기계공학 취준일기 #10 (DELAYED COKING UNIT (DCU), 중질유 열분해 시설)

출처 https://blog.naver.com/sayrdk/40192869210

 

일반적인 REFINERY PROCESS이다. 처음 시작보다 많은 부분이 커버되었다.

 

이번엔 DELATED COKER (일부 개시물에서 이 역시 고도화공정이라고 설명해 놨는데 어떤게 맞는지 모르겠다. 회사마다

 

기준이 다른거 같다) 에 대해 알아보자. 국내 자료가 없고, 대부분 해외 사이트 번역하여 내 이해도를 바탕으로 작성한

 

것이니 틀린 부분이 있을 수 있다.

 

위 도식표에서 확인할 수 있다 싶이 VDU 잔사유를 받아서 열분해 하는 공정이다 이후 PETCOKE외의 PRODUCT가

 

수첨탈황 혹은 수첨분해공정으로 가는걸 볼 수 있는데 그 이유는 열 분해 이기때문에 불포화탄화수소 생성과

 

황, 질소 등 유기화합물이 생성되기 때문에 이를 제거할 수 있는 시설로 가는 것이다.

 

아래부턴 출처 http://www.industrialseparation.com/20130625_delayed-coker-process.html이다.

 

(Coking is an old process but one that is becoming more important as the quality of the world’s crude supply deteriorates.)

열분해 (COKING)은 오래된 공정이지만, 공급되는 원유의 질이 나빠짐에 따라 중요도가 점차 높아지고 있다. 

 

(As the sulfur, metals, and conradson carbon contents of crudes increase, coking the bottom of the barrel is looking better to many refiners.)

원유속에 황, 금속, 콘래드슨 탄소 함유량이 높아질수록, 정재사들에게 COKING 공정으로 PRODUCT를 생산하는게 

수익창출 측면에 더 좋아보인다. (중질유라 칭하겠다)

 

(The greater part of the barrel of resid produced from a crude unit can be converted to gasoline, distillate, and gas oil in a coker.)

중질유는 COKING공정을 통해 가솔린, 증류액, 가스오일을 생산할 수 있다는 장점이 있다.

 

(Thus, in the current economic environment, the coker is frequently the most important unit in the refinery.)

그러므로, 현재 상황을 고려했을때, 정재사들에게 COKER의 중요성이 높아질 수 밖에 없다.

 

(By far the largest amount of coking capacity is represented by the delayed coking process.)

DCP(DCU)가 COKING 용량을 표시하는 수단이다.

 

(While delayed coking is simple enough, the cyclic nature of the process gives ample scope to the talents of the troubleshooter.)

열분해 공정은 간단하지만, 현재 상황에서는 해결사가 될 것이다.

 

출처 http://www.industrialseparation.com/20130625_delayed-coker-process.html

(Figure above illustrates a simplified flow diagram of a delayed coker.)

열분해공정을 간단하게 도식화한 것을 보자

 

(Hot resid feed flows to the bottom of the combination tower.)

고온의 중질유는 COMBINATION TOWER아래에 모이게 된다.

 

(The combination tower bottom section acts as surge drum from which the coking heater is charged.)

COMBINATION타워 하부는 COKING HEATER에 공급하기 하기 위한 SURGE DRUM역할을 수행한다.

 

(The heater raises the resid temperature to 900°F.)

잔사유는 히터에서 약 480~500도로 데펴진다.

 

(The resid then flows into the bottom of one of a pair of coke drums, where it thermally cracks to gas, gasoline, gas oil, and solid coke.)

잔사유는 한쌍의 COKE DRUM으로 들어가는데, 여기서 열분해 하여 가스, 가솔린, 가스오일, 고체 코크스를 생산한다. 

 

(The coke gradually fills the drum-usually over a period of 24 hours—while the lighter products pass on as a vapor to the combination tower.)

가벼운 PRODUCT는 기체로써 COMBINATION TOWER로 흘러가게 되고, COKE는 약 24시간이면 한기의 COKE DRUMS을 체우게 된다.

 

(Since the coking reaction is endothermic, the vapors leaving the top of the coke drum are roughly 110°F colder than the heater outlet temperature.)

COKIN과정은 흡열이므로, 기체는 약 37도의 온도로써 DRUM을 나가는데, 이는 히터 외기온도보다 낮다.

 

(In the combination tower, the coke drum vapors are condensed and fractionated into four products: gas, wild gasoline, furnace oil, and heavy gas oil.)

COMBINATION TOWER에서는 COKE DRUM에서 나온 기체가 응축되고, 분별증류되어 가스, WILD GASOLIN, FURNACE OIL, HEAVY GAS OIL로 총 4가지 PRODUCT로 분류된다. 

출처 https://www.pall.com/en/oil-gas/refining/delayed-coking.html

 

추가로 COKE DRUM이 두기인 이유는 한기에 COKE가 가득차게 되면 이를 비우기 위한 시간이 필요하다. 

 

그래서 다른 한기가 사용불가능일때 다른 한기를 사용한다.

 

이제부터는 https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=etty0915&logNo=130002920257&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F여기서 참고한 내용이다.

 

COKER안에서 미리 데워진 FEED와 RECYCLE STREAM과 섞여 COKER HEATER안으로 투입되고, 

 

이곳에서 STEAM을 이용하여 최소속도와 잔류시간을 유지하여 COKE 형성을 억제한다.

 

증기-액상 혼합물이 COKE DRUM에서 COKE 및 경질 탄화수소증기로 전환되고, COKE는 압력에 의해 제거된다.

 

위공정 과정간 생성된 COKE는 거의 순수한 탄화수소이므로 석탄처럼 연료로 사용하거나,

 

탄소전극을 만드는데 사용된다.

 

 

 

 

 

 

 

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/coking-drum