Hydrotreating

수소 처리 공정 최적화

수소 처리를 통해 가솔린, 제트 연료, 디젤 및 가스 오일에서 불순물이 제거됩니다. 이 공정은 두 가지 섹션, 즉 고온 및 고압 반응 섹션과 저온 제품 회수 섹션으로 구성됩니다. 정유 공장의 전반적인 수익성을 높이기 위해서는 공정 전반에 걸쳐 에너지 효율, 신뢰성 및 용량을 극대화함과 동시에 비용지출을 최소화하는 것이 중요합니다.

에너지 효율

반응 섹션

정유 공장에서 가장 중요한 에너지 회수 위치 중 하나는 수소 처리기 혼합형 공급/배출(CFE) 교환기입니다. 여기서 수소 처리기 공급물은 반응기 유출물에 의해 예열됩니다. 더 작은 온도 차이 접근 방식일수록 연소 히터에서 더 적은 에너지가 필요하고 유출물의 냉각 용량이 더 적게 필요합니다.

이것은 긴 온도 프로그램과 긴밀한 온도 접근 방식에 힘입어 기존 shell-and-tube 기술 사용 시 매우 큰 열 회수 서비스가 됩니다. 에너지 회수를 극대화하기 위해 최대 8개의 Shell and tube 열교환기를 직렬로 연결하는 것은 보기 드문 일이 아닙니다.

알파라발 Compabloc 또는 Packinox 열교환기와 같은 고효율 플레이트 기술에 힘입어 최소 공간을 사용해 최대 에너지를 회수할 수 있습니다.

단일 Packinox 교환기는 기존 Shell and tube 열교환기의 일반적인 고온 측 접근 온도 범위인 50~80°C에 비해 12~30°C 범위의 고온 측 접근 온도로 설계되었습니다. 어떤 경우에는 발열 수소 처리 공정의 연소 히터는 플랜트 시동에만 필요합니다.

제품 회수 섹션

또한 저압 섹션에서 공정 효율을 최대화하는 것은 얼마나 효율적으로 에너지를 회수하느냐에 달려 있습니다. 기존 기술을 사용해 에너지 회수량을 극대화하려면 스트리퍼 공급/바닥용으로 대형 Shell and tube 열교환기를 여러 대 설치해야 합니다. 알파라발 Compabloc 열교환기는 에너지 효율을 극대화함과 동시에 필요한 열교환기 수와 필요한 면적을 최소화할 수 있는 탁월한 대안입니다.

신뢰성 향상

혼합형 공급/배출 열교환기는 공정 에너지 효율 극대화 측면에서 매우 중요한 서비스일 뿐 아니라 공정 안전 및 신뢰성 측면에서도 매우 중요합니다. 

유체의 수소 분압 및 작동 온도가 높은 경우 이 교환기는 탄소강의 고온 수소 공격(HTHA) 또는 수소 유도 균열(HIC) 발생 위험이 있는 조건에서 작동하게 됩니다. 이로 인해 금속 구조물이 붕괴될 수 있으며, 최악의 경우 폭발할 위험이 있습니다.

이 서비스에 사용되는 열교환기는 HTHA 또는 HIC 고장의 위험이 최소화되도록 신중하게 설계해야 합니다. 또한 수소가 갇히고 탄소강 기재를 부식시킬 수 있는 사각 지대나 틈새를 없애는 것이 중요합니다. 가능한 경우 항상 탄소강 부품과 프로세스 유체가 접촉하지 않게 하십시오. 환경에 대한 적절한 씰링도 필수적입니다.

알파라발은 최상의 품질과 신뢰성을 제공하는 각종 열교환기를 제공합니다.

수소 처리 공정에서 발생하는 오염 완화

혼합형 공급/배출 서비스에 사용되는 열교환기의 오염 경향은 공정 공급 품질에 크게 좌우됩니다.

예를 들어 경질 나프타를 사용하면 촉매 분해, 코우킹, 수소화 분해 또는 기타 공정에서 분해 나프타를 처리 할 때보다 오염 경향이 크게 줄어듭니다. 분해 나프타는 열교환기에서 거밍을 중합하고 생성하는 올레핀 및 다이올레핀을 포함합니다.

산소가 오염 경향을 촉진시키기 때문에 공급물의 산소 함량을 또 하나의 중요 매개 변수로 고려해야 합니다. 공정 직류 공급의 경우 일반적으로 산소 함량이 낮습니다. 그러나 탱크에서 공급되는 경우 저장 중 공급물로의 산소 유입을 최소화하기 위한 적절한 조치를 취해야 합니다.

