고도화 정제공정고도화 정제공정

2009. 2.

영남권 중방센터

목 차• 고도화 정제공정도와 설비능력• 수첨분해공정의 사고사례 및

위험요인• 유동층촉매분해공정의 사고사례 및

위험요인• 황회수공정• 열분해공정• 심사시 검토사항

정유공장의 공정도

국내 정유사의 설비능력정제능력(BPSD)

고도화 설비

비율 (%)

SK 에너지 1,115,000 162,000 14.50

GS Caltex 680,000 153,000 19.9

S-Oil 570,000 148,000 25.5

현대오일뱅크 390,000 58,000 14.9

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Naphtha

Fractionator

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Feed

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Reboiler

Lean amine

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Rich amine

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Off gas

수첨분해공정 (HCR)

수첨분해공정 (HCR)

수첨분해공정 저압분리기 파열 / 폭발화재

• 발생일시 : 1987 년 3 월 22 일 07:00• 발생장소 : 영국 Grangemouth bp• 인적피해 : 사망 1 명 , 부상 8 명• 물적피해 : 약 7,850 만 US$• 사고개요 3 월 21 일 Off-site 의 blow-down 서 화재가 발생하여 전공정의 start-up

과정에서 원료 / 가스 charge 시스템의 interlock 이 작동되었으나 오작동으로 판명되어 restart-up 과정에서 저압분리기의 파열과 함께 폭발사고

• 사고원인 - LIC 3-22 의 수동조작 (3 회 이상 ) 로 full open - LSLL(Float s/w) 를 현장에 설치되어 있지만 LIC 3-22 과 회로가

구성되지 않았음 - V-306 의 안전밸브 용량이 부족

고압분리기에서의 화재폭발사고

• 발생일시 : 1990 년• 발생장소 : H 정유• 사고개요 촉매주입작업을 완료하고 make-up comp. 를

활용하여 질소로 purge 를 개시하였으나 , 반응계내를 5.5MPa 이상으로 압력이 상승되지 않아 수소로 그 이후의 purge 및 leak test 를 진행하던 중 (9.5MPa) 에 갑자기 고압분리기 하부에서 폭발화재가 발생하였음

• 사고원인 고압분리기의 liquid out(oil) nozzle 에 분리기의 이송용 보호

가스킷 (PVC) 이 압력에 견디지 못하고 파열되면서 정전기의 방전에 착화된 것으로 추정

Air cooler 후단의 배관이 비래된 폭발사고

• 발생일시 : 1991 년 2 월 14 일• 발생장소 : H 정유• 사고개요 중질유분해공정의 air cooler 와 고압분리기

사이의 배관이 80m 비래되면서 수소 , 탄화수소가 분출과 동시에 화재폭발

• 사고원인 반응생성물 속에 있는 암모니아 설파이드

((NH4)HS) 에 의한 corrosion 과 sulfur attack에 의한 SCC 가 겹친 것으로 추정됨

- 운전조건 19.5MPa, 54’C, 수소 및 H/C Pipe : 14B, sch 160, A-106 Elbow : 14B, sch XXS, bw, 234WPB

Hydrogen attack• 발생일시 : 2005. 7. 28 18:00 경• 발생장소 : 미국 , Texas, Texas city, bp• 중질유 수소화탈황공정의 원료유 열교환기 출구

elbow(8B) 가 파열되면서 누출된 수소가스가 착화하여 폭발 (fire ball) 화재사고가 발생

• 피해상황 : 부상 1 명 , 손실 -3 천만달러• 원인 : Elbow 재질 오사용 ( 크롬 1.25%

저합금강을 사용해야 하나 탄소강사용 )

- 압력 20.7MPa, 온도 316 에서 약 3,000 시간 경과

PRU

HCN

LCO

연소가스

CO보일러

Orificechamber

CatalysticHopper

Regenerator

AirHeater

Air

FEED

Slurry

MainColumn

MainColumn

Condenser

Wet GasCompressor

PrimaryAbsorber

SpongeAbsorber

GasolineTo GDU

LPGTo LEU

Off gas

고압 receiver

RFCC공정흐름도

RFCCRFCC공정흐름도공정흐름도

Steam

촉매재생탑 /반응기

유동층촉매분해공정 (FCC)

FCC 의 CO boiler 폭발사고• 발생일시 : 2000 년 7 월 12 일 19:58

• 발생장소 : 일본 오오사까• 피해 ( 손실액 ) : 약 3,200 만엔• 사고개요 7 월 12 일 FCC 내에 있는 CO boiler 의 IDF 고장으로

긴급정지 조작하였고 , 이로 인하여 steam 부족으로 FCC 가 S/D 된 2 분 후에 CO boiler 가 파열되었으며 정유공장 전체가 가동정지 되었음 .

• 사고원인 - FCC 의 재생탑 내에서 가연성가스의 생성 - 반응기와 재생탑 사이의 slide gate 동작지연 (28 초 )

- IDF down 시에 연돌로의 by-pass slide gate 동작지연

Purge gas

BFW

Excess steam

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Hydrogen

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PSACold seperator¼øȯ°¡½º¾ÐÃà±â

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Steam drum

CO 2 º¯È¯±â

Water

수소제조공정 (Hydrogen plant)

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SteamSteam

Product

Naphtha

O/H receiver

Off gas

Seperator

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Reboiler

H-oil Reactor

Stripper

중유수첨탈황공정 (RHDS)

중유수첨탈황공정 (RHDS)반응기

197/372

고압고온분리기

탈프로판 /탈부탄탑

OWS

Sulfurcoalescer

Steam

Air

Sour acid

Clean acid

BFW Sulfur pit

Sulfur tank

OWS

¼ö ¼Ò

Blower

Clausheater

No. 2 lineheater

No. 1 Clausreactor

No. 2 Clausreactor

Tail gas

황회수공정 (SRU)

황회수공정 (SRU)

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O/H receiver

Off gas³Ã°¢±â

Fractionator

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Coke drum

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CHGO Stripper

CLGO Stripper

열분해공정 (DCU)

심사시 검토사항

심사시 검토사항

심사시 검토사항

심사시 검토사항

심사시 검토사항

심사시 검토사항

심사시 검토사항

사고로부터 배우지 말고 ,

사고로부터 배워라

감사합니다