게시판 > 질답게시판 > condenser가 없는 type의 column

스테파노 Stefano

16-05-25 14:15

(A1) Condenser가 있다면 반드시 Reflux Line이 있는 것이고 Condenser가 없는 Stripper인 경우에는 Liquid Feed Line이 Top부분에 연결됩니다. 확인하는 방법은.. Column Data Sheet상에 나타나 있는 Nozzle Schedule을 찾아 대조해 보면 됩니다.

(A2) Condenser가 없는 Column은 Stripper에 해당합니다. 그러나 Stripper라고 해도 Condenser를 두는 경우가 있습니다. PFD와 PID에서 확인할 수 있는데 전자는 Material Balance와 대조하여 확인해야 할 사항이고 후자는 기기간 연결된 배관들이 어떻게 연결되었는가를 확인하는 방법입니다.

Condenser가 없다는 이야기는 Column 상부로 배출되는 증기성분은 모두 분리해 낸다는 의미입니다. 여기에 유효 증기성분이 들어있다고 하면 모두 손실되는 일이 벌어질 수도 있기 때문에 Stripper라고 해도 Vapor 성분에 들어있는 고비점성분을 응축해서 환류해주는 Condenser를 두기도 한다는 뜻입니다.

(A3) 우선 질문에서 Column Internal Hydraulic Rating이라고 표현하고 있는데 내용상으로는 Column Simulation을 언급하고 있습니다. Hydraulic Rating은 Column내 Liquid와 Vapor의 흐름이 잘 일어나도록 되어 있는가를 "유체역학적"으로 해석해 보는 것이고 Column Simulation은 Column의 각 Stage에서의 기-액의 평형에 의해 물질분리가 어떻게 일어나서 각 단을 떠나는 기상과 액상의 유량과 성분 및 물성이 어떻게 되는가를 해석해 보는 것을 말합니다. 용어를 구분해서 사용해야 하지요.

이제 질문에 답을 하자면..
Column Simulation을 할 경우 Column의 단번호는 Overhead Condenser의 Type에 따라 달라집니다.
만일 Total Condenser를 두고 있다면 Column Top단이 #1단이 되고 Partial Condenser를 두고 있다면 Partial Condenser가 #1단에 해당하고 Column Top은 #2단이 됩니다.

1)질문에서 Partial Condenser를 사용하고 있는지의 여부에 대해 설명하고 있지않지만 Total Condenser를 두고 있다고 가정한다면... #1단은 Column Top 단을 의미하는 것이고 #1의 Vapor Load는 Condenser로 나가는 Vapor 유량을 말하고, #1의 Liquid Load는 #1단에서 #2단으로 흘러내려가는 Liquid 유량을 말합니다.

2) Condenser가 없는 경우라면 Column에 공급하는 Liquid를 말하는데... 질문으로 유추해 보건데 그럴것 같지 않아보입니다.

3) Condenser가 있는 경우라면 Condenser에서 응축 후 부분적으로 제품을 빼내고 남는 액을 Column으로 Reflux 되는 유량을 말합니다. Reflux 유량은 Reflux Ratio에 따라 크게 달라질 수 있으므로 Maximum Reflux Ratio에서의 Liquid 유량을 알아봐야 합니다.

Material Balance 상에는 Normal 상태에서의 Reflux Ratio를 기준으로 만들어져 있을 것이므로 Column Data Sheet에 주어진 Note를 참고하고 나타나 있지 않으면 해당공정 담당엔지니어에게 문의하여 판단하도록 하세요.

(A1) Condenser가 있다면 반드시 Reflux Line이 있는 것이고 Condenser가 없는 Stripper인 경우에는 Liquid Feed Line이 Top부분에 연결됩니다.  확인하는 방법은.. Column Data Sheet상에 나타나 있는 Nozzle Schedule을 찾아 대조해 보면 됩니다.

(A2) Condenser가 없는 Column은 Stripper에 해당합니다. 그러나 Stripper라고 해도 Condenser를 두는 경우가 있습니다.  PFD와 PID에서 확인할 수 있는데 전자는 Material Balance와 대조하여 확인해야 할 사항이고 후자는 기기간 연결된 배관들이 어떻게 연결되었는가를 확인하는 방법입니다.

Condenser가 없다는 이야기는 Column 상부로 배출되는 증기성분은 모두 분리해 낸다는 의미입니다.  여기에 유효 증기성분이 들어있다고 하면 모두 손실되는 일이 벌어질 수도 있기 때문에 Stripper라고 해도 Vapor 성분에 들어있는 고비점성분을 응축해서 환류해주는 Condenser를 두기도 한다는 뜻입니다.

