게시판 > 질답게시판 > 증류탑 차압 발생에 대해 문의드립니다.

스테파노 Stefano

17-08-11 18:56

(0) 반응기 온도 74도에서 압력이 9 bar가 걸리고 이상태에서 반응기 물질들이 증발하여 Column으로 증기가 올라가고 Column Top에서 Brine으로 응축하면 14도에서 응축되는 시스템으로 보이는데..

간단히 이야기 하면 74도에서 증기압 9bar 가 걸리는 아주 비점이 낮은 물질을 취급하고 있습니다.

(A1) 질문에서 <DP Zero>가 가능한지 문의하였는데 이는 불가합니다. 유체가 흘러가려면 DP이 반드시 필요합니다. 유체는 압력이 높은 곳에서 낮은곳으로, 압력이 같다면 정압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러가기 때문입니다.

(A2) 두번째 질문에서 DP가 많이 걸리는 이유로 4가지 가능성에 대해 문의하고 있는데

1)의 경우, 8B 증기배관에 비하면 4B 액상 배관의 크기는 아주 크기 때문에 문제되지 않습니다. 따라서 해당없습니다.
2)의 경우, 언급하고 있는 과량투입한 "한가지 물질"의 양이 많아 증기량이 크게 증가하여 Column내 DP가 걸릴 요소가 가장 근접된 원인에 해당합니다.
3)의 경우, 반응기 액면이 상승했다고 해도 25% 공간이 증기상입니다. 설령이 공간이 10%로 줄어들어도 DP 증가에 영향을 주는 요소는 아닙니다.
4)의 경우, 이는 Column에 Reflux 되는 액의 양이 늘어 액이 흘러내린 후 다시 증발하고 증기가 응축되어 다시 Column내로 들어고.. 하는 과정에서 내부 순환량이 늘어나게 되면 결과적으로 증기 유량이 늘어나 DP는 함께 늘어납니다.

과냉각에 의해 DP가 늘어나는 것이 아니라 Reflux 유량이 늘어나게 되면 DP가 크게 늘어나게 됩니다. 과냉각에 의한 현열은 증발 잠열에 비해 무시할 만합니다.

(3) 일반적인 DP 상승 원인들은 다음과 같습니다.

1) 증기유량 증가
2) Reflux 증가 (Reflux 증가시 다시 증발해야 하기 때문에 "1"의 증기유량 증대에 이어지기 때문)
3) Column내 액상에서 Foam이 많이 발생하는 경우 (이는 액상 물질의 표면장력이 낮은 경우, 계면활성제와 유사한 특성을 나타내는 물질 존재시)
4) Column내 Packing내 공극율이 작아서 증기 통로가 좁은 Packing을 사용한 경우
5) Column내 Packing이 Fouling 물질이 많이 달라붙어 있는 경우 (Vapor 통로가 좁아져서 "3"과 같은 현상이 일어남)

(4) 원인 진단은 한번에 하지 말고..

원료투입하지 않은 상태에서 일정한 Reflux를 유지하면서 안정화 시켜 운전해 보고 안정화 된 후에 원료를 미량투입하여 Column Top Product를 뽑아내어 안정화 시키고,

안정화 되고나면 다시 원료량을 늘여투입하고 안정화 되도록 하는 방법을 반복하여 설계치 Feed량이 될때까지 원료량을 늘여가는 실험이 필요합니다.

(5) 만일 Feed 설계치가 도달되기 전에 DP문제가 발생했다고 하면..
Reflux를 줄여 Product를 받아내도록 하는데 만일 이 Product가 규격에 미달한다면 Column의 직경이 부족하거나 단수가 부족한 것이 됩니다.

System 구성이 반응물 Feed는 모두 Reflux 시키고 Product는 증발하여 Top으로 증발되어 나오는 것으로 되어 있습니다.
고비점 물질은 모두 반응기에 머물게 되거나 저비점 물질과 함께 Top으로 배출되어야 하는데 이게 맞는 것인지 의문이 납니다.

(6) 또, 반응기 압력 9 bar에서 물질의 온도를 나타냈는데...
이들 온도값에서 증기압 9bar를 나타낸다, 즉 9bar 에서 끓는점이 그렇다고 한다면...

반응기내 온도 74도에서 Top으로 생산될 수 있는 물질은 저비물A와 제품이 되고 나머지는 모두 반응기에 누적되게 될 것입니다. 과연 시스템이 그리 운전되도록 설계되었는지 (설계가 잘못된 것은 아닌지 아니면 운전을 잘못하고 있는지) 알 수 없습니다.

