Glycol Ether 제조공장 운영 방법 개선을 통한 스팀 절감 방안 - 순환 Butanol 치환을 통한 Butyl Ether 제거 및 폐열회수 열교환기 설치 -

Butanol;Butyl Ether;불순물;제거방법;620.004

공학전문대학원 응용공학과 ;

University:서울대학교 대학원

关键词: Butanol;    Butyl Ether;    불순물;    제거방법;    620.004;   

Others  :  http://s-space.snu.ac.kr/bitstream/10371/141638/1/000000149459.pdf

美国|英语

来源: Seoul National University Open Repository

【 摘 要 】

Glycol Ether 제조공장에서는 Ethylene Oxide와 Butanol을 반응시켜 Butyl Glycol Ether, Butyl Diglycol Ether, Butyl Triglycol Ether등의 Glycol Ether를 생산하고 있다. 본 공장은 2012년부터 상업 생산을 시작하였으며, 기존의 공장대비 신규 공장으로 기존 운영방법을 개선하여 새로운 운영방법 적용해 볼 여지가 많으며, 또한 이를 통해 제조원가 절감을 기대해 볼 수 있다.본 연구보고서에서는 Glycol Ether 제조공정의 Butanol에 불순물이 농축되고 있는 사항에 대해 원인 파악 및 현재 상황 분석을 통한 추후 예측을 실시하였으며, 이를 해소하기 위해 추가 설비 투자 없이도 운영방법만을 개선하여 원가절감(스팀)을 할 수 있는 방안에 대해 검토하였다. 또한 연구 과정에서 사용한 공장 시뮬레이션을 통해 폐열 회수처 검토를 통한 스팀 절감 방법을 검토하였다.본 공정에서 주 제품의 생산량을 높이고 Ethylene oxide의 전환율을 높이기 위해, 원료로 사용되는 Butanol은 반응 소모량 대비 과량 투입되고 있다. 반응에 소모되고 남은 Butanol은 Alcohol Column에서 주 제품과 증류 분리하여 원료 투입배관으로 순환되어 재사용되고 있다. 본 공정에서 사용하고 있는 외부 구매 Butanol에는 Butyl-Ether 성분이 미량 포함되어 있으며, 이 물질은 Butanol과 끓는점이 비슷하여 Alcohol Column에서 Butanol과 함께 증류 분리되어 원료투입 라인으로 재순환되면서 공정에 농축되고 있다. 농축된 불순물은 공정내에서 지속적으로 순환하면서 반응부에서의 Preheating 및 Alcohol Column에서의 스팀 낭비를 일으키고 있다.본 연구보고서에서는 공정내 농축된 Butyl-Ether를 제거하는 방법에 대해 검토 하였으며, 그에 따른 스팀 사용 절감량을 확인하였다. 별도 불순물 제거 설비 설치 없이 운영방법만을 개선하여 Butyl-Ether를 제거 할 수 있는 치환 방법을 고안하였으며, 연속 3년간 원부재료 단가를 적용하여 치환 방법 적용시 경제성을 검토하였다. 공정 시뮬레이션 프로그램을 통해 시뮬레이션 하였으며, 이를 통해 Butyl-ether 제거 전후 Preheater 및 Alcohol Column의 스팀 사용량 증감을 확인하였다. 추가로 공정 시뮬레이션을 통해 Butanol recycle시 냉각수로 제거되는 폐열을 회수하여 원료 예열에 사용함으로써 Preheating에 소요되는 스팀 사용량을 절감할 수 있는 방법도 고안하였다. 이러한 방법들을 통해 Glycol ether공장 제조원가 절감을 기대할 수 있다.