게시판 > 질답게시판 > Steam을 이용한 Stripper 관련 문의

Stefano

20-05-15 06:44

(1) 맞습니다. Stripping Steam의 역할은 예상하고 있었던 바와 같은 효과를 나타냅니다

(2) Stripper도 일반적인 증류탑과 같은 증류장치를 사용하여 공정모사하면 됩니다. 증류탑 Simulation 결과가 이상하게 나오고 있다면 증류탑 온도 프로파일을 살펴보기 바랍니다.

그러나 Absorber로 사용되는 탑의 경우에는 본래 될수 있는대로 온도를 낮추어 운전되는 탑이고 탑의 상부로 투입되는 흡수물질(Solbent, Absorbent)의 양을 늘일수록 상부로 유출되는 흡수되는 물질(Solute)양이 줄어드는 목적으로 운전됩니다.

Column Simulator의 계산원리는 기본적으로 기-액 평형을 다루는 계이기 때문에 일반 증류탑과 다를 바 없습니다. 따라서 언급하고 있는 Simulator를 사용하는 경우에도 Absorber라는 별도의 계산 메카니즘 Tool을 사용하지는 않을 것입니다.

(3)운전온도, 압력이 동일하다면 Absorber로 운전되거나 Distillation Tower로 운전되더라도 같은 농도의 Distillate가 얻어지는 공정모사결과를 얻겠지만 증류탑 내부 온도가 달라졌다면 그에따른 기액 평형의 변동에 의해 Distillate 성분의 농도도 달라지는 것은 당연합니다.

(4) 우선 Stripping Steam의 온도가 주입되는 증류단 내부의 온도에 비해 크게 낮아서 증류탑 전체의 온도나 압력이 다르게 운전된 효과에 의해 탑의 모사 결과가 이상하게 나타났을 가망성이 큽니다.

(5) 만일 그랬다면 공급되는 Steam의 온도를 높여서(가급적 Superheated Steam을 사용해서) 증류탑 Simulation 을 해보고 Stripping Steam의 온도와 사용량에 따른 온도 Profile의 변화, 증류탑 상부 Distillate의 Flash Point를 비교해서 Table로 만들어 보면 Stripping Steam의 효과를 일목요연하게 살펴볼 수 있습니다.

모범생 mbsahg

20-05-18 16:28

1) Stefano님 말씀대로 일반적으로 Distillation unit을 통하여 Stripper를 구현합니다.

2) 그리고 단효율(Tray efficiency)을 20~30%로 가정합니다.(일반적인 경험치_특히 Refinery에서)

3) 또한 Steam 대신하여 N2를 넣어도 Stripper에서 비슷한(근접한?) 효과를 볼수 있으나 실제로는 여러가지 문제가 있어 실제는 사용하지 않습니다.(Steam이 제공하는 열도 어느정도 반영되지만 Stripper에는 분압의 효과가 더 크다고 알고있습니다)

스테파노 Stefano

20-05-21 23:34

(1) 석유화학, 정유 공장에서 흔히 볼 수 있는 Splitter(증류탑), Abserber(흡수탑), Stripper(탈기탑) 등의 Typical Tray Efficiency 자료가 소개된 Site(http://www.astraenergy.net/images/015_Tray_Efficiencies.pdf)를 <화공실무 게시판>에 올려 두었습니다. 참고바랍니다.

(2) 앞선 답글에서 모범생 님의 답글 3)에서 N2와 Steam의 효과를 간단히 언급한 바 있는데 추가 보충설명을 하도록 하겠습니다.

A) N2를 HC분리공정에서 Stripping Agent로 사용하면 Column 내에서 Noncondensable로 작용하기 때문에 Stripping 효과는 동일 몰수를 사용하는 Steam에 비하여 훨씬 효율이 높습니다. 그러나 Overhead Condenser에서도 Noncondensable로 작용하여 (1) Condenser 전열계수를 효율을 크게 떨어뜨려 Condenser의 전열면적이 현저히 커져야 하고 또한 (2) Noncondensable N2가 Light Ends HC뿐 만 아니라 중비점 HC 손실도 크게 늘어남과 동시에 (3) Vent Gas Duty가 늘어나게 됩니다. 이로 인하여 HC 정제공정에서는 N2와 같은 Noncondensable 물질을 사용할 수가 없습니다.

