게시판 > 질답게시판 > Reflux Ratio 최적점 찾기

스테파노 Stefano

10-03-19 10:51

(1) Optimum Reflux Ratio
Reflux를 늘이면 순도는 올라가지만 유틸리티(열, 동력) 비용이 함께 올라가게 되고 줄이면 반대의 현상이 일어납니다.
최적의 Reflux를 찾아내려면 유틸리티 비용, 수율과 순도를 고려한 전체의 비용을 함수로 나타내고 비용을 최저로 하거나 이익을 최대로 하는 점을 찾아내야 합니다.

최소의 Reflux로 운전하다가 잘못하여 Off-spec(불량)이 발생되어 낭패를 보는 경우가 많습니다. 따라서 연간 운전중 실수발생횟수와 정상화 비용을 감안해야 하는데 이를 정량화 하기는 어렵습니다. 최소의 Reflux로 운전하기 위해서는 운전중 Upset(공정이상)시 안전장치가 필요한데 그에 따른 비용이 크게 늘어나면 최소의 운전조건은 의미가 없어집니다.

따라서 공정운전시 Optimum Reflux에다 Risk를 줄이기 위한 (명확한 수치는 없지만 적절한)여유치를 고려하여 운전하게 됩니다. Risk라는 것은 Distillate혹은 Bottom Product의 Quality 저하 시 정상화에 필요한 비용입니다.

따라서 항상 최적점 선정은 종합적 판단이 필요합니다.

(2) 최적점 찾아가기.
Reflux를 줄이기 위해서는 Top/Bottom 분석치는 반드시 필요하지만 더욱 중요한 것은 수율입니다. 순도가 아주 높다고 해도 수율이 크게 떨어지면 쓸모가 없습니다. 대개 규격만 맞추면 가격은 더이상 올라가지 않는다면 순도를 더 높일 필요가 없는 경우가 많습니다.

Reflux를 줄이기 위해서 시료분석을 더 자주 분석해 가면서 해야 하겠지만 먼저 Column의 온도와 압력의 안정화가 더욱 중요합니다. 압력이 흔들리거나 온도가 흔들린다면 Off-spec 제품이 반드시 나오기 때문에 우선적으로 운전조건이 안정화 된 상태에서 환류비를 줄였다면 먼저 Column Top에서의 온도 변화를 주시해야 합니다. 온도는 압력, 액면, 유량등보다 Response가 느리기 때문에 공정조건 변화후 안정화 된 후 시료를 채취해 분석해 가면서 Reflux Ratio를 줄여봅니다.

Reflux Ratio를 변경한다고 해도 Column Top Distillate의 순도 변화가 크지 않기 때문에 Top Vapor의 온도가 크게변화하지 않는데 Vapor 온도가 올라갔다고 하면 이미 늦은것입니다. 미리 Column Top 보다 낮은 단에서 온도가 일정하게 유지되는 것을 확인하면서 운전하지 않으면 운전자는 초조해서 운전할 수가 없습니다.

Reflux를 조절하려면 Column Top 부분에서의 온도계를 각 단마다 설치해 두고 Recording 하면서 온도가 흔들리지 않음을 확인해 가면서 조절해야 합니다.

Process Simulation로 운전조건을 어느 정도 판단할 수 있지만 이를 실험적으로 증명해 봐야 하기 때문에 Simulation 만으로는 해결할 수 없습니다.

(1) Optimum Reflux Ratio
Reflux를 늘이면 순도는 올라가지만  유틸리티(열, 동력) 비용이 함께 올라가게 되고 줄이면 반대의 현상이 일어납니다. 
최적의 Reflux를 찾아내려면 유틸리티 비용, 수율과 순도를 고려한 전체의 비용을 함수로 나타내고 비용을 최저로 하거나 이익을 최대로 하는 점을 찾아내야 합니다.

최소의 Reflux로 운전하다가 잘못하여 Off-spec(불량)이 발생되어 낭패를 보는 경우가 많습니다.  따라서 연간 운전중 실수발생횟수와 정상화 비용을 감안해야 하는데 이를 정량화 하기는 어렵습니다.  최소의 Reflux로 운전하기 위해서는 운전중 Upset(공정이상)시 안전장치가 필요한데 그에 따른 비용이 크게 늘어나면 최소의 운전조건은 의미가 없어집니다.

따라서 공정운전시 Optimum Reflux에다 Risk를 줄이기 위한 (명확한 수치는 없지만 적절한)여유치를 고려하여 운전하게 됩니다.  Risk라는 것은 Distillate혹은 Bottom Product의 Quality 저하 시 정상화에 필요한 비용입니다.

따라서 항상 최적점 선정은 종합적 판단이 필요합니다.

(2) 최적점 찾아가기.
Reflux를 줄이기 위해서는 Top/Bottom 분석치는 반드시 필요하지만 더욱 중요한 것은 수율입니다.  순도가 아주 높다고 해도 수율이 크게 떨어지면 쓸모가 없습니다.  대개 규격만 맞추면 가격은 더이상 올라가지 않는다면 순도를 더 높일 필요가 없는 경우가 많습니다.

Reflux를 줄이기 위해서 시료분석을 더 자주 분석해 가면서 해야 하겠지만 먼저 Column의 온도와 압력의 안정화가 더욱 중요합니다.   압력이 흔들리거나 온도가 흔들린다면 Off-spec 제품이 반드시 나오기 때문에 우선적으로 운전조건이 안정화 된 상태에서 환류비를 줄였다면 먼저 Column Top에서의 온도 변화를 주시해야 합니다.  온도는 압력, 액면, 유량등보다 Response가 느리기 때문에 공정조건 변화후 안정화 된 후 시료를 채취해 분석해 가면서 Reflux Ratio를 줄여봅니다.

Reflux Ratio를 변경한다고 해도 Column Top Distillate의 순도 변화가 크지 않기 때문에 Top Vapor의 온도가 크게변화하지 않는데 Vapor 온도가 올라갔다고 하면 이미 늦은것입니다.  미리 Column Top 보다 낮은 단에서 온도가 일정하게 유지되는 것을 확인하면서 운전하지 않으면 운전자는 초조해서 운전할 수가 없습니다.

Reflux를 조절하려면 Column Top 부분에서의 온도계를 각 단마다 설치해 두고 Recording 하면서 온도가 흔들리지 않음을 확인해 가면서 조절해야 합니다.

Process Simulation로 운전조건을 어느 정도 판단할 수 있지만 이를 실험적으로 증명해 봐야 하기 때문에 Simulation 만으로는 해결할 수 없습니다.