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  phthalic anhydride 생산공정
  글쓴이 : 임성운   고유ID : tjddns1526     날짜 : 19-06-07 21:05     조회 : 64    
   PFD.png (65.5K), Down : 2, 2019-06-07 21:05:15
현재 학교에서 o-xylene으로부터 phthlaic anhydride를 생산하는 공정을 설계 중입니다. 설계를 하며 몇 가지 궁금한게 있어 글을 올립니다.
1. phthalic anhydride과 maliec anhydirde의 분리를 할 때 phthalic anhydride의 끓는점이 285도로 끓는점이 높아 감압증류를 하는 것으로 알고 있습니다. 이 때 감압을 할 때 증류탑의 압력을 어떠한 기준으로 설정해야 되는지 궁금합니다.
2. 공정에서 o-xylene의 온도를 높일 때 furnace(가열로)를 사용하고 air의 온도를 높일 때 exchanger(열교환기)를 사용합니다. 둘다 온도를 높일 때 사용하는데 언제 furnace를 사용하고 언제 exchanger를 사용하는지 궁금합니다. 또한 이 둘을 바꿔서 사용가능한지도 궁금합니다.
3. 생성물의 온도를 낮추기 위해 exchanger에서 cooling water를 이용해서 낮추는데 이 때 온도가 높아진 cooing water를 boier feed water로 사용 불가능한지 여쭤보고 싶습니다. 또한 cooling water와 boiler feed water의 차이가 있다면 무엇인지 궁금합니다.
4.o-xylene의  LFL은 1mol%인데 NPFA에서는 폭발의 safety margin으로 LFL의 1/4로 사용한다고 나와있습니다. 그런데 이를 기준으로 하면 비용이 너무 많이 나와서 그러는데 실제 공정에서는 LFL의 safety margin을 어떤식으로 주는지 궁금합니다.
혹시 몰라 저희의 PFD사진을 첨부하겠습니다. 

스테파노 Stefano   19-06-10 10:00
(1) 감압에 의해 증발온도를 낮추어 줄경우 응축기(Condenser)에서 무엇으로 냉각할 수 있느냐를 검토해 봐야하고 또한 Reboiler의 가열매체도도 무엇을 사용하느냐에 달려 있습니다.  압력이 너무 높으면 가열매체에 제한이 있고 너무 낮으면 냉각매체에 제한이 있습니다.  그 "제한' 검토하는 것은"이라는 것을 검토하는 것은 전체비용을 평가해 보는 것이지요.

(2) Steam을 사용한다는 것은 Steam의 응축잠열을 이용하는 것인데 온도가 높아질수록 잠열이 줄어들고 임계점에서는 잠열이 0이 됩니다.  액상이 존재하지 않기 때문이지요.  Steam을 사용하지 않으면 열매체유를 사용하거나 가열로를 사용하는 방법이 고려되어야 합니다.  열매체유는 가열로로 Oil을 가열하여 이를 순환하는 방법으로 이용됩니다. 

온도가 낮은영영에서 Fired Heater를 사용하는 것은 장치비용이 높아 비경제적일 것입니다.  가열매체의 온도가 낮으면 가열매체로 사용할 수 없으며 이런 때 Fired Heater나 Electric Heater 등을 사용하게 되지요.

(3) 냉각수를 보일러 급수로 사용하지 못한다는 것은 며칠전 이곳 게시판에서 다룬 적이 있습니다.  이들 간의 차이를 포함해서 이곳에서 검색해 보세요.

(4) NFPA의 Guide는 많은 경험으로부터 터득한 전문가들의 자문과 실험연구 및 기술적 관리 한계, 사고통계 등을 종합하여 만들어 졌을 것입니다. 

100m 앞에 연못이 있다고 할 때 아무것도 모르는 어린이가 이곳에 빠질 위험이 있다고 하면 .. 아이를 보호하고자 하면 이의 반 50m 거리까지 다가가지 못하게 하는 것이고 이를 보호하는 보호자의 잠깐의 관리실수나 소홀을 고려하여 25m 이상 지나쳐 연못으로 다가가고 있을 때 뒤늦게 이를 발견하고 뒤쫓아가서 50m 이내에 아이를 잡을 수 있다고 보면... 25 m이내에 보호하는 것이 안전하다고 보는 것인데... 

위험수준을 정량적 판단할 때 (1) 확률 통계적으로 안전한 농도에다 (2) 이를 관리하기 위한 기기장치의 오작동 확률 (3) 안전조작을 위한 이중 관리장치를 어느 정도 확보하고 있느냐에 따라 위험지역과의 근접성을 종합 고려하여 어느 위험발생 확률 (예를 들어 적어도  1/(10^6)이하의 확률)이 고려된 수치라고 봐야합니다.    위험발생확률에 관해서는 선행연구자료가 아주 많습니다.     

참고로... Xylene 농도가 너무낮아 폭발범위에 들게되는 경우,  역으로 고농도 영역에서 산화시키는 공정이 있을 수도 있습니다.  고농도 산화공정이 있는지 자료를 찾아보세요.

(5) NFL의 어느 정도 수준에 인화(폭발)성 물질의 농도를 공정장치에서 허용하고 있는가는 Licenor 자료에서 흔히 찾아 볼 수 있습니다.    o-Xylene의 산화공정에서 최대 농도 적용근거에 대해 혹시 자료를 접해 본 독자가 있다면 답글로 이곳에 소개 바랍니다.
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