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Column Pinch Analysis

Column Pinch Analysis. 순서. 최소 열역학적인 상태 Column Grand Composition Curve CGCC 작성을 위해 필요한 Data CGCC 해석 방법 적용 사례 DA406/DA407(Propylene Spiliter) 결론. 최소 열역학적 상태 (1). 최소 열역학적 상태( minimum thermodynamic condition) 열역학적인 손실 없이 가역적으로 column 이 운전되는 상태이다. 최소 열역학적 상태 (2).

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Presentation Transcript

  1. Column Pinch Analysis

  2. 순서 • 최소 열역학적인 상태 • Column Grand Composition Curve • CGCC 작성을 위해 필요한 Data • CGCC 해석 방법 • 적용 사례 • DA406/DA407(Propylene Spiliter) • 결론

  3. 최소 열역학적 상태 (1) • 최소 열역학적 상태(minimum thermodynamic condition) • 열역학적인 손실 없이 가역적으로 column이 운전되는 상태이다.

  4. 최소 열역학적 상태 (2) 그림 1. Binary column에 대한 최소 열역학적 상태

  5. Column Grand Composite Curve – (1) 그림 2. Column Grand Composition Curve를 구하는 순서

  6. Grand Composition Curve (2)Minimum Liquid & Vapor Flow 그림 3. 평형선과 조작선의 일치

  7. Column Grand Composite Curve (3) • 최소 열역학적 상태 가정 • 평형선과 조작선이 일치(minimum flowrate) • Minimum Enthalpy

  8. Column Grand Composite Curve (4) 그림 4. Constructing the CGCC from stagewise enthalpy deficits

  9. CGCC 적용 방법 • Feed location 최적화 • CGCC를 이용하기 전에 선행되어야 한다. • Reflux modification • Feed conditioning • Side condensing/Reboiling

  10. CGCC 작성을 위해 필요한 Data • Liquid 및 vapor의 평형조성과 유량 • Rigorous Simulator가 필요 • Aspen plus를 이용 가능 • 원료의 유량과 성분 • PFD로부터의 Design Data • 설계된 column의 적합성을 판단 및 개선 • 운전 Data • 운전 조건의 적합성을 판단 및 개선

  11. CGCC 해석 방법 (1) 그림 5. Column modification target using CGCC

  12. CGCC 해석 방법 (2)원료단 최적화 • CGCC를 이용하여 Column을 분석하기 전에 선행되어야 함. • 원료단의 최적화가 이미 되었다고 가정 • 원료 주입단이 여러 개인 Column에 대해서는 Aspen plus를 이용하여 원료단의 최적 여부를 판단할 수 있다.

  13. CGCC 해석 방법 (3)Reflux Modification • 설계의 측면 • Stage의 추가 • 존재하는 단의 효율 증가

  14. CGCC 해석 방법 (4)Feed Conditioning • 원료단에서 enthalpy의 급격한 변화 • Feed preheating • Pinch point 위쪽에서의 enthalpy의 급격한 변화 • Feed precooling • Pinch point 아래에서의 enthalpy의 급격한 변화

  15. CGCC 해석 방법 (5)Side condensing/Reboiling • Side Reboiling • 고급 열원 → 저급 열원 • Side Condensing • 고급 냉원 → 저급 냉원

  16. 적용 사례 (1)Column의 CGCC

  17. 적용 사례 (2)Side Reboiler Capacity 증가

  18. 적용사례 (3)Column Column2 Column1 Before Q = 5.4 After Q = 13.3 Before Q = 26.8 After Q = 26.8 QW QW LPS Before Q = 7.9 After Q = 0 Q = 7.9

  19. 결론 (1)Pinch와 Column Pinch의 비교 • Pinch → 단위 공장 대상 • Pinch 분석으로부터 Item 선정 • Energy Saving 효과가 크다. • Aspen plus, B-Jac, Aspen Pinch etc.. • Column Pinch → Distillation Column • Item이 선정되어 있음 • 투자비가 적다. • Column Targeting

  20. 결론 (2)Pinch와 Column Pinch의 적용의 문제점 • 공정 운전 데이터의 부족 • 계기의 부족 및 계기의 부정확 → 모사 • Data Reconciliation 기법 활용 • RTDB가 필요함 • Process Control • Column Pinch 기법 효율 극대화 • 공정 hunting 최소화 • Control Scheme 재분석 및 개선 • PID tuning parameters 재설정

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