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스테파노 Stefano

16-04-06 11:28

이 Line은 일종의 "Cold Liquid Flow Bypass Line"에 해당하는데 그 사연(Line의 목적, 효과, 영향 등)은 Note 9에 설명 되어있을 것으로 생각합니다. 먼저 Note 9의 내용을 소개해 주세요. 만일 설명에 되어 있지 않으면 필자가 그 Line의 자초지종을 설명하도록 하지요.

곰돌이푸 skku885tt

16-04-06 12:37

Note 9는 이 라인의 목적과는 다른 설명 입니다.

Note 9 Vortex breaker to be provided for draw off trays. 라고 되어 있습니다.

스테파노 Stefano

16-04-06 19:02

(0) 별수 없이 또 소설(?)을 써야할 형편입니다.

(1) Cold Liquid Flow Bypass Line의 목적
이 Line의 설치 목적은 Crude 성분중에 Foaming Material이 섞여서 Tray 11단 위와 10단 사이에서 오르내리락 거리는(거릴것으로 생각되는) 물질을 Stripping Zone으로 직접흘러 내려가도록 해주는 Line입니다. 특히 이 Line조차 Foam으로 채워져 있더도 흐름이 형성될 수 있도록 충분한 (여기서는 3000 mm)의 Seal Loop(역류방지 루프)를 두라고 하고 있습니다.

Crude Oil 성상에 따라 이 Line이 필요없을 수도 있겠지만 여러 Grade의 Crude Oil을 Feed로 사용할 때, 특히 Foam을 많이 형성하는 물질(주로 고비점 물질)이 많이 들어있는 Crude의 경우 상압탑 Feed Flashing Zone에 흘러들어와 Foaming 물질도 저비점 Vapor와 함께 11단 상부로 올라갔다가 다시 내려오면서 고온의 Feed Vapor를 만나 다시 올라가면서 10단~11단 윗단 언저리에서 누적됨으로써 Flooding 되는 현상을 방지하기 위해 11단의 액을 Feed Vapor와 접촉하지 않고 직접 Stripping Zone으로 보내주는 역할을 합니다.

Debutanizer, Depropanizer, Dehexanizer 등과 같은 저비점 성분취급 Column의 경우에는 Foaming 현상은 거의 없어서 이와 같은 Line의 필요성이 없겠지요. Foaming 성질을 가지는 물질은 주로 고비점 성분들이고 그중에서도 특히 질소성분, 유황성분이 분자구조에 포함되어 있는 물질로 추정됩니다.

(2) 효과
이렇게 하면 Foam이 대체로 자연 치유되고 Feed의 "Over Flashing"을 방지하는 효과도 있습니다. 하나의 문제는 이Line에 조절밸브가 달려있지 않아서 Foaming 현상이 적은 Feed인데도 항상 이 Line이 흘러가고 있어야 한다는 점입니다. 설계엔지이어가 왜 여기에 밸브를 달아두지 않았는가.. 궁금합니다. 아마도 얼마로 조정해야 좋은지 Guide가 없어서 그랬을지도 모릅니다. (그 공장 설계기준에 대해 잘 아시는 분만 이에 대한 답을 줄 수 있을 것입니다.)

(3)이 Line으로 말미암아 받게될 영향
여기에 Valve가 있다면 이를 잠궈도 보고 그 효과를 서로 비교해 볼 수 있을터이지만 그러지 못하기 때문에..
이 Line을 통해 흐름이 있음으로써 나타날 정성적인 영향만을 설명해 보면 다음과 같습니다.

i) ATB(상압탑 Botttoms) Yield 증가
ii) Bottom으로 Aromatics 손실 증가
iii) 비슷한 효과지만 AGO(상압탑 Gas Oil)제품 Yield 감소
iv) Vacuum Column Load, Pressure, Vacuum부하 증가

소설을 써 본 것인데..필자의 소견이 과연 사실인지 반드시 확인해 보도록 하세요.

(0) 별수 없이 또 소설(?)을 써야할 형편입니다.

(1) Cold Liquid Flow Bypass Line의 목적
이 Line의 설치 목적은 Crude 성분중에 Foaming Material이 섞여서 Tray 11단 위와 10단 사이에서 오르내리락 거리는(거릴것으로 생각되는) 물질을 Stripping Zone으로 직접흘러 내려가도록 해주는 Line입니다.  특히 이 Line조차 Foam으로 채워져 있더도 흐름이 형성될 수 있도록 충분한 (여기서는 3000 mm)의 Seal Loop(역류방지 루프)를 두라고 하고 있습니다.

Crude Oil 성상에 따라 이 Line이 필요없을 수도 있겠지만 여러 Grade의 Crude Oil을 Feed로 사용할 때, 특히 Foam을 많이 형성하는 물질(주로 고비점 물질)이 많이 들어있는 Crude의 경우 상압탑 Feed Flashing Zone에 흘러들어와 Foaming 물질도 저비점 Vapor와 함께 11단 상부로 올라갔다가 다시 내려오면서 고온의 Feed Vapor를 만나 다시 올라가면서 10단~11단 윗단 언저리에서 누적됨으로써 Flooding 되는 현상을 방지하기 위해 11단의 액을 Feed Vapor와 접촉하지 않고 직접 Stripping Zone으로 보내주는 역할을 합니다.

