column pinch analysis
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Column Pinch AnalysisColumn Pinch Analysis
순서순서
최소 열역학적인 상태Column Grand Composition CurveCGCC 작성을 위해 필요한 DataCGCC 해석 방법적용 사례 DA406/DA407(Propylene Spiliter)
결론
최소 열역학적 상태 최소 열역학적 상태 (1)(1)
최소 열역학적 상태 (minimum thermodynamic condition) 열역학적인 손실 없이 가역적으로 column 이
운전되는 상태이다 .
최소 열역학적 상태 최소 열역학적 상태 (2)(2)
그림 1. Binary column 에 대한 최소 열역학적 상태
그림 2. Column Grand Composition Curve 를 구하는 순서
Column Grand Composite Curve – Column Grand Composite Curve – (1)(1)
(a)ConvergedSimulation
T
H
Reboiler
Condenser
Column Grand Composite Curve
(b)
SideReboiler
SideCondenser
(c)Ideal
Column
그림 3. 평형선과 조작선의 일치
Grand Composition Curve (2)Grand Composition Curve (2)Minimum Liquid & Vapor FlowMinimum Liquid & Vapor Flow
Column Grand Composite Curve (3)Column Grand Composite Curve (3)
최소 열역학적 상태 가정평형선과 조작선이 일치 (minimum flowrate)
Minimum Enthalpy
)HH(HHH
)L/L(HH
)G/G(HH
feedDGLdef
*min
*LL
*min
*GG
minmin
min
min
HH*Hmin
*Hmin
LL*Lmin
*Lmin
FDXLYG
FDXLYG
그림 4. Constructing the CGCC from stagewise enthalpy deficits
Column Grand Composite Curve (4)Column Grand Composite Curve (4)
CGCC CGCC 적용 방법적용 방법
Feed location 최적화 CGCC 를 이용하기 전에 선행되어야 한다 .Reflux modificationFeed conditioningSide condensing/Reboiling
CGCC CGCC 작성을 위해 필요한 작성을 위해 필요한 DataData
Liquid 및 vapor 의 평형조성과 유량 Rigorous Simulator 가 필요
Aspen plus 를 이용 가능
원료의 유량과 성분 PFD 로부터의 Design Data
설계된 column 의 적합성을 판단 및 개선 운전 Data
운전 조건의 적합성을 판단 및 개선
CGCC CGCC 해석 방법 해석 방법 (1)(1)
그림 5. Column modification target using CGCC
Order
ofModifications
RefluxModification
FeedConditioning
SideCondensing/Reboiling
H
TReboiler
Condenser
Scope forReflux
Feed Preheat
H
TempReboiler
Condenser
ReboilerSide
Temp
H
Reboiler
Condenser
Stage
H
Reboiler
Condenser
Scope for
No.
Feed Preheat
H
Reboiler
Condenser
Temp
SideCond.
a
b
c
Feed Stage Optimisation
CGCC CGCC 해석 방법 해석 방법 (2)(2)원료단 최적화원료단 최적화
CGCC 를 이용하여 Column 을 분석하기 전에 선행되어야 함 . 원료단의 최적화가 이미 되었다고 가정 원료 주입단이 여러 개인 Column 에 대해서는
Aspen plus 를 이용하여 원료단의 최적 여부를 판단할 수 있다 .
CGCC CGCC 해석 방법 해석 방법 (3)(3)Reflux ModificationReflux Modification
설계의 측면 Stage 의 추가 존재하는 단의 효율 증가
CGCC CGCC 해석 방법 해석 방법 (4)(4)Feed ConditioningFeed Conditioning
원료단에서 enthalpy 의 급격한 변화 Feed preheating
Pinch point 위쪽에서의 enthalpy 의 급격한 변화 Feed precooling
Pinch point 아래에서의 enthalpy 의 급격한 변화
CGCC CGCC 해석 방법 해석 방법 (5)(5)Side condensing/ReboilingSide condensing/Reboiling
Side Reboiling 고급 열원 → 저급 열원Side Condensing 고급 냉원 → 저급 냉원
적용 사례 적용 사례 (1)(1)ColumnColumn 의 의 CGCCCGCC
적용 사례 적용 사례 (2)(2)Side Reboiler Capacity Side Reboiler Capacity 증가증가
적용사례 적용사례 (3)(3)ColumnColumn
Co
lum
n2
Co
lum
n1
QW LPSQW
Before Q = 26.8
After Q = 26.8
Before Q = 7.9
After Q = 0
Before Q = 5.4
After Q = 13.3
Q = 7.9
결론 결론 (1)(1)PinchPinch 와 와 Column PinchColumn Pinch 의 비교의 비교
Pinch → 단위 공장 대상 Pinch 분석으로부터 Item 선정 Energy Saving 효과가 크다 . Aspen plus, B-Jac, Aspen Pinch etc..
Column Pinch → Distillation Column Item 이 선정되어 있음 투자비가 적다 . Column Targeting
결론 결론 (2)(2)PinchPinch 와 와 Column PinchColumn Pinch 의 적용의 문제점의 적용의 문제점
공정 운전 데이터의 부족 계기의 부족 및 계기의 부정확 → 모사 Data Reconciliation 기법 활용
RTDB 가 필요함 Process Control
Column Pinch 기법 효율 극대화 공정 hunting 최소화
Control Scheme 재분석 및 개선 PID tuning parameters 재설정
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