B) 반면 Steam을 사용하면 HC와 함께 Steam도 Overhead Condenser에서 응축이 일어나고 Oil-Water간 상분리가 일어나기 때문에 분리가 용이합니다. Superheated Steam을 사용하면 Stripper 하단에서는 Noncondensable Gas로 작용하기 때문에 Stripping 효과가 크게 나타나고 Steam의 잠열이 HC의 5~6배 되기 때문에 증발되는 HC의 양이 그만큼 많아 현열만을 이용하는 N2에 비해 Stripping 효과가 큽니다.

C) 예전 게시판에서 설명했던 바 있지만 Stripping Steam의 효과를 다시 요약하면 1) HC 성분의 분압을 떨어뜨려 증발이 잘 일어나도록 Driving Force를 높여줍니다. 2) Overhead Condenser에서 함께 응축되기 때문에 냉수를 사용하지 않아도 응축이 잘되고 응축후 상분리가 되므로 분리가 용해집니다. 3) 잠열이 커서 (Main or Side Stripper의) Reboiler Duty를 줄여주는 효과를 낳습니다.

(2) 앞선 답글에서 모범생 님의 답글 3)에서 N2와 Steam의 효과를 간단히 언급한 바 있는데 추가 보충설명을 하도록 하겠습니다.

A) N2를 HC분리공정에서 Stripping Agent로 사용하면 Column 내에서 Noncondensable로 작용하기 때문에 Stripping 효과는 동일 몰수를 사용하는 Steam에 비하여 훨씬 효율이 높습니다.   그러나 Overhead Condenser에서도 Noncondensable로 작용하여 (1) Condenser 전열계수를 효율을 크게 떨어뜨려 Condenser의 전열면적이 현저히 커져야 하고  또한 (2) Noncondensable N2가 Light Ends HC뿐 만 아니라 중비점 HC 손실도 크게 늘어남과 동시에 (3) Vent Gas Duty가 늘어나게 됩니다.  이로 인하여 HC 정제공정에서는 N2와 같은 Noncondensable 물질을 사용할 수가 없습니다.

B) 반면 Steam을 사용하면 HC와 함께 Steam도 Overhead Condenser에서 응축이 일어나고 Oil-Water간 상분리가 일어나기 때문에 분리가 용이합니다.   Superheated Steam을 사용하면 Stripper 하단에서는 Noncondensable Gas로 작용하기 때문에 Stripping 효과가 크게 나타나고 Steam의 잠열이 HC의 5~6배 되기 때문에 증발되는 HC의 양이 그만큼 많아 현열만을 이용하는 N2에 비해 Stripping 효과가 큽니다.

C) 예전 게시판에서 설명했던 바 있지만 Stripping Steam의 효과를 다시 요약하면 1) HC 성분의 분압을 떨어뜨려 증발이 잘 일어나도록 Driving Force를 높여줍니다.   2) Overhead Condenser에서 함께 응축되기 때문에 냉수를 사용하지 않아도 응축이 잘되고 응축후 상분리가 되므로 분리가 용해집니다.  3) 잠열이 커서 (Main or Side Stripper의) Reboiler Duty를 줄여주는 효과를 낳습니다.

DrH

22-04-18 10:32

우선, 화공 선배님들의 귀중한 답변 항상 잘 보고 있습니다.
관련 화공 지식을 살펴보다. 질문 내용에 대한 답변의 정정 및 보충하고자 합니다.
(1) Stripping Steam에 의해 Light 성분이 더욱 제거 되므로, Side Stripper의 Bottom Product의 Flash Point는 Simulation 결과처럼 증가하는 것이 맞습니다. Flash Point의 정의를 생각한다면 당연합니다. 말그대로 flash가 일어나는 온도이므로 light한 성분이 제거되어 heavy해 질수록 더 높은 온도에서 flash가 일어나게 됩니다.
도움 되셨길 바랍니다. 감사합니다.