(A3) 우선 질문에서 Column Internal Hydraulic Rating이라고 표현하고 있는데 내용상으로는 Column Simulation을 언급하고 있습니다.  Hydraulic Rating은 Column내 Liquid와 Vapor의 흐름이 잘 일어나도록 되어 있는가를 "유체역학적"으로 해석해 보는 것이고 Column Simulation은 Column의 각 Stage에서의 기-액의 평형에 의해 물질분리가 어떻게 일어나서 각 단을 떠나는 기상과 액상의 유량과 성분 및 물성이 어떻게 되는가를 해석해 보는 것을 말합니다. 용어를 구분해서 사용해야 하지요.

이제 질문에 답을 하자면..
Column Simulation을 할 경우 Column의 단번호는 Overhead Condenser의 Type에 따라 달라집니다.  
만일 Total Condenser를 두고 있다면 Column Top단이 #1단이 되고  Partial Condenser를 두고 있다면 Partial Condenser가 #1단에 해당하고 Column Top은 #2단이 됩니다.

1)질문에서 Partial Condenser를 사용하고 있는지의 여부에 대해 설명하고 있지않지만 Total Condenser를 두고 있다고 가정한다면... #1단은  Column Top 단을 의미하는 것이고 #1의 Vapor Load는 Condenser로 나가는 Vapor 유량을 말하고, #1의 Liquid Load는 #1단에서 #2단으로 흘러내려가는 Liquid 유량을 말합니다.

2) Condenser가 없는 경우라면 Column에 공급하는 Liquid를 말하는데... 질문으로 유추해 보건데 그럴것 같지 않아보입니다.

3) Condenser가 있는 경우라면 Condenser에서 응축 후 부분적으로 제품을 빼내고 남는 액을 Column으로 Reflux 되는 유량을 말합니다.   Reflux 유량은 Reflux Ratio에 따라 크게 달라질 수 있으므로 Maximum Reflux Ratio에서의 Liquid 유량을 알아봐야 합니다.

Material Balance 상에는 Normal 상태에서의 Reflux Ratio를 기준으로 만들어져 있을 것이므로 Column Data Sheet에 주어진 Note를 참고하고 나타나 있지 않으면 해당공정 담당엔지니어에게 문의하여 판단하도록 하세요.

증류탑엔지… sophistu88

16-05-25 16:55

(A1) reflux line은 없습니다. 단순히 sckecth diagram이라 확인할수는 없지만. 일단 그림상으로는 없네요 . 말씀드린대로 PFD & PID도 없구요.단순히 탑 section의 #1에 nozzle하나가 internal pipe와 연결된채 있습니다. 그리고 EPC에서 온 data sheet에 이 nozzle의 service명은 column reflux라 있고요...

(A2) condenser가 없는 column은 stripper라 하셨는데, Deethanizer의 목적은 ethane(C3)을 product로 분출하고 C4, C5 등 heay component는 아래로 빼는 것이니까 stripper개념이 아니지 않나요? material balance는 방금 확인해보니까 . 맞아 떨어집니다. nozzle 유량 + stage 1단으로 들어오는 유량 = stage 1단에서 나가는 유량 ( 참고로 nozzle 유량은 mixed phase입니다.)

(A3) partial condenser와 total condenser의 차이는 reflux가 존재유무의 차이인가요?

스테파노 Stefano

16-05-25 18:26

(AA1) Reflux가 Two-Phase 상태로 들어오는 경우는 Condensate의 냉열을 이용하고 나서 흘러들어오기 때문입니다. PFD, PID 없이 맘대로 해석해서는 실수할 수 있으므로 공정엔지니어에게 명확히 질문하여 확인 받도록 하세요. Column Reflux 성분이라면 Top Distillate 성분과 거의 동일한 순도의 액상이 유입되어야 합니다. 그렇지 않으면 Top Distillate의 성분 순도를 맞출 수 없고 이 경우 Reflux Condenser는 필수적으로 필요한 설비 입니다. Reflux Condenser가 어디 숨겨 있는지 찾아 보도록 하세요. 아마 Cold Box내 어딘가에 들어 있을 것입니다 .

(AA2-1) 증류탑은 아니지만 Absorber의 경우에도 Condenser가 없습니다. Light 성분을 상부로 Heavy 성분을 Bottom으로 분리해내는 것이 Stripper라고 한다면 증류탑은 모두 Stripp가 돼버리는데 Stripper는 순수하게 분리하는 증류탑이 아니고 고비점 속에 미량의 Light 성분이 남아 있을 때 6~8단 정도의 단을 사용하여 분리해내는 장치입니다. 정유공장에서 Flash Point 조절하거나 폐수속에 남아있는 용제, 용해가스, 액상물질에 남아있는 용존가스제거용 등에 주로 사용 되지요. 여기서 배출되는 Vapor 성분에 값이 나가는 물질이 함께 날라간다면 어딘가에서 다시 응축해서 Heavy 성분을 회수해야 합니다.

