KR20100109793A - 화학공장에서의 부식 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부식에 의한 사고가 우려되는 각종 화학 공장에 적용되어 부식 등으로 인한 사고를 방지하고, 부식 비용을 최소화할 수 있는 부식 방지 방법, 상기 방법이 기록된 프로그램이 저장된 기록 매체 및 관리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 따르면, 화학 공장에서 발생하는 부식과 관련된 주요 관리 및 모니터링 변수를 신뢰성 있게 도출할 수 있으며, 상기 변수를 통해 부식으로 발생할 수 있는 고장 및 그로 인한 사고를 정량화하고, 위험도를 산정하여, 설비 검사의 우선순위, 방법 및 주기 등에 대한 정확한 가이드라인을 확립할 수 있다. 본 발명에서는 또한, 확립된 가이드라인을 위험기반검사 등과 연동하여 관리 시스템을 구축함으로써, 화학 공장에서 발생할 수 있는 예기치 않은 공정 중단 및 정지 시간의 감소, 근무자 또는 주변 환경으로의 위험성 감소, 제품의 생산량 증대 및 질의 향상, 화학 공장 정비 및 안전 관리 시스템의 최적화를 가능하게 할 수 있다.

화학 공장, 정유 공장, 석유화학공장, 부식 방지, 재질 선택도, 공정 흐름도, 주요 변수, 미국석유협회규격 571

Description

화학공장에서의 부식 방지 방법{Method for preventing corrosion in chemical plants}

본 발명은 부식에 의한 사고가 우려되는 각종 화학 공장에서의 부식 방지 방법, 상기 방법이 수행되는 프로그램이 저장된 기록 매체 및 관리 장치에 관한 것이다.

최근 정유 공장 또는 석유화학 공장 등과 같은 화학 공장 설비의 대형화 및 직접화에 따라 부식에 의한 사고가 대형사고로 확대될 가능성이 높아지고 있다. 실제로 막대한 인적 및 경제적 손실을 가져오는 부식에 의한 사고는 국내외에서 지속적으로 보고되고 있다.

예를 들어, 미국에서는 1998년에 그 해 미국 GDP의 약 3.1%에 달하는 276억 달러가 부식비용(corrosion cost)으로 소모된 것이 보고된 바 있다. 미국에서 발생한 주요 사고 사례로는 2001년 미국 델라웨어시의 한 정유공장에서 일어난 저장 탱크의 폭발사고를 들 수 있는데, 이 사고의 원인은 저장 탱크로 연결된 파이프의 부식으로 인해 유출된 고압 가스였다.

국내의 경우, 부식으로 인해 발생한 화학 공장 사고의 대표적인 예로 2003년 제 1 중질유 분해 공장의 UC(unicracking) 공정 튜브에서 발생한 고온 황 부식 사고를 들 수 있다. 상기 사례에서는 부식으로 인해 두께가 얇아진 튜브가 내압에 의해 파열되면서, 내부의 증류된 중질유가 새어나와 히터의 고열에 의해 화재가 발생하였다.

이와 같이 화학 공장에서 부식에 의한 사고는 빈번하게 일어나고 있으며, 그로 인한 경제적 및 인적 피해는 매우 심각한 상황이다.

따라서 부식으로 인한 사고를 줄이고, 부식비용을 최소화하기 위한 체계적인 시스템이 필요하다. 그러나, 국내의 경우, 정유 및 석유화학 플랜트 설비 등에서 부식에 의한 사고에 대한 검사 및 제어에 관한 체계는 형식적으로만 확립되어 있거나, 아예 확립되어 있지 않는 경우가 많고, 부식이 발생할 것으로 예측되는 공정 및 설비의 위치에 대한 정보도 제대로 관리되고 있지 않다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 각종 화학 공장에 적용되어 부식 등으로 인한 사고를 방지하고, 부식 비용을 최소화할 수 있는 부식 방지 방법, 상기 방법이 수행되는 프로그램이 저장된 기록 매체 및 관리 장치에 관한 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 화학 공장 설비의 재질선택도를 확립하는 제 1 단계; 제 1 단계에서 확립된 재질선택도에 근거하여, 화학 공장 설비의 손상 메커니즘을 규명하는 제 2 단계; 및

제 2 단계에서 규명된 손상 메커니즘을 근거로 화학 공장 설비의 부식에 영향을 주는 주요 변수를 도출하는 제 3 단계를 포함하는 화학 공장의 부식 방지 방법을 제공한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 전술한 본 발명에 따른 방법을 수행할 수 있는 프로그램이 기록되고, 전자 장치로 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 전술한 본 발명 에 따른 방법에 의해 산출된 주요 변수에 대한 화학 공장 설비의 검사 가이드라인을 제시할 수 있는 처리부; 상기 처리부와 연동되어 있으며, 상기 처리부에서 제시된 검사 가이드라인에 따라 화학 공장의 설비에 대한 주요 변수를 모니터링할 수 있는 측정부; 및

상기 측정부 및 처리부와 연동되어 있으며, 상기 측정부에서 모니터링된 주요 변수가 상기 처리부에서 제시된 가이드라인을 벗어날 경우, 화학 공장의 가동 상태 또는 주요 변수의 모니터링 조건을 조절할 수 있는 제어부를 포함하는 화학 공장의 관리 장치를 제공한다.

