공정설계 23

Hydrogen Reformer 이해

수소 생산 공정별로 효율, 순도, 탄소 배출량에 차이가 있고, 수소 생산은 많은 에너지 소비가 동반되므로 경제성과 직결이 된다. 상업적으로 수소를 생산하는 공정으로는 SMR (Steam Methane Reforming, 스팀 개질), POX (Partial Oxidation, 부분 산화), ATR (AutoThermal Reforming, 자가열 개질) 그리고 수전해 (Electrolysis)가 있다.SMRATRPOXElectrolysis효율75~8075~8070~8065~80순도95~99.9995~99.9995~99.99~100탄소배출량 (kg CO2 / kg H2)910~200~25 (전력망의 전력 생산 source에 의존) SMR은 900도에서 화석연료가 스팀과 반응하며, 생산 원가가 저렴하여 가장..

공정설계 2024.12.24

LBO (Lube Base Oil) 이해

​conventional refinery plant를 고도화하여 이를 통해 윤활유 (Lubricant or Lube oil) 원료인 Lube Base Oil을 얻을 수 있다. 이를 통해 lube oil, engine oil, hydraulic oil, transmission oil등으로 사용되며 마찰, 마모를 줄이기 위해 여러 종류의 기계작동에 사용되는 윤활유들은 발화점보다 높은 환경에서 사용해서는 안된다. 위와 같은 base oil은 일련의 공정을 통해 crude oil cost에 비해 약 2배 가까운 가치를 만들 수 있다.​​윤활유 완제품의 구성중 대부분은 base oil로서 이는 여러 종류로 나눈다. 즉, 어떤 source로부터 만들어졌는지, 어떤 제조과정을 거쳤는지, 어떤 환경에서 사용할 수 있는..

공정설계 2024.12.23

삼염화인 (PCl3) / 오염화인 (PCl5) 이해

Phosphorus-based chemistry, Phosphorus HalidesPhosphorus Tri-chloride & Phosphorus Penta-chloride​Phosphorus Trichloride Manufacturing Plant ​​​액체상태의 황린이 반응기속으로 분사되며 동시에 염소가스가 주입이 되면서 반응이 시작되고, 발열반응이며 반응열로 인해 PCl3가 증발된다. vapor는 structured packing column을 통해 condenser에서 응축이 되어 정제된 액체의 PCl3를 얻게 된다. 증류탑이나 저장 탱크로부터 잔여 가스는 water scrubber에 의해 제거되어, 폐수형태로 배출되며 중화된 후 WWT로 보내진다. (약산의 염산과 인산 폐수임)​​​반응기는 c..

공정설계 2024.12.23

Hot oil system 이해

Hot oil system은 주로 steam이나 기타 열원으로 공정의 온도를 올리기에 한계가 있는 경우, 예를 들어 heavy component의 reboiler와 같이 고온의 열원이 필요한 경우 고려하며, 아울러 경제적인 측면을 고려했을 때 다수의 user가 있는 경우 적용할 수 있다.​hot oil system overview​ Hot oil tank​보통 storage, expansion, venting용도의 inline surge tank가 설치되며 다만 capacity가 매우 큰 경우 별도로 cold oil storage를 설치하여 expansion과 venting용의 small inline drum과 분리할 수도 있다. deinventory 용일 경우 inline tank 크기는 배관을 포함한..

공정설계 2024.12.22

Grading & guard (bed) material 이해

​고가의 촉매를 보호하고 pressure drop의 최적화를 하기 위해 설치되는 흡착물질로서, feed내 오염물이나 차압을 야기하는 이물질들을 사전에 제거하고 main catalyst의 deactivation을 방지하여 촉매의 안전한 반응을 유지하기 위함이다.​​​hydro processing unit의 cycle length는 일반적으로 촉매의 활성도와 반응기내 차압에 의해 control된다. 여기에서 촉매의 활성도는 최대 허용 가능한 온도이며, 반응기는 최대 허용 가능한 차압내에서 운전되어야 한다.​​따라서 촉매의 활용을 극대화하기 위한 최적화된 grading이나 guard material은 매우 중요하다. 많은 adsorbent maker들은 과도한 차압의 build-up과 catalyst pois..