Debutanizer, Depropanizer, Dehexanizer 등과 같은 저비점 성분취급 Column의 경우에는 Foaming 현상은 거의 없어서 이와 같은 Line의 필요성이 없겠지요.  Foaming 성질을 가지는 물질은 주로 고비점 성분들이고 그중에서도 특히 질소성분, 유황성분이 분자구조에 포함되어 있는 물질로 추정됩니다.

(2) 효과
이렇게 하면 Foam이 대체로 자연 치유되고 Feed의 "Over Flashing"을 방지하는 효과도 있습니다.  하나의 문제는 이Line에 조절밸브가 달려있지 않아서 Foaming 현상이 적은 Feed인데도 항상 이 Line이 흘러가고 있어야 한다는 점입니다.  설계엔지이어가 왜 여기에 밸브를 달아두지 않았는가.. 궁금합니다.   아마도  얼마로 조정해야 좋은지 Guide가 없어서 그랬을지도 모릅니다.   (그 공장 설계기준에 대해 잘 아시는 분만 이에 대한 답을 줄 수 있을 것입니다.)

(3)이 Line으로 말미암아 받게될 영향
여기에 Valve가 있다면 이를 잠궈도 보고 그 효과를 서로 비교해 볼 수 있을터이지만 그러지 못하기 때문에..  
이 Line을 통해 흐름이 있음으로써 나타날 정성적인 영향만을 설명해 보면 다음과 같습니다.

i) ATB(상압탑 Botttoms) Yield 증가
ii) Bottom으로 Aromatics 손실 증가
iii) 비슷한 효과지만 AGO(상압탑 Gas Oil)제품 Yield 감소
iv) Vacuum Column Load, Pressure, Vacuum부하 증가

소설을 써 본 것인데..필자의 소견이 과연 사실인지 반드시 확인해 보도록 하세요.

곰돌이푸 skku885tt

16-04-07 14:22

친절한 설명 감사 드립니다. 하나하나 마다 이유가 다 있다는 것이 정말 신기합니다.

(2)번에 설명하신 Overflashing 방지라는 것이 정확히 어떤 것인가요?
상단 liquid와 접촉없이 바로 올라서 오히려 flashing이 더 되면 되었지 덜 될것 같지는 않은데요.

그리고 말씀데로 valve가 없어서 이런 확인을 못할 듯 합니다. 뭐 있어도 제 맘대로 valve opening %를 조절할 수도 없습니다. 전체적으로 Heavy component를 다루는 Column엔 다 있네요. 답변을 보고 다른 유닛을 보니 더 눈에 확 뜁니다. 감사합니다.

龍鳳 yongbong

16-04-07 17:33

궁금해서 조금 알아보고 개인적으로 내린 결론은 아래와 같습니다.

CDU나 VDU Column에만 있는 형태로, 일반적인 Column이나 Vapor만 들어오는 RFCC Main Fractionator 등에는 없습니다.
CDU/VDU Column Inlet Nozzle 윗 부분은 Washing Section으로 Heavy Metal을 포함하는
Entrained Liquid를 잡아주는 역할을 합니다. Entrained Liquid를 Wash해준 Liquid를 밑으로 그냥 보내는 경우
Feed Inlet Zone의 요동에 의해 다시 Entrain 되는 영향이 있을 듯 합니다.
아시다시피 CDU/VDU는 Transfer Line에서 Sonic Velocity에 가깝게 운전되므로 Feed Inlet Zone의 요동이 심하고
Vapor Horn를 설치해서 Separation을 극대화하게 됩니다.
이러한 이유로 Feed Inlet Zone을 Bypass하는 라인을 별도로 설치하는 것이라고 봐야 하겠습니다.

추가적으로 CDU의 경우 적절한 Washing을 담보하기 위해 overflash양을 Feed의 2~5%로 정하는데,
Flowmeter를 두어 운전 변수로 체크를 할 수 있겠습니다.

스테파노 Stefano

16-04-11 21:40

두번째 질문에 대한 설명입니다

A1) (2)번의 Overflashing 이라는 의미는 "ATB를 기준으로" ATB에 남아있는 저비점 성분 함량을 (과하게) 떨어뜨린다는 것이 되는데 Downing Coming Liquid가 (Bypass Line을 통해 일부가 흐르도록 함으로써) 고온의 Feed와 접촉하는 비율을 낮게하여 결과적으로 ATB중 저비점 성분을 일부러 (남겨둠으로써) 높여주고 있는 역할을 하는 것이지요.

A2) 고비점 성분의 증류는 될 수 있는대로 Column Bottom에 오래 체류하도록 하거나 과도 Flashing 하게되면 Bottom Washing Zone이나 Stripping에서 Fouling이 심해지는데 특히 다성분이 함유된 Feed의 경우 Feed Grade에 따라 특정성분이 중간단 부분에서 누적될 수가 있습니다.

Crude 성분 중 그런문제가 심각한 Feed의 경우라면 미리 Pre-Flash Column을 거쳐 CDU로 유입되도록 할 수도 있겠고 CDU의 11단 윗 부분에 Side-draw가 있다면 Side-Stripper를 두고 처리하면 되겠지만 그럴 필요까지는 필요없는 경우에는 앞선 설명처럼 과거의 유능한 선배 Engineer는 많은 경험에 바탕을 두고 이 Bypass-Line으로 처리하도록 한것 같습니다.