KR102236237B1 - 콘덴세이트 분류탑의 오버헤드 처리를 위해 안정화 컬럼에 설치된 사이드 스트리퍼를 포함하는 콘덴세이트 처리장치 - Google Patents

Abstract

콘덴세이트 처리를 위한 안정화 컬럼에 설치된 사이드 스트리퍼에 관한 것으로서, 콘덴세이트(110)를 원료로 콘덴세이트 분류탑(100)에 주입하여 상기 분류탑 상부에서 분리되는 경질유분을 안정화 시키는 안정화 컬럼(102)의 트레이 중상부에 설치하는 것을 특징으로 하는 사이드 스트리퍼.

Description

콘덴세이트 분류탑의 오버헤드 처리를 위해 안정화 컬럼에 설치된 사이드 스트리퍼를 포함하는 콘덴세이트 처리장치{Apparatus for processing condensate comprising installed side stripper on stabilizer column for condensate fractionator overhead processing}

본 발명은 콘덴세이트 분류탑의 오버헤드를 처리하기 위한 안정화 컬럼에 설치된 사이드 스트리퍼에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 안정화 컬럼의 트레이 중상부에 사이드 스트리퍼를 설치함으로써, 안정화 컬럼의 상부와 연결된 메록스(Merox)공정과, 하부와 연결된 수첨 탈황(NHT) 공정의 설비 용량을 늘리지 않아도, 안정화 컬럼에서의 처리 용량을 증대시킬 수 있게 된다.

콘덴세이트(Condensate)는 천연가스에서 나오는 C5~C10인 휘발성 액체 탄화수소로서, 비중이 가벼운 기름성분이 없는 초경질원유이며, 나프타 함량이 약 50%로 약 20%인 중질유보다 많은 것으로 알려져 있으며, 최근 콘덴세이트의 공급량이 증가 및 원료용으로 수요가 증가됨에 따라, 콘덴세이트에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다.

특히 일부 중동국가에서 생산되는 콘덴세이트는 황의 함량이 높고, 황의 일종인 머캡탄(Mercaptan) 함량이 아주 높은 것으로 알려져 있으며, 연료 중 황은 황 산화물로 변환되어 원치 않는 불순물로 생성되거나, 유해 배기가스를 변환시키는 자동차 내부의 촉매 변환기를 비활성화 시킬 수 있는 대기 오염물질이므로, 이러한 황 함유량을 원유 내에서 가능한 한 낮은 레벨로 감소시키는 것이 바람직하다.

일반적으로 콘덴세이트를 처리하는 공정으로서, 콘덴세이트를 콘덴세이트 분류탑(Condensate fractionator)에 주입하여 상기 분류탑의 상부(overhead)에서 경질유분을 분리하고, 상기 경질유분을 주입한 안정화 컬럼의 상부와 메록스 공정(MEROX unit, Mercaptan Oxidation unit)과 연결해 상기 유분내의 머캡탄을 산화시키고, 상기 컬럼의 하부와 수첨탈황 공정(NHT unit, Naphtha Hydrotreating unit)을 연결해 상기 유분내의 황 화합물을 수첨탈황 반응(hydrodesulfurization)시키도록 한다.

이에 대하여, 특허문헌 0001~0004 와 같이 수첨탈황 촉매를 개발하여 정제 공정에서 이용하거나 공정 과정의 변화를 통해 수첨탈황 작용을 개선시켜 콘덴세이트를 처리하는 방법들이 개발되고 있으나, 콘덴세이트 처리 용량에 있어 개선의 여지가 있다.

종래 콘덴세이트 처리공정의 용량을 늘리기 위해, 콘덴세이트 분류탑의 오버헤드 처리 용량을 늘릴 필요가 있으며, 이를 위해서 안정화 컬럼의 상부와 연결된 메록스 유니트와 안정화 컬럼의 하부와 연결된 수첨탈황 유니트의 처리 용량을 증설할 필요가 있으나, 콘덴세이트 분류탑의 오버헤드 처리 용량을 늘리는데 있어서, 막대한 증설 비용이 소요되는 등 경제적인 문제가 있다.