본 발명의 방법에 따르면, 화학 공장에서 발생하는 부식과 관련된 주요 관리 및 모니터링 변수를 신뢰성 있게 도출할 수 있으며, 이를 통해 화학 공장에서 부식으로 발생할 수 있는 고장 및 그로 인한 사고를 정량화하고, 위험도를 산정하여, 설비 검사의 우선순위, 검사 방법 및 검사 주기 등에 대한 정확한 가이드라인을 확립할 수 있다. 본 발명에서는 또한, 확립된 가이드라인을 위험기반검사 등과 연동하여 관리 시스템을 구축함으로써, 화학 공장에서 발생할 수 있는 예기치 않은 공정 중단 및 정지 시간의 감소, 근무자 또는 주변 환경으로의 위험성 감소, 제품의 생산량 증대 및 질의 향상, 화학 공장 정비 및 안전 관리 시스템의 최적화를 가능하게 할 수 있다.

본 발명은, 화학 공장 설비의 재질선택도(MSD; Material Selection Diagram)를 확립하는 제 1 단계; 제 1 단계에서 확립된 재질선택도에 근거하여, 화학 공장 설비의 손상 메커니즘을 규명하는 제 2 단계; 및

제 2 단계에서 규명된 손상 메커니즘을 근거로 화학 공장 설비의 부식에 영향을 주는 주요 변수를 도출하는 제 3 단계를 포함하는 화학 공장의 부식 방지 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 부식 방지 방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 방법은 부식에 의한 대형 사고가 우려되는 각종 화학 공장의 관리 시스템 등에 적용되어, 공장 설비 및 부식 환경에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 방법에 따르면, 화학 공장의 각 개소에서 부식을 유발하는 주요 변수를 정확하게 도출할 수 있으며, 도출된 변수를 통해 부식 등으로부터 발생할 수 있는 설비의 고장 및 그로 인한 사고를 정량화하고, 위험도를 산정하여, 설비 검사의 우선 순위, 검사 방법, 검사 주기 및 일정 계획에 대한 정확한 검사 가이드라인을 확립할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 이와 같이 확립된 가이드라인을 위험기반검사(RBI; Risk based Inspection)와 연동하여 종합적인 관리 시스템을 구축할 수 있다.

본 발명의 방법이 적용될 수 있는 화학 공장의 구체적인 예에는 정유 공장 또는 석유화학 공장 등이 포함되나, 이에 제한되지 않고, 부식에 의한 사고가 우려 되는 어떠한 공장에도 적용될 수 있다.

본 발명의 제 1 단계는 본 발명의 방법이 적용될 공장과 관련된 재질선택도를 확립하는 단계이다. 본 발명에서 사용하는 용어 『재질선택도』는 화학 공장의 공정이 수행되는 주요 설비 내지 부품(ex. 공정 배관, 증류탑, 스트리퍼, 펌프, 열교환기, 밸브, 발전기, 프로브 및 송풍기 등)의 연결 관계, 원료 또는 배출물의 흐름, 공정 흐름 및 상기 설비 내지는 부품의 재질 등에 관한 종합적인 정보를 제공할 수 있는 문서를 의미한다. 정유 공장 또는 석유화학 공장 등의 화학 공장을 구성하는 주요 설비 내지 부품은 부식 물질 또는 경제성 등을 고려하여 각기 다른 재질로 이루어져 있다. 예를 들어, 정유 공장을 구성하는 주요 플랜트인 CDU(Crude Distillation Unit)의 A-컬럼(A-column)의 경우, 기본 탄소강 재질의 셀(shell)에 상부는 모넬(Monel) 또는 하스텔로이(Hastelloy) 라이닝(lining)을 가지고, 하부는 SUS 405로 라이닝(lining)되어 있다. 위와 같이 A-컬럼이 각기 상이한 재질로 이루어지는 이유는, 상기 컬럼의 상단 부분에서는 HCl 부식(HCl corrosion) 및 염 부식(salt corrosion) 등의 습식 부식(wet corrosion)이 발생할 가능성이 높고, 하부에서는 황화 부식(sulfidation) 및 나프텐산 부식(Naphthenic acid corrosion) 등의 고온 부식(High temperature corrosion)이 발생할 가능성이 높기 때문이다. 즉, 통상적으로 화학 공장에서는 상기와 같이, 각 플랜트 또는 배관 등의 설비에서 특별히 문제가 될 수 있는 요인들을 고려하여, 다양한 소재가 적용되고 있다. 본 발명의 제 1 단계는 이와 같은 다양한 설비 내지 부품을 재질이 구분하고, 그 연결 관계 및 공정 흐름을 표시한 재질선택도를 확립하는 단계이다.