공정설계 2024.12.22

기본설계 (FEED) 공정 설계 성과품

Plant design value chain​​​​Major process licensor​ ​PDP (BEDP, FEED) package (Complex기준) 구성 요소 설계 성과품에 대한 scope 포함 여부는 licensing계약 단계에서 확정되며 UOP처럼 정형화된 schedule A BDP가 있지만 대부분은 licensor와 licensee간의 계약에 따라 detail deliverables가 결정된다.​​아울러 성과품에 따라 responsible discipline이 다를 수 있고 비슷한 document로서 issue될 수도 있다. 따라서 아래 사항은 참조용으로 이해하되 process 특징에 따라 추가적인 document가 꼭 필요할 경우 licensing과정에서 논의되어야 한다.​​​ BFD..

공정설계 2024.12.20

FEED (Front End Engineering and Design) Verification

​FEED 검증에 대해 아래와 같이 간략히 정의할 수 있다. FEED (Front End Engineering and Design) Verification is a technical evaluation work process to validate the technical baseline of the detailed design and engineering or the basis of EPC bidding. The FEED Verification is a systematic approach for reviewing a FEED Package developed by others to be verified the required accuracy, level of completeness, minimizes en..

공정설계 2024.12.20

정유-석유화학 통합 콤플렉스: COTC (Crude Oil To Chemical)

기존 정유 공장의 경우 원유를 상압 분리하여 나온 제품 중 상당부분이 연료로 사용되고 일부인 납사를 이용하여 석유화학 기초 원료인 에틸렌 등 올레핀을 생산하였지만, 원유를 곧바로 석유화학 기초 원료로 전환하는 공정이 상용화되고 있으며 납사의 수율이 기존보다 훨씬 높아 정유의 획기적인 변화라고 할 수 있다. Fuel로 시장에 팔 경우 톤당 550불인데 이를 conversion하여 petrochemical로 팔 경우 톤당 1400불을 받을 수 있다면 매력적인 사업이 아닐까?​​Crude oil은 정제라는 과정을 통해 boiling point (상대휘발도 차이)에 따라 여러 석유화학 제품으로 분리를 하여 대부분 fuel로 사용하거나 heavy 성분들은 또다시 upgrading을 하여 부가가치를 높이며 특히 C..

공정설계 2024.12.20

Heat of vaporization 이해

​​증발잠열은 증발엔탈피 혹은 증발열이라고 하며 화학공학에서 매우 중요하며 특히 열교환기 design에 crtical한 영향을 준다. 이에 따라 열교환기 sizing에 큰 차이를 줄 수 있어서 정확한 estimation이 필요하여 이를 위해 simulation을 이용하여 예측해볼 수 있다.​​증발잠열은 액체가 상변화를 하여 기상으로 변할 때 요구되는 열량으로서 순수 물질일 경우 온도변화없이 liquid에서 two phase를 지나 vapor phase로 변하게 되며 mixture일 경우 boiling range범위내에서 온도가 형성이 된다.​​증발잠열은 또한 상변화 없이 온도변화가 나타나는 현열의 변화가 아닌 온도변화없이 즉 동일한 온도에서 상변화가 진행됨에 따라 이 과정에서 숨겨진 열량이라는 의미로 잠..

공정설계 2024.12.19

N2 generation & storage

​​vacuum-insulated double wall tank는 2개의 vessel로 구성되며 내부 tank는 SS이고 외부 jacket tank는 CS이며 방식 primer와 top coating되어 있으며 두 탱크 사이에는 진공이며 perlite로 채워져 있다.​​inner vessel의 MAWP는 18~36barg이며 설계온도는 -196~20도이고, space를 감안하여 vertical로 설치된다. 운전압력은 MAWP의 90%까지 가능하며 pressure building coil과 regulator에 의해 일정하게 유지된다.​  아울러 small vaporizer일 경우 tank mounted clip-on air heated type을 설치하고, 1,000Nm3/h보다 클 경우 별도로 설치된다...

공정설계 2024.12.19