(0) 반응기 온도 74도에서 압력이 9 bar가 걸리고 이상태에서 반응기 물질들이 증발하여 Column으로 증기가 올라가고 Column Top에서 Brine으로 응축하면 14도에서 응축되는 시스템으로 보이는데..

간단히 이야기 하면 74도에서 증기압 9bar 가 걸리는 아주 비점이 낮은 물질을 취급하고 있습니다.

(A1) 질문에서 <DP Zero>가 가능한지 문의하였는데  이는 불가합니다.  유체가 흘러가려면 DP이 반드시 필요합니다.  유체는 압력이 높은 곳에서 낮은곳으로,  압력이 같다면 정압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 흘러가기 때문입니다.

(A2)  두번째 질문에서 DP가 많이 걸리는 이유로 4가지 가능성에 대해 문의하고 있는데

1)의 경우, 8B 증기배관에 비하면 4B 액상 배관의 크기는 아주 크기 때문에 문제되지 않습니다.  따라서 해당없습니다. 
2)의 경우, 언급하고 있는 과량투입한 "한가지 물질"의 양이 많아 증기량이 크게 증가하여 Column내 DP가 걸릴 요소가 가장 근접된 원인에 해당합니다.  
3)의 경우, 반응기 액면이 상승했다고 해도 25% 공간이 증기상입니다.  설령이 공간이  10%로 줄어들어도 DP 증가에 영향을 주는 요소는 아닙니다. 
4)의 경우, 이는 Column에 Reflux 되는 액의 양이 늘어 액이 흘러내린 후 다시 증발하고 증기가 응축되어 다시 Column내로 들어고.. 하는 과정에서 내부 순환량이 늘어나게 되면 결과적으로 증기 유량이 늘어나 DP는 함께 늘어납니다.

과냉각에 의해 DP가 늘어나는 것이 아니라 Reflux 유량이 늘어나게 되면 DP가 크게 늘어나게 됩니다.  과냉각에 의한 현열은 증발 잠열에 비해 무시할 만합니다.

(3) 일반적인 DP 상승 원인들은 다음과 같습니다.

1)  증기유량 증가
2)  Reflux 증가 (Reflux 증가시 다시 증발해야 하기 때문에 "1"의 증기유량 증대에 이어지기 때문)
3) Column내 액상에서 Foam이 많이 발생하는 경우 (이는 액상 물질의 표면장력이 낮은 경우, 계면활성제와 유사한 특성을 나타내는 물질 존재시)
4) Column내 Packing내 공극율이 작아서 증기 통로가 좁은 Packing을 사용한 경우
5) Column내 Packing이 Fouling 물질이 많이 달라붙어 있는 경우  (Vapor 통로가 좁아져서 "3"과 같은 현상이 일어남)

(4) 원인 진단은 한번에 하지 말고..

원료투입하지 않은 상태에서 일정한 Reflux를 유지하면서 안정화 시켜 운전해 보고 안정화 된 후에 원료를 미량투입하여 Column Top Product를 뽑아내어 안정화 시키고,

안정화 되고나면 다시 원료량을 늘여투입하고 안정화 되도록 하는 방법을 반복하여 설계치 Feed량이 될때까지 원료량을 늘여가는 실험이 필요합니다.

(5) 만일 Feed 설계치가 도달되기 전에 DP문제가 발생했다고 하면.. 
Reflux를 줄여 Product를 받아내도록 하는데  만일 이 Product가 규격에 미달한다면 Column의 직경이 부족하거나 단수가 부족한 것이 됩니다.

System 구성이 반응물 Feed는 모두 Reflux 시키고 Product는 증발하여 Top으로 증발되어 나오는 것으로 되어 있습니다.
고비점 물질은 모두 반응기에 머물게 되거나 저비점 물질과 함께 Top으로 배출되어야 하는데 이게 맞는 것인지 의문이 납니다.

(6) 또,  반응기 압력 9 bar에서 물질의 온도를 나타냈는데...  
이들 온도값에서 증기압 9bar를 나타낸다, 즉 9bar 에서 끓는점이 그렇다고 한다면...

반응기내 온도 74도에서 Top으로 생산될 수 있는 물질은 저비물A와 제품이 되고 나머지는 모두 반응기에 누적되게 될 것입니다.   과연 시스템이 그리 운전되도록 설계되었는지 (설계가 잘못된 것은 아닌지 아니면 운전을 잘못하고 있는지) 알 수 없습니다.