이와 같은 본 발명의 제 1 단계를 수행하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 제 1 단계에서 재질선택도는, (1) 화학 공장에서 수행되는 공정에 대한 공정흐름도(PFD; Process Flow Diagram)를 확립하는 단계; 및

(2) 단계 (1)에서 확립된 공정흐름도에 각 설비별 재질을 구분하여 지정하는 단계를 포함하는 방법으로 확립될 수 있다.

상기 단계 (1)에서는 본 발명의 방법이 적용되는 화학 공장에서 수행되는 전체적인 공정 또는 개별 공정과 관련된 공정흐름도를 확립한다. 이 때 상기 공정흐름도는 공정 파이프(process piping), 주요 장치 아이템(major equipment item), 조절 밸브(control valve) 등을 포함한 주요 밸브, 타 시스템과의 연결 관계(connection with other system), 주요 바이패스 흐름(major bypass stream), 주요 재순환 흐름(major recirculation stream), 공정 데이터(ex. 온도, 압력, 질량흐름속도(mass flow rate) 또는 밀도 등) 또는 공정 스트림명(process stream name) 등의 정보를 포함할 수 있다. 본 발명에서 상기와 같은 공정흐름도를 확립하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 문헌(M.S. Ray, M.G. Sneesby, “Chemical Engineering Design Project: A Case Study Approach”, 2nd Edition, Gordan and Breach Science Publishers, ISBN 9056991361, 1998.) 등에 개시되어 있는 방법을 사용하면 된다.

상기 단계 (2)에서는 단계 (1)에서 확립된 공정흐름도에 해당 설비 내지 부품의 과거 또는 현재의 물질 사용 이력, 디자인 데이터 및 과거 이력 등을 고려하 여 각 재질을 지정한다. 상기 단계 (2)에서는 또한 개별 공정 스트림에 설치되어 있거나, 또는 추가적으로 설치될 필요가 있는 프로브와 관련된 정보를 추가로 지정할 수 있다.

첨부된 도 1은 본 발명의 일 태양에 따라 확립된 정유 공장 CDU 공정 A-컬럼부의 재질 선택도를 나타내는 도면이다. 도 1의 재질선택도는 정유 공장의 CDU 공정의 A-컬럼에 관련된 공정흐름도(PFD)를 확립한 후, 해당 공정에서 사용되는 각 설비의 재질(ex. 크롬, 듀플렉스(Duplex), 400SS, 하스텔로이 및 300SS 등), 설치된 또는 설치가 필요한 프로브를 지정함으로써 확립할 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 방식으로 재질선택도를 확립한 후, 이를 근거로 화학 공장 공정의 손상 메커니즘을 규명하게 되며, 이 단계에서는 화학 공장 전체 공정 또는 개별 공정에 관여하는 부식 물질 및 그로 인한 메커니즘이 파악될 수 있다.

본 발명의 제 2 단계에서 화학 공장 설비의 손상 메커니즘을 규명하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, (a) 화학 공장 공정과 관련된 설계 정보 및 운전 데이터 정보를 수집하는 단계; (b) 공정 스트림 내에 포함된 부식성 물질 정보를 수집하는 단계; 및 (c) 단계 (a)와 (b)에서 수집된 정보 및 미국석유협회규격 571(API 571; American Petroleum Institute Refinery Process 571)에 근거하여, 공정의 손상 메커니즘(DM; Damage Mechanism)을 규명하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 단계 (a)는 화학 공장 공정의 해당 설비의 부식 물질과 메카니즘을 규명하기 위하여, 설계 정보 및 운전 데이터를 수집하며, 이를 근거로 구체적인 공정의 온도, 압력 및 열처리 여부를 확인하는 단계이다. 이 때 확인된 공정 온도, 압력 및 열처리 여부 등은 이어지는 단계 (c)에서 손상 메커니즘을 확립하는 근거로 사용될 수 있다.

본 발명의 단계 (b)는 해당 공정 흐름에 포함된 부식성 물질에 관련된 정보를 수집하는 단계이다. 이 때 수집되는 할 부식성 물질의 예에는 황(Sulfur), 나프텐산(Naphthenic Acid), 폴리티온산(Polythionic Acid), 염화물(Chlorides), 이산화탄소(Carbon Dioxide), 암모니아(Ammonia), 시아나이드(Cyanides), 염화수소(Hydrogen Chloride), 황화수소(Hydrogen Sulfide), 불산(Hydrofluoric Acid), 황산(Sulfuric Acid), 수소, 페놀류(Phenols), 산소(Oxygen) 및 탄소(Carbon) 등이 포함되나, 이는 각 공정 및 장치의 특성에 따라 다양하게 선택되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 상기 방법에서 단계 (a) 및 (b)가 수행되는 순서는 특별히 한정되지 않으며, 순차로 또는 동시에 수행될 수 있다.

