PERC는 volatile, nonflammable colorless liquid로서 Tetra-chloro-ethylene 혹은 per-chloro-ethylene (PERC)이라고 하며, petroleum refining process에서 사용되는, 촉매를 위한 chloriding agent로서 역할을 하고 주로 isomerization과 catalytic reforming process에서 사용된다.
isomerization은 straight run parafin을 branched parafin으로 conversion하여 fuel blending을 위한 높은 옥탄가를 보여준다. 아울러 clean fuel spec을 만족하고 sulfur, olefin, aromatic을 최소화하기 위해 branched-parafin을 이용한다.
light naphtha를 catalytic reforming 반응을 할 경우 feed내 펜탄이 cracking하여 부탄이나 프로판 등으로 conversion됨에 따라 light naphtha는 isomerization 공정으로 보낸다. 아울러 헥산은 catalytic reforming공정에서 aromatic을 생성하여, fuel mixing용으로 사용하기 위해서는 aromatic함량이 줄어야 하는데 오히려 늘기 때문에 catalytic reforming이 아닌 isomerization에서 branched parafin으로 전환을 한다.
반면 catalytic reforming은 헵탄 이상의 heavy naphtha를 이용하여 branched napatha나 aromatic으로 conversion을 한다. 이 과정에서 생성되는 수소는 refinery내 다양한 hydrotreating공정에서 이용된다.
옥탄가가 낮은 heavy naphtha를 reforming을 통해 고옥탄가 blendstock으로 만들어 가솔린에 mixing됨에 따라 refinery에서 매우 중요한 공정이다. 이 반응을 위해 사용되는 촉매는 metal과 acid사이에 정확한 balance가 필요한 bifunctional catalyst이다. metal은 납센을 아로마틱으로 전환하기 위해 dehydrogenation을 촉진하며, 반면 acid는 normal parafin을 isoparafin으로 isomerization반응을 촉진한다.
isomerization의 목적은 branched parafin을 극대화하고 벤젠의 생성을 최소화하는 것이며, catalytic reforming은 isomerization과 같이 branched parafin을 극대화하지만 반면 BTX의 생성도 극대화하는 것이다. 따라서 metal-acid bifunctional catalyst를 이용하여 이 중 metal은 isomerization을 통해 특정 분자를 hydrogenate하여 aromatic생성을 최소화하거나 혹은 reforming을 통해 특정 분자를 dehydrogenate하여 aromatic 생성을 극대화하는데 활용된다.
acid 역시 위 두 공정에 대해 유사한 기능을 하여 branched parafin 생성을 극대화한다. 이 촉매는 chlorided alumina의 격자위에 platinum이 골고루 분포되어 naphtha feed와의 surface contact을 극대화한다. 이를 이해 chloride는 acid functionality를 유지하기 위해 연속적으로 주입이 되며 이상적인 chloriding agent가 PERC (Perchloroethylene)이다.
acid기능을 유지하려면 반응기내 chloride ion이 항상 available해야 하며 이를 위해 chloriding agent로서 PERC는 하루에 2~12갤런을 주입한다. 과잉으로 주입함에 따라 잔여 chloride는 hydrochloric acid형태로서 scrubber에서 제거된다.
reforming공정에서 PERC는 CCR내 regenerator로 주입되며, 이는 closed process이며 PERC가 완전히 소모된다. reforming반응간에 CCR catalyst는 chloride를 잃게 되어 regenerator속으로 PERC를 주입함에 의해 loss된 chloride를 make-up한다.
isomerization에서는 PERC가 HC feed에 주입되어, 반응기온도가 200F이상이 되면 PERC가 HCl로 분해되어 chloride의 연속적인 source를 제공하므로서 acidic environment를 유지할 수 있다.
보통 PERC는 tank truck이나 tote로 delivery되며 leak나 spill에 대비하여 dike와 같은 containment를 고려해야 한다. PERC는 다른 chloriding agent에 비해 toxic이 높지 않아 점점 다른 chemical들을 대체하고 있다. safety 측면에서도 PERC는 process내에서 완전히 소모되므로 waste로 배출되거나 노출될 가능성은 낮다.
CCR platforming unit에 PERC가 regenerator내로 주입이 되며, regenerator가 off이면 feed에 직접 주입이 된다. PERC는 공정내 chloride의 loss를 보상하기 위해 주입이 되며, 아울러 재생이후 oxy-chlorination 단계에서 metal dispersion이 용이하도록 주입이 된다.
PERC는 불순물 정도가 매우 낮은 chemical이며 다른 종류의 organic chloride (propylene dichloride, trimethyl chloride, ethlyene dichloride, trichloroethane)도 사용이 가능하지만 process licensor에 확인이 되어야 한다. PERC는 다른 종류의 chlorinated solvent보다 inert하고 stable하며 flash point가 매우 높아 많이 사용되며 주요 물성치는 아래와 같다.
- Molecular weight: 165.85
- Melting point: -22,4 ºC
- Boiling point: 121 ºC
- Relative Density (considering the density of water equal to 1): 1.62
- Vapor Density (considering air density equal to 1): 5.83
- Vapour pressure in millibars (at 20 ºC): 18
- Solubility in water (gr/100 ml): 0.04
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