원유정제공정의 설계

본문내용

와 액체 상태로 vessel로 나누어 보낸다.)
ⅳ. Distillation Column의 Monitor 화면에 있는 각 항목에 대해 아는 대로 설명하시오.
SPLITTER (Distillation Column)①S14,②S15,③SP-C-DUTY,④S-R-DUTY,⑤S16
Distillation Column은 다성분계의 원료를 가열한후 탑의 중앙에서 하부의 적당한 위치에 넣고 증류를 행함을 목적으로 하며 증류탑, 정류탑, 분류탑, 증발탑, 스타빌라이저, 스트리퍼등으로 불리운다. 증류조건의 온도는 최저 200℃정도에서 플러스 4～500℃까지 광범위 하다. 압력은 상압( 0～0.1 kg/cm^2 g )으로 행하는 상압증류, 감압(1 ～500 mmHg )으로 행하는 감압증류가 있다.
탑내에 다량의 수증기를 흡인하여 미가압 또는 미감압으로 행하는 수증기 증류 혹은 상압감압 증류법과 병행해서 수증기 증류법이 쓰인다. 또 비점이 낮은 원료를 취급할 경우에는 수기압에서 수십기압의 가압하에서 행하는 고가압증류가 있다.
보통은 일반 공장이나 또는 정유 공장에서 대규모로 분별 증류하는 장치이다. 분별 증류는 액체 혼합물에서 성분 물질들의 끓는점의 차이가 크지 않을 때에는 먼저 끓어 나오는 성분 (끓는점이 낮은 성분)에 나중에 끓어 나오는 성분 (끓는점이 높은 성분)이 섞여 나오기 때문에 보통의 증류 방법으로는 순수한 물질을 분리할 수가 없다. 이런 경우에 증류되어 나온 물질을 받은 후 그 물질을 다시 증류하는 과정을 여러 번 반복하여 순수한 성분을 분리하는 방법을 분별증류라 한다.
천연 가스 공정에서는 두 번의 separator를 거쳐 들어온 stream을 분별 증류하여 하부는 n-Butane, n-Pentane, n-Hexane 의 결합이 큰 성분을 배출하고, 상부는 그 외의 그 외의 보다 가벼운 성분을 배출하여 두 separator에서 상부로 배출한 성분과 함께 M-2에서 혼합하여 Gas를 생산한다.
Distillation column에는 feed, distillate, product 이렇게 3가지의 flow가 존재해야 하고 reboiler와 condenser에 관련된 heat duty가 존재해야 한다.
< 7. 고찰 & 결론 >
HYSYS는 여러 공정 설계 프로그램중의 하나로서 공정을 보다 쉽게 제어하는데 꼭 필요한 프로그램이다.
이번에 우리조는 HYSYS를 이용하여 원유정제 공정의 설계를 해보았다. 그 결과, 공정과정에 대한 이론값들을 Workbook을 통하여 한 눈에 알아 볼 수 있었고, 전체적인 공정과정을 이해하는 데 많은 도움이 되었다.
하지만 좋은 프로그램인 HYSYS도 약간의 오차가 생겨난다고 들었고 이것은 전체적으로 동일한 FEED의 공급과 unit의 설정에서 오차가 가장 잘 일어날 수 있다고 생각이 들었다.
HYSYS를 사용하면서 편리한 점 중 하나는 내가 원하는 것을 바로 찾아서 동시에 두 화면을 볼 수 있다는 점이었다.
특히 Workbook의 경우, 각 Material Stream과 Composition를 한 표 안에 모아두어서 공정의 과정을 한눈에 알 수 있었고, 각 unit를 두 번 클릭하면 그 unit에 대한 자료가 바로 나왔다. 또, 설계 중 잘못 연결된 부분은 색이 그대로 존재하고 제대로 연결된 부분은 노란색이 검은색이 되고, 빨강 파랑 선으로 나타내는 점 또한, 보다 쉽게 잘못 된 부분을 찾을 수 있도록 제공했다.
결국 시행착오를 겪어 가며 느낀 점은 설계할 때 처음부터 stream의 경로에 따라 하나씩 하나씩 진행하며 앞으로 나아가는 수밖에 없다는 것이다. 그렇지 않으면 어디에서 오류가 나는지 모를뿐더러 그 과정에 대해서도 쉽게 이해가 되지 않았다.
이번 실험을 하면서 화학 약품을 이용한 실험이 아니라 컴퓨터를 이용한 공정 제어의 방법이라는 점에서 또 다른 새로운 지식을 얻을 수 있었고, 제어와 관련된 분야에 보다 많은 관심을 갖게 되었고, 보고서를 쓰면서 보다 많은 HYSYS에 관한 지식을 얻을 수 있었다. 현장에서 많이 쓰는 프로그램답게 편리한 점이 많은 것이었다.
이렇게 여러 분야의 공정에 HYSYS 프로그램이 사용된다고 생각하니 이번 실험은 아주 의미 있는 실험이었다. 그리고 보고서를 적는 나로써 생소한 면도 있지만 프로그램의 사용이 널리 된다고 생각하니 계속 기대가 된다. 다음 실험도 최선을 다할 수 있도록 더욱 준비를 많이 해야겠다는 생각이 든다.
< 8. 인용부호 >
q : 총 열전달률
U : 총괄열전달계수
A : 필요한 면적
△T : 평균 온도 차
PFD : Poly Flow Diagram
LIQ : Liquid
VAP : Vapour
stream : 흐름
simulation environment : 모의 실험 환경
separators : 분리기
DC : Double Click
< 9. 참고 문헌 >
- 화학공정설계 (이문용, 정재학 저 / 도서출판 아진)
http://blog.naver.com/soocut?Redirect=Log&logNo=10001123884
http://www.reportworld.co.kr/report/data/view.html?no=393147
http://blog.daum.net/dudcjse/3986873?srchid=BR1http%3A%2F%2Fblog.daum.net%2Fdudcjse%2F3986873
http://blog.daum.net/ourhistory2000/17358746?srchid=BR1http%3A%2F%2Fblog.daum.net%2Fourhistory2000%2F17358746
http://club.paran.com/club/home.do?clubid=enjoyoil-bbsView.do?menuno=2086673-clubno=921867-bbs_no=0n0c8
http://www.dyjoo.com.ne.kr/%BC%AE%C0%AF%C8%AD%C7%D0%B0%F8%C1%A4.htm
http://orac.tistory.com/389
http://ask.nate.com/qna/view.html?n=6263195
화학공정설계 이문용, 정재학 저 도서출판 아진 69~72P

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