UOP Renewable Jet Fuel

최근의 화두는 Renewable, Sustainable 같은 단어들이 들어간 기술이다.

사실 꽤 오래전부터 있었던 것들이지만 시간이 지날수록 이런 친환경과 관련된 기술들을 더 발전하고 더 필요해질 것이다.

전통적인 oil, gas, chemical 시장에 있는 우리도 이런 기술들을 개발하고 활발히 사업을 하고 있는데 그중의 하나가 SAF, Sustainable Avation Fuel이라는 것이다.

이건 기존의 항공 연료와 바이오 연료를 혼합한 것으로 decarbonization을 하려는  노력의 하나이고 이미 혼합 비율 50%는 승인되었다.

현재 목표는 2030년까지 100% SAF를 사용하는 것이다.

 

https://uop.honeywell.com/en/industry-solutions/renewable-fuels/efining

eFining

 

 

https://biodieselmagazine.com/articles/honeywell-uop-technology-powers-largest-us-advanced-biofuel-plant-77147

Honeywell UOP technology powers largest US advanced biofuel plant | Biodiesel Magazine

 

2024년 내가 담당한 프로젝 중 이 renewable jet 관련된 것이 4개였다.

이공정에는 2가지 타입의 압축기들이 사용된다.

Centrifugal, Reciprocating 으로 공정과 목적에 따라 다 다르다.

 

1. Recycle gas compressor

Cold separater 로부터 Hydrogen mixture gas를 받아 Reactor, Isomerization effluent-wash oil exchanger, Condenser로 공급한다.

주로 API 672 part 2 압축기를 사용한다.

공정 데이터는 프로세스의 Hydraulics로 부터 오는데 여기서 주의할 것은 opeating case이다.

Normal, Rated, N2 dryout, Plugged Reactor, Start-up 조건을 포함해야한다.

 

N2 dryout과 startup 은 압축기 운전을 위해 필요한 과정인데 Reactor가 low chrom (1.25 Cr or greater)으로 제작될 때 고려한다.

촉매가 없는 초기 상태에서 N2 header 압력으로 N2를 순환시키는데 사용한다.

Vendor는 이 과정을 위한 최소 suction pressure를 명시해야한다.

Rector의 MDT, minimum pressurization temperature 요구조건에 따라 suction pressure의 30%를 기준으로 시동된다.

이 조건은 압축기 성능에 고려되어야 하고 성능 곡선도 제공되어야 한다.

N2로 촉매 건조후 압축기를 멈추고 reactor와 압축기 섹션을 MW 2 PSA quality Hydrogen을 normal suction pressure로 가압한다.

Catalyst sulfiding은 H2 건조후 reactor의 정상 운전 조건과 비교해서 25%의 liquid rate로 시동 오일을 공급한다.

이걸 계속 증가시키다 100% 까지 올라가면 Sulfiding 되고 정상 공급되면 nomral start of run 모드로 전환된다.

 

Plugged reactor는 discharge 압력에 75psi 수준의 압력을 더 고려하는데 이건 reactor의 fouling을 고려한 것이다.

 

공정 특성상 sour 조건이 고려되어야 한다.

MSD에 따라 H2S 포함여부를 같이보고 NACE MR 요구와 post weld heat treated도 함께 명시된다.

 

Seal unpressurized dual seal을 사용한다.

 

2. Isomerzation vapor, Makeup gas compressor

Isomerization effluent separator로부터 Hydrogen mixture gas를 받아 Isomerization condenser, Feed exchanger, Rector, hot separator로 공급한다.

주로 API 618 압축기이다.

Makeup gas compressor 도 비슷한 목적으로 사용되는데 Reacor로 연결되어 있는지에 따라 약간 다른 위치에 있게 된다.

N2 dryout, start up 조건도 recycle gas compressor와 같다.

공정 설계와 유량 조절 조건에 따라 Stepless control이 필요하다.

이건 renewable jet 공정이라서가 아니라 Reciprocating compressor의 운전 특성때문이다.

이 타입은 주로 압력을 조절한다.

유량은 fixed volume이라 별도로 control 하지 않는다 (그래서 reciprocating compressor의 유량은 operation case와 무관하게 거의 동일하고 fixed speed induction motor를 주로 쓴다).

하지만 유량을 조절할 필요가 있을 때는 stepless control이 필수적으로 필요하고 이에 따라 synchrous motor를 쓴다.