 수 있다. 분리막의 한쪽에 프로판과 프로필렌의 혼합 기체를 넣으면 프로필렌만 선택적으로 걸러낼 수 있다.
13. 탈부탄탑
(1) 장치의 목적
탈프로판탑에서의 C4이상의 화합물을 탈부탄탑에 보내어 C4유분을 C5이상을 탈펜탄탑에 보내어 C5유분을 각각 나눈다. 탈부탄탑 탑정 생성물은 C4 제품으로 다음 공정을 위해 저장 탱크로 보내지며, 탑저 생성물은 경질 가솔린으로써 DPG UNIT의 원료로 사용됩니다.
(2) 조업 방식
위의 반응기 유출물은 세척탑으로 보내어 10% NaOH 용액으로 촉매를 제거한 다음 탑상제품을 분자체로 건조시킨 후 탈부탄탑으로 주입시킨다.
회수되는 C4유분 속에 부텐과 부타디엔과 함께 함유되어 있어, 이것에서 부타디엔을 분리시킨 다음, 황산흡수법에 의하여 이소부틸렌을 분리시키고, 다시 추출 증류에 의하여 -부틸렌과 -부틸렌을 분리시킨다.
14. 탈펜탄탑
(1) 장치의 목적
C6이상은 연료유 또는 방향족화합물 추출용원료로 사용된다. 가솔린 분리탑에서 응축시켜 분리한 가솔린-중질유와 함께 연료유로 사용한다.
(2) 조업 방식
펜탄은 끓는점이 36.074 로 상온보다 높기 때문에 액체로 존재한다. 따라서 공정온도를 50 정도로 하면 펜탄을 쉽게 분리해 낼 수 있다.
개선사항
나프타 열분해 공정은 대부분이 증류탑을 이용한 분리 공정이다. 증류를 이용한 분리 공정은 각 성분의 끓는점의 차이를 이용하는 방법인데 고순도의 물질을 분리하기 위해서는 수백번에 걸쳐 끓이고 응축하는 과정을 반복하여야만 한다. 따라서 이 분리공정을 효율적으로 제어할 수 있으면 비용도 절감하고 에너지도 아낄 수 있다. 이에 대한 방법으로 고효율의 분리막을 만들어 증류탑을 없애는 것이 필요하겠다. 이것이 상용화된다면 고비용의 시설투자가 불필요하기 때문에 석유화학 산업에 혁신적인 변화를 몰고 올 수 있다. 또한 증류과정에서 소비하는 엄청난 에너지를 절감할 수 있다. 그만큼 기대효과가 크기 때문에 현재 각국의연구진이 치열하게 경쟁하고 있는 분야이다. 해외에서는 미국의 Membrane Technology and Research, Inc와 독일의 GKSS연구소 등이 막강한 자금력을 바탕으로 연구에 뛰어들고 있다.

키워드

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