UOP Naphtha Hydrotreating

최근에 몇개 진행했던 NHT process 이다.

Feed Naptha에는 reforming 공정의 촉매에 독이 되는 Sulfur, Nitrogen, Metal 같은 성분들이 있는데 이것을 제거하기 위해 고온, 고압 조건에서 수소와 촉매를 활용하는 공정이다.

Chemistry 잘 배워둘걸.

 

https://hassanelbanhawi.com/processes/hydrocracking-process/#google_vignette

Hydrocracking Process

 

 

공정에 사용되는 압축기는 Recycle gas, Makeup gas compressor 가 있다.

 

1. Recycle gas compressor

Hydrogen gas를 Reactor로 reycle 시키고 reaction 반응에 Hydrogen을 공급하고 온도 조절을 위한 gas를 공급하는 목적이다.

낮은 압축비율로 많은 양의 gas를 순환시키기 때문에 공정에 따라 API 617 part 2 또는 API 618 reciprocating 을 쓴다.

Lube oil 및 Seal oil이 공급되는데 기본적으로 SS 소재들로 제작된다.

하지만 Centrifugal type의 경우 gas seal이 공급되기 때문에 seal oil은 요구되지 않는다.

 

Operating case는 Normal, Rated, Plugged reactor를 고려해야 한다 (Feed case에 따라 turndown 도 고려).

Plugged reactor는 100% case (Normal)의 discharge 압력에 50 psi를 fouling 으로 고려한다.

Rated case는 110% case (Rated)의 discharge 압력 또는 50 psi를 더 고려한 압력 중 더 높은 것을 기준으로 적용한다.

Hydraulics에 따라 Rated case가 plugged reactor case와 같은 조건이 될 수 있다.

MSD에 따라 H2S 를 고려한 NACE MR과 post weld heat treat가 명시된다.

 

2. Makeup gas compressor

API 618 reciprocating 을 쓴다.

High purity Hydrogen을 Hydrogen Header로부터 받아 recycle 라인인 recycle gas compressor의 suction drum으로 보낸다.

Operating case는 Normal, Rated 를 고려한다 (Feed case에 따라 turndown 도 고려).

Synthetic lube 가 사용되며 recycle gas compressor 와 달리 spillback 라인이 포함된다.

Discharge 온도에 주의가 필요하다.

이건 Reciprocating type에 공통적으로 적용되는 것으로 API 618에 따라 300F (150C)이하가 되어야 한다.

하지만 hydrogen service의 경우에는 275F (135C)이하가 되도록 공정설계를 한다 (이 온도 이상이 예상되면 2단으로 설계하는게 기본).

압축비와 연동되는 것으로 높은 압축비는 실리더 토출온도가 높아지고 마모가 빨라지며 효율이 낮아지기 때문에 discharge 온도를 세심히 봐야한다.

 

Makeup gas compressor의 discharge 압력은 recyle gas compressor의 입구 압력과 연동되며 이 두 압축기는 한대의 reciprocating을 쓰며 stage (cylinder)를 나눠 공급한다.

 

공정에 포함되는 촉매를 metal, catalyst deactivation으로부터 보호하기 위하여 lube oil 은 100% synthetic ester, diester 또는 PAO base를 사용하고 total metal 함량이 100wt ppm 이하이여야 하는 등 Lube oil에 대한 조건도 명시된다.

Commissioning에서는 100% hydrogen을 14kg/cm2(g) suction pressure에서 운전한다.