이에 본 발명은, 콘덴세이트 분류탑의 오버헤드를 처리하는 안정화 컬럼의 처리용량을 개선시키기 위해, 안정화 컬럼에 사이드 스트리퍼를 추가함으로써, 상기 안정화 컬럼의 상부와 연결된 공정인 메록스 유니트와 상기 안정화 컬럼의 하부와 직접적으로 연결된 수첨탈황 유니트의 처리 용량을 늘리지 않고도 안정화 컬럼의 처리 용량을 증가 시키고, 콘덴세이트 처리 용량을 개선시킬 수 있는 콘덴세이트 분류탑의 오버헤드 처리를 위한 안정화 컬럼에 설치된 사이드 스트리퍼에 관한 것이다.

대한민국 등록특허공보 특10-1751923(2017.06.22.) 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0098953호(2014.08.11.) 미국 특허공보 US 7,122,114(2006.10.17.) 미국 특허공보 US 9,593,888(2017.03.14.)

본 발명의 목적은 유분처리장치에 있어서, 콘덴세이트(Condensate)를 분리하는 콘덴세이트 분류탑(Condensate fractionator)의 오버헤드를 처리하는 안정화 컬럼의 처리 능력을 향상 시키기 위해 사이드 스트리퍼를 추가한 장치를 제공하는 것으로서, 상기 안정화 컬럼의 처리 능력을 개선하면서 메록스 공정 및 수첨탈황 공정의 추가적인 설비 증설 없이도 안정화 컬럼의 처리 능력을 향상 시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 유분처리 장치에 있어서, 콘덴세이트 분류탑(100)의 오버헤드 처리를 위한 안정화 컬럼(102)에 추가 설치된 사이드 스트리퍼(104)를 포함하는 콘덴세이트 처리장치에 관한 것이다.

종래기술에서는 콘덴세이트 분류탑(100) 오버헤드의 처리 용량을 늘리기 위해서, 안정화 컬럼(102)에 있어서, 상기 안정화 컬럼(102)의 상부와 연결된 메록스 공정(105)과 상기 컬럼의 하부와 연결된 수첨탈황 공정(106)의 처리 용량을 늘려야 했다.

그러나, 본 발명은 콘덴세이트 분류탑(100) 오버헤드 처리를 위한 안정화 컬럼(102)에 있어서, 상부의 메록스 공정(105)과 하부의 수첨탈황 공정(106)의 설비 용량을 증설할 필요 없이, 안정화 컬럼(102)에 본 발명의 사이드 스트리퍼(104)를 설치함으로써, 상기 안정화 컬럼(102)의 처리 용량을 증대시킬 수 있다는 것을 발견하였다.

본 발명은, 콘덴세이트 분류탑(100)의 상부에서 분리 배출되는 경질 유분(Condensate)을 안정화 시키는 안정화 컬럼(102)으로부터 생성된 추출물을 메록스 공정(105)에 주입하거나, 수첨탈황 공정(106)에 주입하는 콘덴세이트 처리장치에 있어서, 상기 안정화 컬럼(102)의 트레이 중상부에 사이드 스트리퍼(104)를 설치하고,

상기 사이드 스트리퍼(104)의 상부에서 분리되는 추출물을 상기 안정화 컬럼(102)으로 환류시키고, 상기 사이드 스트리퍼(104)의 하부에서 분리되는 추출물로서 C5 흐름(115)은 수첨탈황 공정(106)을 거치지 않고 바로 나프타 크래킹 센터(NCC, Naphtha cracking center)의 원료로 이용할 수 있다.

이때, 상기 사이드 스트리퍼(104)는 상기 안정화 컬럼(102)으로부터 주입받은 C5 성분 등을 포함하는 무겁지 않은 유분의 흐름 중 C3~C4 성분의 가벼운 유분을 분리하여 이를 상기 안정화 컬럼(102)으로 환류시킨다.

