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  Stripping Column에서 Side Cut Reflux 유량과 탑저 순도의 상관 관계
  글쓴이 : 초급엔지니…   고유ID : shinmin0214     날짜 : 23-08-10 18:01     조회 : 1325    
안녕하십니까 많이 배워가고 있는 초급 엔지니어입니다.
Stripping Column 운전 중에 다음과 같은 현상이 있어 상관 관계가 있는지 문의드립니다.

현재 Stripping Column BTM' Rebolier에 steam을 통해(BTM 온도 TC Control) 저비점 물질을 제거하고 있습니다.
Column TOP 직전 Tray에서 저비점 및 고비점 Mixture를 side cut해 Cooling한 후 탑상부 및 Tray 바로 아래쪽에
Reflux시켜주고 있는데 탑상부 Reflux 유량을 고정시켜놓고 Tray 아래로 향하는 Reflux 유량을 조금 증가시켰더니
탑저 고비점 제품에서 순도가 상승하는 현상이 관찰되었습니다. (탑저 On spec : 저비점 물질 30ppm 이하)

위와 같이 Side Cut Reflux 유량과 탑저 제품의 순도와 상관관계가 성립 가능할까요?
아니면 우연의 일치일까요?

스테파노 Stefano   23-08-10 22:37
(A1) 일반적인 증류탑에서 그렇듯이 Stripping Column에서도 Top 혹은 Side Cut Reflux Ratio를 늘이면 Top Product중의 고비점 함량이 줄어들어 Top Distillate의 순도는 높아지게 됩니다.  이 때 만일 Top Distillate의 제품 유량이 줄어들도록 운전하면 Light 성분의 수율이 떨어지면서 Bottom성분에 Light 성분량이 늘어나 Bottom 제품의 순도가 낮아지게 됩니다.

이 경우는 질문에서 언급한 "상관관계"가 없는 상태로 운전하는 방법에 해당하는 것입니다.  Column에서 수율을 유지하면서 물질수지가  유지되고 있는지의 확인이 필요하다는 뜻입니다.

그러나 Reflux Ratio를 유지하면서 Top Distillate Product Rate를 유지하는 방법으로 운전하게 되면 Top Distillate의 순도와 Bottoms의 Heavy 순도가 상승하게 됩니다.  Top과 Bottom 제품의 순도가 높아진 상태로 물질수지가 맞아지는 것이지요. 

제품생산부하가 동일한 상태에서 Reflux Ratio를 늘이면 Reboiler Duty가 늘어나게됩니다. 
 
(A2) Side-cut Liquid를 Subcooling하여 Column에 넣어주는 효과는 Top Reflux Ratio를 늘여주는 효과를 가직게 되는데 이를 " Internal Reflux Effect"라고 합니다.  Subcooling 되어 내려오는 Liquid는 Column 하부에서올라오는 고비점 성분들을 응축하게 함으로써 Rectification(정류)효과를 늘여주기 때문이지요.

(A3) Reflux 증가없이 Bottom 성분에서 저비점 성분의 함량을 낮추어 주도록하는 장치가 바로 Stripping Column인데 Stripping Steam의 양만을 늘이고 줄이면서 운전함으로써 이 효과를 노리는 장치입니다.   

Stripping Steam은 기-액 평형상태의 증기압보다 분압을 낮추어 줌으로써 증발온도를 낮추어 주는 효과가 있고  고온열분해와 중합 현상이 일어나지 않도록 억제해주는 효과를 나타냅니다.
   

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