게시판 > 질답게시판 > TOWER 나 DRUM을 보면 항상 TOWER이 BTM이 O/H 보다 온도 및 압력이 높은데 왜그런가요?

보오퍼 yznz4p

17-12-14 18:37

HDS공정의 STRIPPER공정에서 FEED가 HVY할 경우
TOWER O/H 와 BTM의 델타 T 가 증가하는 데 왜그런가요?
초보적인 질문인나 이론적으로 궁금하네요.

스테파노 Stefano

17-12-16 12:18

(1) 한성분 물질의 경우를 생각해보면 상, 하부 압력차에 해당하는 비점의 차만을 나타나게 되는데 하부에 Reboiler가 위치하기 때문에 여기서 끓어오르는 증기가 이동하면서 생기는 압력차 만큼 Column 하부의 압력이 높고 그에 따라 비점차이가 나게 되지요.

만일 Reboiler를 Tower 상부에 위치해두고 Condenser를 Column Bottom에 두었다면 상부에서 끓어오르는 증기가 하부로 내려오면서 압력차가 나타나기 때문에 Reboiler 위치에서의 압력이 높아 비점이 높고 하부 Condenser 위치에서의 압력이 낮아 온도도 낮겠지요.. 한 성분 물질인 경우 Feed가 액상이라고 한다면 상부로 올라갈 필요없이 중력이 작용되는 하부로 내려오게 되어 Condenser를 액상으로 통과하여 배출될 것입니다.

(2) 여러 성분으로 구성된 물질인 경우, Reboiler가 있는 곳에서 증발하여 상부로 올라가면서 압력차가 생기기 때문에 비점의 차이도 있고 또한 저비점 성분의 양이 탑 상부에 많아서 Condenser 위치에서의 기-액 평형온도가 낮고 Reboiler 위치에서의 기-액 평형온도가 높아집니다.

Column 내의 물질 혼합물중 비점이 낮은 물질은 쉽게 증발하여 상부로 올라가 Condenser가 있는 부분으로 이동하여 응축되지만, 비점이 낮은 물질은 잘 증발하지 않고 중력방향으로 이동하여 Reboiler에 도달해서야 증발하게 됩니다. 이런현상이 Column 각 단에서 일어나 저비점 물질들은 상부 Conderser 쪽으로, 그리고 고비점 물질들은 Reboiler 쪽으로 이동합니다.

이로 인하여 고비점 물질들은 탑 하부 많이 모여있고 이로 인하여 비점이 높고, 반대로 저비점 물질들은 탑 상부에 모이게 되지요.. 이로 인하여 비점차이가 크게 나는 것이고 여기에 탑내의 압력차 효과가 더해지는 것입니다.

(3) Stripper는 고비점 물질에 약간 섞여있는 저비점 물질을 날려버리는 장치입니다. 저비점 함량이 많다면 증류탑을 사용하여 분리해 내지만 함량이 낮으면 Stripper를 사용하여 저비점을 제거합니다.

Stripper에서 제거되는 물질 성분이 거의 균일하고 Stripper의 압력이 일정하다면 Column Top에서의 온도는 거의 일정합니다. 그러나 고비점 성분의 함량이 늘어나면 Bottom의 온도가 증가하게 되어 상-하부 온도차가 늘어나게 되지요. 이를 이용하여 탑상부에서 응축되는 물질의 비점과 탑하부에서 끓어오르는 물질의 비점 차이에 따라 Feed중의 고비점 물질의 함량을 추정할 수 있을 것입니다.

(1) 한성분 물질의 경우를 생각해보면 상, 하부 압력차에 해당하는 비점의 차만을 나타나게 되는데 하부에 Reboiler가 위치하기 때문에 여기서 끓어오르는 증기가 이동하면서 생기는 압력차 만큼 Column 하부의 압력이 높고 그에 따라 비점차이가 나게 되지요.

만일 Reboiler를 Tower 상부에 위치해두고 Condenser를 Column Bottom에 두었다면  상부에서 끓어오르는 증기가 하부로 내려오면서 압력차가 나타나기 때문에 Reboiler 위치에서의 압력이 높아 비점이 높고 하부 Condenser 위치에서의 압력이 낮아 온도도 낮겠지요..   한 성분 물질인 경우 Feed가 액상이라고 한다면 상부로 올라갈 필요없이 중력이 작용되는 하부로 내려오게 되어 Condenser를 액상으로 통과하여 배출될 것입니다.

(2) 여러 성분으로 구성된 물질인 경우, Reboiler가 있는 곳에서 증발하여 상부로 올라가면서 압력차가 생기기 때문에 비점의 차이도 있고 또한 저비점 성분의 양이 탑 상부에 많아서 Condenser 위치에서의 기-액 평형온도가  낮고 Reboiler 위치에서의 기-액 평형온도가 높아집니다.

Column 내의 물질 혼합물중 비점이 낮은 물질은 쉽게 증발하여 상부로 올라가 Condenser가 있는 부분으로 이동하여 응축되지만,  비점이 낮은 물질은 잘 증발하지 않고 중력방향으로 이동하여 Reboiler에 도달해서야 증발하게 됩니다.   이런현상이 Column 각 단에서 일어나 저비점 물질들은 상부 Conderser 쪽으로, 그리고 고비점 물질들은 Reboiler 쪽으로 이동합니다.

이로 인하여 고비점 물질들은 탑 하부 많이 모여있고 이로 인하여 비점이 높고, 반대로 저비점 물질들은 탑 상부에 모이게 되지요..   이로 인하여 비점차이가 크게 나는 것이고  여기에 탑내의 압력차 효과가 더해지는 것입니다.

(3) Stripper는 고비점 물질에 약간 섞여있는 저비점 물질을 날려버리는 장치입니다.  저비점 함량이 많다면 증류탑을 사용하여 분리해 내지만 함량이 낮으면 Stripper를 사용하여 저비점을 제거합니다.

Stripper에서 제거되는 물질 성분이 거의 균일하고 Stripper의 압력이 일정하다면 Column Top에서의 온도는 거의 일정합니다.  그러나 고비점 성분의 함량이 늘어나면 Bottom의 온도가 증가하게 되어 상-하부 온도차가 늘어나게 되지요.   이를 이용하여 탑상부에서 응축되는 물질의 비점과 탑하부에서 끓어오르는 물질의 비점 차이에 따라 Feed중의 고비점 물질의 함량을 추정할 수 있을 것입니다.