이와 같이 안정화 컬럼(102)에 상기 사이드 스트리퍼(104)를 설치함으로써, 상기 메록스 공정(105)과 수첨탈황 공정(106)의 추가적인 처리용량 증설이 필요없이 콘덴세이트(110)의 처리용량을 개선시킬 수 있게 되고, 사이드 스트리퍼(104)로부터 분리되는 C5 유분의 흐름(115)은 수첨탈황 공정(106)의 수소첨가 및 탈황처리 없이 바로 NCC 공정으로 이송하여 공정 원료로 사용할 수 있게 되었다.

상술한 바와 같은 본 발명은, 콘덴세이트 분류탑 오버헤드 처리를 위한 안정화 컬럼에 사이드 스트리퍼를 설치함으로써, 상부의 메록스 공정과 하부의 수첨 탈황 공정의 처리용량 증대를 위한 설비 투자 없이 콘덴세이트 분류탑 오버헤드의 처리용량을 효율적으로 향상시키고, 사이드 스트리퍼로부터 별도 추출한 C5 유분은 수첨 탈황 공정에서의 탈황 작용을 거치지 않게 되므로 별도의 황처리 없이 NCC 공장의 원료로 사용이 가능하게 되어 추가 황처리 비용을 절감하는 효과가 있다.

도 1은 본원 발명의 바람직한 실시양태에 관한 것이다.
도 2는 종래 기술의 실시양태에 관한 것이다.

본 발명은, 종래 안정화 컬럼의 처리 용량 증설 시 메록스 공정과 수첨 탈황 공정의 용량 증설 대신 상기의 안정화 컬럼의 트레이 중상부에 사이드 스트리퍼를 설치하여 C5 유분을 추출함으로써, 콘덴세이트 분류탑의 처리 용량이 효율적으로 개선된다.

본 발명은, 사이드 스트리퍼로 분리한 유분이 수첨 탈황 공정을 거치지 않게 됨으로써 수첨 탈황 공정의 탈황작용을 피할 수 있고, NCC공장 원료 목적의 추가적인 황처리(DMDS) 없이 바로 사용이 가능하다는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 콘덴세이트 분류탑 오버헤드 처리를 위한 안정화 컬럼의 트레이 중상부에 사이드 스트리퍼를 설치하여, 사이드 스트리퍼의 상부 추출물을 안정화 컬럼으로 환류하면서, 사이드 스트리퍼의 하부 추출물로서 C5 유분은 수첨 탈황 공정을 거치지 않고 바로 공정 원료로서 NCC로 이송되는 것을 특징으로 한다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

본 발명의 콘덴세이트 처리 장치는 콘덴세이트(110)를 분류하는 콘덴세이트 분류탑(100), 콘덴세이트 분류탑(100)의 상부에서 분리 배출되는 경질 유분을 안정화 시키는 안정화 컬럼(102), 상기 안정화된 경질 유분에 대하여, 함유된 황화수소를 제거하고 머캡탄(Mercaptan) 성분을 제거 또는 전환시키는 메록스 공정(105)을 통과하도록 하거나, 수소 첨가 반응을 시키는 수첨 탈황 공정(106)을 경유하도록 하는 유분 처리 공정에 있어서, 안정화 컬럼(102)의 트레이 중상부에 사이드 스트리퍼(104)를 설치하여 사이드 스트리퍼(104)의 상부 추출물을 안정화 컬럼(102)으로 환류하면서, 사이드 스트리퍼(104)의 하부 추출물로서 C5 유분(115)은 수첨탈황 공정(106)을 거치지 않고 바로 공정 원료로서 NCC로 이송했다. 상기 방법은 도 1에 나타냈다.

