KR100494997B1 - 코크스오븐가스 중 나프탈렌의 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 조경유 정제공정에서 발생하는 점도 1.5 내지 2.0 cP의 열화성 흡수유를 황화수소 흡수탑의 냉각단에 유입하여 코크스오븐가스와 열화성 흡수유와의 기액접촉비율을 1.2 내지 1.4로 유지하면서 나프탈렌을 제거하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 코크스오븐가스 중의 나프탈렌을 효율적으로 제거할 수 있다.

Description

코크스오븐가스 중 나프탈렌의 제거방법{A METHOD OF NAPHTHALENE REMOVAL IN COKE OVEN GAS}

본 발명은 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 조경유 정제공정에서 발생하는 점도 1.5 내지 2.0 cP의 열화성 흡수유를 황화수소 흡수탑의 냉각단에 유입하여 코크스오븐가스와 열화성 흡수유와의 기액접촉비율을 1.2 내지 1.4로 유지하면서 나프탈렌을 제거하는 방법에 관한 것이다.

코크스오븐에서 석탄을 건류하면서 발생하는 코크스오븐가스 중에는 나프탈렌이 함유되어 있어서 코크스오븐가스를 정제하는 과정에서 나프탈렌을 제거하지 못하면 배관폐쇄 및 후공정의 폐쇄를 유발시키게 된다.

코크스오븐가스 중 나프탈렌은 1차 냉각기에서 코크스오븐가스를 냉각하여 1차적으로 제거되고 있지만, 제거하지 못하는 나프탈렌은 황화수소 흡수탑의 냉각단에서 2차적으로 제거하고 있다. 흡수탑의 냉각단에서 나프탈렌을 제거하는 종래의 방법은 코크스오븐에서 발생하는 고온(800-900℃)의 코크스오븐가스를 상승관에서 냉각하면서 발생하는 70-80℃의 잉여안수를 사용하여 제거하고 있다.

이와 같이 종래의 방법은 잉여안수만를 이용하여 2차적으로 코크스오븐가스 중의 나프탈렌을 제거하고 있어 제거효율이 현저히 떨어진다. 따라서, 이는 황화수소 흡수탑의 폐쇄를 유발시켜 흡수탑의 차압을 상승시키는 코크스오븐가스 중의 황화수소 제거효율을 떨어뜨리는 요인으로도 작용하고 있으며, 이를 해결하기 위하여 흡수탑의 운전을 정지하여 흡수탑 내 축적된 나프탈렌을 제거하기 위한 수회에 걸친 세정작업을 필요로 한다.

한편, 코크스오븐가스 중 조경유를 생산하기 위하여 조경유 흡수탑에서 흡수유를 사용하여 조경유만을 흡수하여 코크스오븐가스를 정제하는데, 흡수유는 증류탑에서 재생하는 과정에서 증류탑에서의 흡수유의 물성이 떨어지게 되어 일부의 흡수유는 폐기처분되고 있다.

한국 특허출원번호 제 1998-056033 호는 코크스오븐가스를 냉각수에 의하여 냉각하면서 부수적으로 생산되는 조경유를 이용한 나프탈렌 제거법을 제시하고 있지만, 벤젠, 톨루엔, 자일렌으로 구성되어 있는 조경유에 의한 나프탈렌 제거효율은 그리 크지 않은 것으로 알려져 있다.

코크스오븐가스 중의 나프탈렌 제거에 탁월한 성분으로는 4-메틸 나프탈렌이 있으며, 점도는 1.0-1.5cP인 흡수유가 종래의 조경유 흡수탑에서 사용되고 있다.

따라서, 코크스오븐 중 나프탈렌을 효율적으로 제거할 수 있는 방법과 조경유 정제공정에서 폐기처분되고 있는 열화성 흡수유를 재활용할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 조경유 정제공정에서 폐기처분되는 열화성 흡수유를 사용하여 코크스오븐 중 나프탈렌을 효율적으로 제거할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 조경유 정제공정에서 폐기처분되는 열화성 흡수유를 이용하여 코크스오븐 중 나프탈렌을 효율적으로 제거하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

코크스오븐가스 중 나프탈렌을 1차 냉각기에서 냉각수와의 온도차에 의하여 1차적으로 제거시킨 후 황화수소 흡수탑의 냉각단에서 2차적으로 제거시키는 방법에 있어서,

a) 조경유 정제공정에서 발생하는 점도 1.5 내지 2.0 cP의 열화성 흡수유를 황화수소 흡수탑의 냉각단에 유입하는 단계; 및

b) 코크스오븐가스와 열화성 흡수유와의 기액접촉비율을 1.2 내지 1.4로 유지하면서 코크스오븐가스와 열화성 흡수유를 접촉시켜 나프탈렌을 제거하는 단계

를 포함하는 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 방법을 제공한다.

본 발명의 방법은 c) 황화수소 흡수탑에서 나프탈렌이 제거된 코크스오븐가스를 후속 공정으로 유입하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

코크스오븐가스 정제공정 중 조경유 정제공정에서 흡수유를 증류탑에서 재생하면서 폐기처분되고 있는 열화성 흡수유는 1.5 내지 2.0 cP의 점도를 가지므로, 조경유 정제공정에서 계속 사용하게 되면 열교환기의 폐쇄 및 조경유 흡수탑의 차압을 상승시키게 된다.

본 발명은 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 1차 냉각기에서 냉각수와의 온도차에 의하여 1차적으로 제거시킨 후 황화수소 흡수탑의 냉각단에서 2차적으로 제거함에 있어, 상기 폐기처분되는 열화성 흡수유를 이용함을 특징으로 한다.