Deethanizer의 Material Balance를 살펴보고 Feed, Reflux, Top, Bottom의 유량과 성분을 살펴보고 재질문 바랍니다. Condenser가 없다고 해서 Stripper가 아니냐고 한 것인데 Stripper로는 전혀 Deethanizer가 될 자격이 없습니다.

Deethanizer에서 C2성분을 Top으로 분리하면 C3+ 성분은 모두 Bottom으로 유출된다는 것인데 Reflux 없이 순수 C2만을 분리해 낼 수는 없기 때문입니다. Condenser 없이 증류탑이 돌아가는 경우는 없습니다. C2성분과C3 성분을 주로하고 C4, C5도 조금씩 섞여있는 성분을 Stripper 형태로 운전해서 분리해 봤자 Top, Bottom 제품 모두 아무 쓸모가 없고 추가로 분리탑을 둔다고 해도 Stream이 아주 아주 복잡해져 버립니다.

(AA2-2) #1단 물질수지는 다음 조건을 만족해야 합니다.

<#2단 내부상승 증기>+<#1단 Reflux> = <#1단 Top 배출증기> + <#1단에서 #2단으로 내부에서 흘러내리는 Liquid> ....(1)

(AA2-3) #1단으로 들어오는 Reflux는 "Two-Phase(Mixed Phase)로 들어올 수가 없습니다. 어딘가 C2 Recovery Stream에서 흘러들어오는 것이 아닌지 다시 확인해 보고 Main Reflux Line이 따로 존재하는지 연결겸용노즐인지 PID 도면에서 찾아보세요.

(AA3) Condense에서 Vapor Product유무로 구별합니다. 이것이 있는 것이 Partial Condenser입니다.

(AA2-1) 증류탑은 아니지만 Absorber의 경우에도 Condenser가 없습니다.    Light 성분을 상부로 Heavy 성분을 Bottom으로 분리해내는 것이 Stripper라고 한다면 증류탑은 모두 Stripp가 돼버리는데 Stripper는 순수하게 분리하는 증류탑이 아니고 고비점 속에 미량의 Light 성분이 남아 있을 때 6~8단 정도의 단을 사용하여 분리해내는 장치입니다.   정유공장에서 Flash Point 조절하거나 폐수속에 남아있는 용제, 용해가스, 액상물질에 남아있는 용존가스제거용 등에 주로 사용 되지요.  여기서 배출되는 Vapor 성분에 값이 나가는 물질이 함께 날라간다면 어딘가에서 다시 응축해서 Heavy 성분을 회수해야 합니다.

Deethanizer의 Material Balance를 살펴보고 Feed, Reflux, Top, Bottom의 유량과 성분을 살펴보고 재질문 바랍니다. Condenser가 없다고 해서 Stripper가 아니냐고 한 것인데 Stripper로는 전혀 Deethanizer가 될 자격이 없습니다.

Deethanizer에서 C2성분을 Top으로 분리하면 C3+ 성분은 모두 Bottom으로 유출된다는 것인데  Reflux 없이 순수 C2만을 분리해 낼 수는 없기 때문입니다.  Condenser 없이 증류탑이 돌아가는 경우는 없습니다.   C2성분과C3 성분을 주로하고 C4, C5도 조금씩 섞여있는 성분을 Stripper 형태로 운전해서 분리해 봤자 Top, Bottom 제품 모두 아무 쓸모가 없고 추가로 분리탑을 둔다고 해도 Stream이 아주 아주 복잡해져 버립니다.

(AA2-2) #1단 물질수지는 다음 조건을 만족해야 합니다.

<#2단 내부상승 증기>+<#1단 Reflux> = <#1단 Top 배출증기> + <#1단에서 #2단으로 내부에서 흘러내리는 Liquid> ....(1)

(AA2-3) #1단으로 들어오는 Reflux는 "Two-Phase(Mixed Phase)로 들어올 수가 없습니다.  어딘가 C2 Recovery Stream에서 흘러들어오는 것이 아닌지 다시 확인해 보고 Main Reflux Line이 따로 존재하는지 연결겸용노즐인지 PID 도면에서 찾아보세요.

(AA3) Condense에서 Vapor Product유무로 구별합니다.  이것이 있는 것이 Partial Condenser입니다.

증류탑엔지… sophistu88

16-08-22 15:30

늦게나마 답변해서 죄송합니다. 시간이 지나고 혼자 스스로 공부해보니 이 내용이 이제야 이해가 가네요. 감사합니다 정말.