에너지 절감을 위한 Deheptanizer(DeC7) Column 최적화 연구

Abstract

Deheptanizer(DeC7) Column은 방향족 분리 공정(Para-Xylene 생산 공정)에서 이성화 반응을 거친 생성물로부터 Xylene을 회수 하는 증류탑이다. 과거에는 초기 투자비 감소 목적으로 설비의 Size 감소 및 Column에서 발생되는 Off-Gas 를 Compressor 없이 Heater에 공급하기 위하여 가압 증류로 설계 되었다. 하지만 최근에는 가압 증류는 에너지 사용량 증가 및 고온으로 인한 열분해 발생 등의 문제로 특별한 목적 이외에는 고려되어지지 않고 있다. 본 연구에서는 가압으로 운전 중인 DeC7 Column 의 운전 압력 감소를 통하여 분리 효율 상승 및 에너지 절감 확인을 위한 공정 모델링을 수행하였다. 화학공정 모사기는 Aspen Plus V8.8을 사용하였고, 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태 방정식(PR EOS)을 적용하였다. 압력 변경 시 현재 설비의 문제점을 파악하고, 이를 개선할 수 있는 최적의 공정을 제안하였다. 그리고 이와 관련된 추가 설비 검토 및 투자 결정을 위한 경제성 평가도 진행하였다. 연구 결과, 가압 운전 대비 상압 운전 시 20%의 에너지 절감 가능하였으며, 공정 최적화를 통하여 년간 10억원 이상의 경제적 효과를 이룰 수 있음을 보여 주었다.