상기 열화성 흡수유는 4-메틸나프탈렌을 주성분으로 한다.

상기 황화수소 흡수탑에 유입되는 열화성 흡수유의 점도는 1.5 내지 2.0 cP이다. 열화성 흡수유의 점도가 1.5 cP 미만이면 코크스오븐가스 중의 나프탈렌이 열화성 흡수유 중에 흡수되는데 있어서 기액접촉면적이 적어 흡수속도가 낮아져 흡수 효율이 떨어지게 되고, 2.0 cP를 초과하면 황화수소 흡수탑의 냉각단 상부의 분사노즐 막힘 현상이 발생하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 열화성 흡수유를 황화수소 흡수탑의 냉각단에 코크스오븐 가스와 열화성 흡수유와의 기액접촉 비율을 1.2 내지 1.4로 하여 코크스오븐 가스와 열화성 흡수유를 접촉시켜 코크스오븐 가스 중 열화성 흡수유를 제거시킨다.

상기 황화수소 흡수탑에 유입되는 코크스오븐가스와 열화성 흡수유와의 기액접촉비율이 1.2 미만일 경우 코크스오븐가스 중 나프탈렌과 흡수유와의 접촉시간이 충분하지 못하여 흡수속도가 저조하여 나프탈렌 제거효율이 떨어지게 되고, 기액접촉비율이 1.4를 초과할 경우 과량의 열화성 흡수유를 사용함으로 인하여 경제적인 손실을 유발시키게 된다.

이하 본 발명을 첨부 도면을 참조로 하여 설명한다.

도 1에서는 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 종래공정을 도시하였으며, 도 2는 본 발명의 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 방법에 대하여 도시한다.

도 1을 참조로 하면, 종래의 방법에 의하여, 코크스오븐에서 석탄을 건류면서 발생하는 800 내지 900 ℃의 코크스오븐가스(1)는 드라이메인에서 잉여안수에 의하여 냉각되고, 이와 같이 냉각된 70 내지 80 ℃의 코크스오븐가스는 1차 냉각기에서 30 내지 40 ℃의 냉각수에 의하여 나프탈렌이 제거되고, 또한 황화수소 흡수탑의 냉각단에서 2차적으로 나프탈렌이 제거되고 있다.

도 2를 참조로 하면, 본 발명의 방법에 의하여, 코크스오븐가스정제공정 중 조경유 정제공정에서 흡수유를 증류탑에서 재생하면서 페기처분되고있는 열화성 흡수유(9)를 황화수소 흡수탑의 냉각단에 유입시켜 코크스오븐가스와 열화성 흡수유(9)와의 기액접촉비율을 1.2-1.4로 하여 코크스오븐가스중 나프탈렌을 제거한다.

이와 같이 황화수소흡수탑 냉각단에서 코크스오븐가스중 나프탈렌을 흡수한 열화성 흡수유는 더 이상의 용도가 없으므로 폐기처분하게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

나프탈렌 함량이 20g/리터인 COG(코크스오븐가스)에 대하여, 황화수소 흡수탑 냉각단으로 점도가 1.5cP인 흡수유를 유입시키고 COG와 흡수유와의 기액접촉비율을 1.2로 하여, COG 중 나프탈렌을 제거하였다. 그 결과, 나프탈렌 제거율은 75%였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 점도가 1.8cP인 흡수유를 사용하였다. 그 결과, 나프탈렌 제거율은 77%였다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 점도가 1.8cP인 흡수유를 사용하고 COG와 흡수유와의 기액접촉비율을 1.3으로 하였다. 그 결과, 나프탈렌 제거율은 78%였다.

[비교예 1]

나프탈렌 함량이 20g/리터인 COG에서 잉여안수만을 사용하여 나프탈렌을 제거하였다. 그 결과, 나프탈렌 제거율은 54%이다.

[비교예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 점도가 1.0cP인 흡수유를 사용하고 COG와 흡수유와의 기액접촉비율을 1.3으로 하여 나프탈렌을 제거하였다. 그 결과, 나프탈렌 제거율은 63%이다.

[비교예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 점도가 1.8cP인 흡수유를 사용하고 COG와 흡수유와의 기액접촉비율을 0.5로 하여 나프탈렌을 제거하였다. 그 결과, 나프탈렌 제거율은 60%였다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 조경유 흡수탑에서 사용하는 흡수유를 재생하면서 폐기처분되고 있는 흡수유를 이용하여 황화수소흡수탑의 냉각단에서 코크스오븐가스중 나프탈렌을 효율적으로 제거하는 효과가 있다.

도 1은 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 종래공정을 도시한다.

도 2는 본 발명의 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 방법에 대하여 도시한다.

Claims (3)

1. 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 1차 냉각기에서 냉각수와의 온도차에 의하여 1차적으로 제거시킨 후 황화수소 흡수탑의 냉각단에서 2차적으로 제거시키는 방법에 있어서,

   a) 조경유 정제공정에서 발생하는 점도 1.5 내지 2.0 cP의 열화성 흡수유를 황화수소 흡수탑의 냉각단에 유입하는 단계; 및

   b) 코크스오븐가스와 열화성 흡수유와의 기액접촉비율을 1.2 내지 1.4로 유지하면서 코크스오븐가스와 열화성 흡수유를 접촉시켜 나프탈렌을 제거하는 단계

   를 포함하는 코크스오븐가스 중 나프탈렌을 제거하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, c) 황화수소 흡수탑에서 나프탈렌이 제거된 코크스오븐가스를 후속 공정으로 유입하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열화성 흡수유가 4-메틸나프탈렌을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.