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우리 일상 생활과 산업에서 일반적으로 사용하는 모든 에너지와 생활 용품, 자동차, 전자기기 등에는 대부분 석유화학 제품들을 포함하고 있는데요. 우리의 삶과 뗄레야 없는 석유화학 제품들을 만들기 위해서는 가장 먼저 원유를 종류별로 분리하는 과정을 거쳐야 하는데요. 바로 원유를 분리하는 사용하는 것이 바로증류탑입니다


증류탑 내부구조에 따라 에너지 사용량을 절감해 효율을 높일 있는데요. 중에서도 분리벽형 증류탑(DWC) 기존 증류탑보다 높은 에너지 효율로 차세대 증류기술로 각광받고 있습니다. 에너지 효율을 높여 비용을 절감하게 해주는 분리벽형 증류탑이란 어떤 것인지 알아보도록 하겠습니다



#증류(distillation)?

▲출처: learnaboutair.com


증류란 서로 다른 끓는점을 가진 액체 혼합물을 분리하는 것입니다. 원유를 증류탑에 넣고 열을 가해 끓이면 끓는점에 따라 성분들을 분리할 있는데요. 증류과정을 거치면 LPG, 휘발유, 나프타, 등유, 경유, 중유로 분리가 되기 때문에 증류는 석유화학 산업에서 가장 중요한 공정이라고 있습니다.



#증류공정의 종류

1 연속 2 증류탑 

 출처: www.cheric.org


일반적으로 원유로부터 제품을 분리하기 위해 ‘연속 2 증류탑’ 구조를 사용하고 있는데요이는 1탑에서 가장 저비점 성분을 분리하고2탑에서 중비점 성분과 고비점 성분을 분리하는 2 방식입니다. 


 공정은 제품 생산물의 조성은 쉽게 제어할  있다는 장점이 있지만첫번째 증류탑 내에서 중간비점 물질의 재혼합 과정이 일어나 열역학적 효율을 떨어뜨려 에너지를 불필요하게 소비하게 한다는 단점이 있습니다


페트류크 증류탑

▲출처: researchgate.net


페트류크(Petlyuk) 증류탑은 연속 2 증류탑의 문제를 개선한 증류구조인데요. 예비분리기와 주분리기를 열적으로 통합된 구조로 배열해 저비점 물질과 고비점 물질을 1 예비 분리기에서 분리한 다음 주분리기에서 물질을 분리하는 방식입니다.

구조는 공급단으로 유입된 혼합물을 미리 분리해주기 때문에 기존 연속 증류탑 구조의 재혼합과정이 사라지면서 재혼합된 혼합물을 분리하는데 소비되는 에너지를 감소시켜 에너지 효율을 높일 있습니다. 하지만 공정설계와 운전이 용이하지 않고, 압력 균형을 맞추기 어렵다는 문제점이 있습니다


3 분리벽형 증류탑

▲출처: chemicalprocessing.com


분리벽형 증류탑(DWC: dividing wall column) 페트류크 증류탑과 열역학적 관점에서 비슷하지만, 내에 분리벽을 설치해 예비분류기를 주분리기 내부에 통합시킨 구조를 지니고 있습니다. 이는 예비분류기와 주분리기 간의 압력 균형을 맞추고 운전을 용이하게 뿐만 아니라 2기의 증류탑이 하나로 통합되어 비용을 줄일 있다는 장점을 지니고 있습니다.  



#분리벽형 증류탑과 에너지 효율

DWC 기술이 적용된 울산공장 VA 회수 증류탑(출처: 한화솔루션)


분리벽형 증류탑은 기존의 연속 증류 공정보다 구조적인 차이로 에너지 사용량을 통상적으로 20~40% 줄일 있고, 기존 설비의 40~50% 정도를 구조로 대체할 있기 때문에 차세대 증류공정으로 주목받고 있습니다. 


분리벽형 증류탑은 1980년대 중반부터 상용화 연구가 본격적으로 진행되어 선진국에서 집중 개발하고 있는데요. 한화솔루션 울산공장과 여수공장은 각각 VA 회수 설비와 TDA 분리 설비에 분리벽형 증류탑을 적용해 각각 5.8억과 4억원의 에너지 비용을 절감하고 있습니다. 


앞으로도 한화솔루션은 에너지 절감을 통해 온실가스를 감축하고 지구 환경 보호에 앞장 서도록 하겠습니다.



 

* 이 콘텐츠의 모든 저작권은 한화솔루션(주)에 있습니다.


Posted by 한화솔루션/케미칼

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