이와 같이 안정화 컬럼에 사이드 스트리퍼를 설치함으로써, 메록스 공정과 수첨 탈황 공정의 설비 용량을 증설하는 일 없이, 콘덴세이트 분류탑 오버헤드의 처리 용량을 늘릴 수 있게 되었을 뿐만 아니라, 사이드 스트리퍼로부터 별도 C5 유분을 분리할 수 있게 됨에 따라, 수첨 탈황 공정의 탈황처리 없이 바로 NCC 공정으로 이송하여 공정 원료로 사용할 수 있게 되었다. 상기 실시예 공정의 결과를 표 1에 나타냈다.

[비교예]

도 2와 같이, 콘덴세이트(110)를 분류하는 콘덴세이트 분류탑(100)에 상기 콘덴세이트(110)를 주입하여, 콘덴세이트 분류탑(100)의 상부에서 분리 배출되는 경질 유분은 안정화 컬럼(102)에 주입하여 상기 경질유분을 안정화 시킨 후, 상기 유분에 포함된 황화수소 및 머캡탄 성분을 제거 또는 전환시키는 메록스 공정(105)에 상기 경질유분을 주입시키거나 수소첨가 반응의 수첨탈황 공정(106)을 거치도록 하여, 추가적인 황처리 과정 후 NCC 공정의 원료로 이송되도록 한다. 상기 비교예 공정의 결과를 표 1에 나타냈다.

[실시예 및 비교예]

본 발명의 실시예는 안정화 컬럼(102)에 사이드 스트리퍼(104)를 설치함으로써 사이드스트리퍼가 없는 비교예에 비해 최소의 설치 비용으로 콘덴세이트 분류탑(100)의 처리용량을 증설할 수 있었다. 구체적으로는, 본 발명의 공정을 채택함에 따라, 콘덴세이트 분류탑(100)의 처리 용량이 사이드 스트리퍼가 없을 때 875 t/h에서 설치 후 940 t/h으로 증가하고, 안정화 컬럼(102)의 처리 용량이 사이드 스트리퍼가 없을 때 521 t/h에서 설치 시 594 t/h로 증가하였다. 이와 같은 결과는 표1에 나타냈으며, 본 발명의 실시예는 황처리 과정 없이 바로 NCC 공정의 원료로 이용이 가능한 C5 흐름(115)을 분리할 수 있어, 경제성이 보다 높은 특징을 가진다.

구 분	비교예 (t/h)	실시예 (t/h)
콘덴세이트 분류탑(100)	875	940
안정화 컬럼(102)	521	594

100: 콘덴세이트 분류탑
101: 증류 분류탑
102: 안정화 컬럼
103: 납사 스플리터(Naphtha splitter)
104: 사이드 스트리퍼
105: 메록스 공정
106: 수첨탈황 공정
107: 방향족 공정
110: 콘덴세이트
111: 등유(c-Kerosene)
112: 디젤(c-Diesel)
113: 연료유(Fuel Oil)
114: 경질납사(light Naphtha)
115: C5 흐름

Claims (3)

1. 콘덴세이트 분류탑(100)의 상부에서 분리 배출되는 경질 유분을 안정화 시키는 안정화 컬럼(102)으로부터 생성된 추출물을 메록스 공정(105)에 주입하거나, 수첨탈황 공정(106)에 주입하는 콘덴세이트 처리장치에 있어서, 상기 안정화 컬럼(102)의 트레이 중상부에 사이드 스트리퍼(104)가 설치되고,
   상기 사이드 스트리퍼(104)의 상부에서 분리되는 추출물을 상기 안정화 컬럼(102)으로 환류하고, 상기 사이드 스트리퍼(104)의 하부에서 분리되는 추출물로서 C5 흐름(115)을 수첨탈황 공정(106)을 거치지 않고 바로 나프타 크래킹 센터의 원료로 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 콘덴세이트 처리장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 사이드 스트리퍼(104)는 상기 안정화 컬럼(102)으로부터 주입받은 흐름 중 C3~C4 성분을 포함하는 흐름을 분리하여 상기 안정화 컬럼(102)으로 환류시키는 것을 특징으로 하는 콘덴세이트 처리장치.
   
   

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