끝으로 교환기에서 염분 형성 위험을 제한하기 위해 공급물에서 염화물 및 질소 함량을 최소화하는 것도 중요합니다.

가장 긴 작동 길이와 최소한의 유지 보수 요구 사항을 갖춘 열교환기를 제공하려면 오염 경향에 영향을 주는 조건을 잘 알고 서비스에 가장 적절한 열교환기 기술을 선택하여 적절히 설계하는 것이 중요합니다.

알파라발은 정유 공장에서 거의 모든 작동 조건을 충족할 수 있는 광범위한 고효율 열교환기를 보유하고 있습니다. 알파라발 OLMI 고압, 고온 Shell and tube 열교환기, Packinox 및 Compabloc 교환기는 광범위한 혼합형 공급/배출 열 전달 서비스를 위한 탁월한 선택입니다. 예를 들어 분해 나프타를 처리할 때 완전 개방 및 기계적 세척이 가능한 알파라발 Compabloc 열교환기는 일반적으로 사용되는 세척하기 어려운 기술의 대안이 될 수 있습니다.

수소 처리 공정을 위한 용량 증가

특히 연소 히터의 용량 또는 수소 재순환 압축기 용량이 제한적인 경우 용량을 증가시키려면 큰 비용이 들 수 있습니다. 고효율 알파라발 Compabloc 및 Packinox 용접형 용접형 용접형 판형 열교환기는 최소한의 혼합 압력 강하로 반응기 유출물에서 에너지를 최대한 회수함으로써 연소 히터 및 수소 재순환 압축기의 부담을 덜어줍니다. 기존 연소 히터 및 압축기를 변경하지 않고도 용량을 최대 30% 늘릴 수 있습니다. 실제로 고효율 열 전달 기술을 사용하면 처리되는 톤당 에너지 소비가 45%까지 줄어듭니다.

수소 처리 공정에서 CAPEX 최소화

HTHA 또는 HIC 위험을 최소화하기 위해 일반적으로 혼합형 공급/배출 서비스에 고급 재료가 지정되는데, 이로 인해 기존 Shell and tube 열교환기의 가격이 매우 높아집니다. 특히 에너지 효율 극대화를 위해 그러한 재료가 다량 필요할 것이기 때문입니다.

고효율 알파라발 Compabloc 및 Packinox 용접형 용접형 용접형 판형 열교환기는 최소 계수 3에서 요구하는 열 전달 면적을 최소화합니다. 이 서비스에는 알파라발 Packinox 교환기 1대와 최대 2대의 알파라발 Compabloc 교환기가 필요하므로 shell-and-tube에 비해 총 투자 비용이 대폭 절감됩니다. 이것은 소형 경량 알파라발 Compabloc 교환기가 구조에 스트리퍼 또는 분획기 오버헤드 증기 응축기로 설치된 경우 특히 그렇습니다.

알파라발은 서비스의 작동 온도 및 압력, 부식성 및 오염 경향에 따라 광범위한 열교환기 중에서 특정 서비스에 가장 적합한 기술을 선택하여 적절히 설계함으로써 가동 시간을 극대화할 수 있습니다.

수소 처리 공정에 적용되는 검증된 기술

알파라발은 전 세계 정유 공장에서 수소 처리 공정을 위한 신뢰성이 높고 에너지 효율적인 솔루션을 제공하는 데 있어 입증된 실적을 보유하고 있습니다.

알파라발은 수소 처리 공정의 혼합형 공급/배출 교환기 통합 서비스를 위한 Packinox 열교환기 50대와 동일 서비스를 위한 OLMI 고압, 고온 Shell and tube 열교환기를 여러 대 제공하였습니다. 또한 알파라발 OLMI 에어 쿨러는 반응기 유출물이 분리기에 도달하기 전에 냉각하는 데 일반적으로 사용됩니다.

전 세계 정유 공장에는 다양한 수소 처리 서비스에 사용되는 알파라발 Compabloc 열교환기가 100대 이상 설치되어 있습니다. 이 열교환기들은 스트리퍼 및 분획기 공급/바닥 교환기, 오버헤드 증기 응축기, 탑 재가열기 및 부분 냉각기로 사용됩니다. 또한 나프타 및 등유 수소 처리 공정의 혼합형 공급/배출 교환 서비스에도 사용됩니다.