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한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.12 no.5, 2011년, pp.2445 - 2450
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Design of reformate fractionation process using a fully thermally coupled distillation is conducted with commercial design software Aspen HYSYS. Detailed procedure of the design is explained, and the performance of the process is compared with that of a conventional system. The design outcome indica...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 열복합 증류방식은 어떤 특징을 가지고 있는가? | 다성분 평형증류 곡선에 맞는 증류 방식의 열복합 증류탑을 Reformate 분리 공정에 활용하여 C5~C7 반제품, Xylene 제품, C9+ 방향족 제품으로 각각 분리하는 증류 공정에 활용하고자 한다 (그림 1). 열복합 증류방식은 탑 효율이 높기 때문에 열복합형 증류탑을 이용 하여 분리조작을 하면 에너지 사용량을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 증류탑의 재비기와 냉각기로 사용하는 열교환기의 용량을 줄일 수 있어 열교환기의 설비투자비도 절감할 수 있다[5-7]. 본 연구에서는 석유화학 공정에서 방향족제품을 생산하는 Reformate 분리 공정을 평형증류 곡선법을 이용한 구조적 설계 방법으로 열복합 증류탑을 설계한다. | |
| 나프타 개질 공정에서 각각의 증류탑에서는 무엇이 분리되는가? | 나프타 개질 공정에서 나오는 Reformate 유분에서 방향족 유분을 분리하는 방법은 이성분 증류탑과 유사 하게 한 개의 탑에서 한가지 성분씩 분리하는 방법을 사용하고 있다. 첫 번째 증류탑에서 가장 저비점인 탄소수가 5개에서 7개 사이인 C5∼C7 반제품을 분리하고 두 번째 증류탑의 상부와 하부에서 각각 xylene 제품과 탄소수가 9개 이상인 C9+ 방향족 제품을 분리하는 2탑방식이다. 이 방식은 현재의 석유화학 공정에서 사용하고 있는 일반적인 분리방법으로서 두 개의 재비기와 2개의 냉각기를 사용하기 때문에 에너지 소모가 많다. | |
| 일반 증류탑의 에너지 소비가 많은 궁극적인 이유는 무엇인가? | Feed 유분과 Feed 단수에서의 유분이 혼합이 되면, Column Feed 조성과 Feed 단의 조성의 차이가 생겨 열역학적으로 분리 효율이 감소되는 Mixing 현상과 Feed 조성 중 중간 비점의 성분이 Feed 단 아래에서는 성분이 증가하나 탑의 더 아래로 이동할 경우 다시 감소되어 재혼합되는 현상은 열역학적으로 분리 효율을 감소시키는 요인으로 작용한다. 궁극적으로 일반 증류탑 의 에너지 소비가 많은 이유는 증류탑의 조성분포가 평형 증류 곡선과 차이가 많이 나기 때문이다[3,4]. |
R. Smith, "Chemical process design," pp. 129, McGraw-Hill Book Co., N. Y., 1995.
W.D. Seider, J. D. Seader and D.R. Lewin, "Process design principle," pp. 141, John Wiley & Sons, Inc., N. Y., 1999.
Y. H. Kim, "Structural design of extended fully thermally coupled distillation columns," Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 40, pp. 2460-2466, 2001.
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E.A. Wolff, S. Skogestad, Operation of integrated three-product(Petlyuk) distillaion columns. Ind. Eng. Chem. Res. 34(1995) 2094-2103
S. Midori, A. Nakahashi, Industrial application of continuous distillation columns with vertical partition, in: Proceedings of the Fifth International Symposium on Separation Technology between Korea and Japan, Vol. 5, 1999, pp. 221-224
F. Lestak, D. Egenes, H. Yoda, C. Hamnett, kellogg divided wall column technology for ternary separation, in: Proceedings of the Fifth International Symposium on Separation Technology between Korea and Japan, Vol. 5, 1999, pp. 233-236
Hyprotech(2002). User Guide. Calgary. Canada: Hyprotech Ltd.
McCabe, W.L. and Smith, J.C., "Unit Operations of Chemical Engineering", 3rd ed., McGraw-Hill Book Co., New York, 568 (1976)
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