안녕하세요! 엔지니어링 산업에서 근무하고 있는 신입 공정설계 엔지니어 입니다.

LPG관련 공정 설계 과정에서 해결하기 힘든 문제가 있어서 질문 드립니다.

현재 hot fluid를 이용하여 LPG를 임계점 근처에서 기화시키는 Vaporizer를 HTRI를 이용하여 설계하고 있습니다.
LPG의 경우 거의 순수한 Propane이며 hysys PengRobinson 물성을 사용하였고, Vaporizer의 경우 약,
LPG inlet 85C, 45barg 에서 Outlet 100C, 44barg 정도로 설계를 하고 있습니다.
Hot fluid는 200C, 50barg 정도의 inlet 조건이 형성됩니다

하지만 Propane의 임계점이  96C에 41.5barg 정도이기 때문에, PengRobinson 식의 경우 임계점 이상 물성은 외삽하여 도출한다고 알고 있어서 정확한 설계를 위해 Hysys 물성 상에서 critical point 이상의 물성을 사용해도 가능한지 찾아보고 있습니다.

1. Peng Robinson식이 Light Hydrocarbon에 대해 고온 고압에서도 상당히 정확하다고 알고 있는데 Critical point 이상의 경우에는 외삽하여 물성을 계산하기 때문에, 계산된 물성의 정확도에 대해서는 확신할 수 없다는 문헌을 본 적이 있습니다. 혹시 Light Hydrocarbon의 임계점 부근 또는 이상에서 상대적으로 신뢰할 만한 물성을 얻을 수 있는 방법이나 열역학 모델식이 있는지 궁금합니다!!

2. 또한, 열교환기의 PSV sizing도 수행하고 있는 중인데, Fire case와 Coldside Block case에 대한 Relieving Load를 계산하고 있습니다.
열교환기의 Design T/P, PSV set pressure가 임계점을 크게 상회하기 때문에 만약 PSV가 작동한다면 supercritical fluid로 배출이 시작되게 될것으로 판단되며, vaporizer 내부 liquid도 임계점 부근이기 때문에 기화되는 경우 잠열과 밀도차이가 일반 액체에 비해 크지 않은 것으로 보입니다.
이 경우, Fire case 계산을 일반적인 액체에 대한 wetted area 계산과 아래의 115kj/kg latent heat을 이용하는 것이 더 타당한지, 아니면 external fire에 의한 unwetted area supercritical fluid의 thermal expansion 방법으로 계산하는 것이 더 타당한지 궁금합니다.

If no accurate latent heat value is available for these hydrocarbons near the critical point, a minimum value of 115 kJ/kg (50 Btu/lb) is sometimes acceptable as an approximation.

3. Coldside block case의 경우, Coldside Outlet 밸브가 차단되어 1차적으로 전단 펌프로 인해 압력이 열교환기의 Design P 인 Shutoff pressure까지 올라간 이후, Cold fluid가 지속적인 Heating에 의해 thermal expansion이 된다고 가정하여 계산하는 것이 맞는 것인지,
그리고 이 경우, Vapor는 Fire case의 Unwetted 계산방법을 응용하여 thermal expansion 의 relieving flow 양을 계산해도 되는 것인지 궁금합니다!

두서 없이 쓴 긴 글 읽어주셔서 감사합니다!!