에틸렌 생산 시(핫 프로세스) 여과에 나타나는 어려운 문제

에틸렌 생산(고온부)

화학 공장에서는 원하는 반응이나 분리를 위해 여과에 다양하게 의존합니다. 공급원료 정제, 화학물질로부터 에멀션 제거, 공정액 재사용을 위한 여과, 최종 제품 정제 등 많은 응용 분야에서 효율적 여과 시스템이 필요합니다. 화학 공장에서는 여러 운영상의 문제 및 유체 품질 문제와 그에 따른 손실을 초래할 수 있는 오염 물질을 다양한 공정과 제품 흐름으로부터 효율적이고 안정적으로 여과하기 원합니다.

고온부에서는 기체 공급원료(에테인(ethane), 프로페인(propane), 혼합물(blends)) 또는 액체 공급원료(나프타 (naphtha), 경유 (gas oil))를 고온 용광로 (furnace)(약 800°C) 안에서 열분해합니다. 용광로에 희석 증기를 도입하여 탄화수소의 분압을 낮춤으로써 코크스 형성을 줄이고 에틸렌 생산을 증가시킵니다. 탄화수소는 복사부(radiant section)의 강한 열(intense heat)로 인해 수많은 화학적 변형 반응(chemical transformation reactions)을 거치게 됩니다. 이러한 고온가스 (hot gas)가 복사부(radiant section)에서 배출된 후 열교환기(exchangers)에서 신속히 냉각되어(cooled) 배출된 가스의 반응성을 줄이고 급랭을(quenched) 통해 코크(coke), 고형의 이물질(solids), 열분해가솔린(pygas)을 분리합니다. 그 후 압축되고(compressed) 세척(washed)되어 산성 기체(acid gases)(CO2와 H2S)를 제거합니다. 정제(저온)부(purification(cold) section)에서는 기체를 건조되고 콜드 박스(cold boxes)를 통해 냉각해 다양한 제품(various products)(메테인/수소(methane/hydrogen), 에틸렌(ethylene), 프로필렌(prophylene), 뷰타다이엔(butadiene))을 분별법(증류)에 의해 분리합니다.

코어레서 기술은 다음과 같이 에틸렌 생산 공정의 문제점을 해결합니다.

고효율 코어레서를 사용하면 급랭수 내 열분해가솔린(free pygas) 함량(level)이 <20ppm 수준으로 보장됨 코어레서 수명이 약 1년으로 연장됨
공급원료(feedstock)에서 부식 부산물을 효과적으로 제거하고, 필요한 경우 용광로(furnaces)에 공급되는 액체 공급원료의 나트륨 <0.2ppm
표면처리된 SepraSol^®Plus 코어레서를 이용하여 연료/열분해된(fuel/cracked) 가스(gas)로부터 오염입자들과 탄화수소(hydrocarbon)을 상당량 제거함으로써 버너(burner) 효율 향상
공정상의 문제(upset process conditions)에 직면할 위험을 줄이면서 공정 운영 시간 연장(longer process run times)

생산 과제/Pall 솔루션

문제점	솔루션
타르와 같은 고형물과 열분해가솔린 및 물로 된 안정된 에멀션을 분리하여 희석 증기 시스템(DSS)에 사용되는 급랭 용수 품질을 개선합니다.	적절한 사전 필터 및 공정 개선책을 사용하여 급랭 용수 용도의 액체/액체 코어레서를 보호합니다. 이를 통해 사전 필터의 긴 수명을 보장하고 코어레서 성능을 극대화할 수 있습니다.
코크 형성을 최소화하기 위해 용광로로 들어가는 피드 가스 또는 액체의 오염물을 제거해야 합니다.	고효율 미립자 필터를 사용하여 가스와 액체 피드에서 고형물을 제거합니다. 일부 경우에는 독점 액체/액체 코어레서를 사용하여 액체 피드에 함유된 나트륨을 제거합니다.
용광로 효율성을 개선하기 위해 버너 팁을 탄소 침전물로부터 보호해야 합니다.	표면 처리 액체 가스 코어레서 엘리먼트를 사용하여 버너에 들어가는 연료 가스에서 나오는 녹유와 같은 탄화수소를 제거합니다.

에틸렌 생산 공정 흐름 - 고온부

에틸렌 정제를 위한 주요 용도/필터 권장 사항(기타 용도는 표시되지 않음)

Application	Pall 제품	장점	고객의 이점
급랭 용수에서 열분해가솔린을 제거하여 희석 증기를 만듭니다.	가스 크래커의 경우 사전 필터의 조합에는 일반적으로 DFT Classic® + MCC1401E @10μm + PhaseSepⓇ L/L 코어레서가 포함됩니다. 액체 크래커의 경우 일반적으로 1개의 사전 필터 @ 10μm로 코어레서를 보호합니다.	타르와 같은 고형물을 제거하고 열분해가솔린/급랭 용수의 안정적인 에멀션을 분산시키고 급랭 용수 내 자유 열분해가솔린을 <20ppm 수준으로 줄입니다.	이와 같은 조합을 통해 더 긴 사전 필터 수명과 코어레서 수명인 1년을 보장하여, 스트리퍼의 증기 사용량 대비 후단 유지관리 비용(교환기 및 증기 발생기)을 절감하는 효과를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 수처리 비용이 줄어듭니다.
수소화 전에 열분해가솔린에서 수분을 제거합니다.	MCC1401E 또는 Coreless PPS @ 10μm + PhaseSepⓇ L/L 코어레서와 같은 사전 필터입니다.	수분/열분해가솔린의 에멀션을 분산하고 제품 열분해가솔린에 함유된 최소 수분을 보장합니다.	위 #1에 비해 분리가 더 용이합니다. 고객은 수소화 반응기로 보낸 열분해가솔린이 사양에 맞음을 확인할 수 있습니다.
용광로에 주입되는 가스 또는 액체 피드에서 고형물/수용성 액체를 제거합니다.	가스 피드용 필터는 일반적으로 Coreless PPS @ 0.3μm입니다. 액체 피드의 경우 Ultipleat® High Flow GF 또는 MCC 1401E @ 10-20μm을 사전 필터로 사용하고 필요한 경우 PhaseSep L/L 코어레서를 사용합니다.	고효율 필터로 공급 원료에서 고체 황화철/산화철을 제거하고 플루오르화 탄소 코어레서로 액체 피드의 수분에서 나트륨을 제거합니다.	Pall은 용광로 피드의 고체 및 액체 오염물질을 제거하는 분야에서 폭넓은 경험을 보유하고 있습니다. 효율적인 용광로는 높은 처리량 기준 코우킹 제거 사이클을 더 적게 사용합니다.
용광로 버너 팁을 보호합니다.	연료 가스 라인의 SepraSol 또는 SepraSol Plus L/G 코어레서입니다. Medallion™ HP L/G 코어레서는 또 다른 옵션입니다.	버너 팁의 오염을 완화합니다. 프리미엄 표면 처리 또는 도금 Tier 2 L/G 코어레서는 버너에 공급되는 연료 가스의 고형물과 녹유를 효과적으로 제거합니다.	고객은 용광로 효율성의 현저한 개선과 유지관리 비용 절감으로부터 혜택을 얻습니다.
(위치는 흐름표와 연결)