본 발명의 단계 (c)는 전술한 단계에서 수집된 정보 및 미국석유협회규격 571에 근거하여, 각 장치별 및/또는 장치 부위별 손상 메커니즘을 규명하는 단계이다. 미국석유협회규격은 정제 공정(refining process)에서 사용되는 장치에 발생할 수 있는 손상에 관한 기초 정보를 제공하는 자료로서, 위험기반검사(RBI; Risk Based Inspection)(RP 580 and Publ. 581) 및 적정성 평가(Fitness-for-Service)(RP 579) 기법을 보충하기 위한 규격이다.

미국석유협회규격 571은 60여개의 손상 메커니즘을 포괄하며, 각 메커니즘에 대한 일반적인 설명(general description of the damage), 민감성 물질(susceptible materials of construction), 임계적 요인(critical factors), 검사 방법 선택을 위한 가이드라인(inspection method selection guidelines) 및 조절 방법(control measures)을 제시하고 있다. 또한, 상기 규격에서는, 각 메커니즘의 도면 및 참조가 제공되어 있고, 추가적으로 전형적인 정제 공정 설비(refinery process unit)에서 예상되는 주요 손상 메커니즘의 요약을 포함하는 포괄적인 공정흐름도(generic process flow diagrams)도 포함되어 있다.

따라서 이 분야의 평균적 기술자는 상기 단계 (a) 및 (b)에서 수집된 데이터 및 미국석유협회규격 571의 내용에 따라, 각 공정별 손상 메커니즘을 용이하게 확립할 수 있다.

첨부된 도 2 및 3은 본 발명의 일 태양에 따라 확립된 정유 공장 A-컬럼의 손상 메커니즘을 나타내는 공정흐름도(PFD)이다. 도 2 및 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, A-컬럼의 경우, 상단 부분의 손상 메커니즘은 HCl 부식(도 2의 붉은색 부분) 등이 주를 이루며, 하단 부분의 손상 메커니즘은 고온 황화 부식(도 3의 녹색 부분)이 주를 이루고 있다. 전체적인 화학 공정, 예를 들면, CDU 공정의 손상 메커니즘도 이와 같은 방식으로 확립될 수 있으며, 상기 CDU 공정에서는 크리프/스트레스 파열(Creep/Stress rupture), 연료재 부식(Fuel ash corrosion), 산 화(Oxidation), 고온 황화 부식(High temperature sulfidation), 나프텐산 부식(Naphthenic acid corrosion), 염산 부식(Hydrochloric acid corrosion), 염화암모늄 (염) 부식(Ammonium chloride (Salt) corrosion), 습식 황화 수소 부식(Wet H2S corrosion) 및 암모니아 스트레스 부식 크래킹(Ammonia stress corrosion cracking) 등의 9가지 메커니즘이 선택될 수 있다.

본 발명의 단계 (c)에서는 또한 단위 장치별 세부 부위별로 손상 메커니즘을 규명할 수 있으며, 예를 들면, CDU 공정의 A-칼럼의 상단 부분은 HCl 부식 또는 염 부식(Salt corrosion); 중단 부분은 염 부식; 그리고 하단 부분은 나프텐산 부식 또는 고온 황화부식과 같은 각기 다른 손상 메커니즘을 가질 수 있다.

본 발명의 제 3 단계는 제 2 단계에서 규명된 손상 메커니즘을 근거로 화학 공장 설비의 부식에 영향을 주는 주요 변수(CRV; critical reliability variable)를 선정하는 단계이다.

본 발명에서 사용하는 용어 『주요 변수(CRV)』는 제 2 단계에서 확립된 손상 메커니즘을 근거로 도출된 것으로서, 화학 공장 각 설비 또는 상기 설비의 세부 부위에서 부식을 유발할 수 있는 주요 요인과 관련되어, 검사 및 모니터링이 필요한 물질과 관련된 파라미터 등을 의미할 수 있다. 이와 같은 주요 변수의 예에는 pH, Cl^- 함량, Fe 함량, 황화수소 함량, 암모니아 함량, TAN 함량, 수소분압, 온도, 압력 및 부식률 등이 포함되지만, 이는 각 공정 및 장치에 따라 다양하게 선택되는 것으로 특별히 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 제 3 단계에서 상기와 같은 주요 변수를 선별하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 미국석유협회규격(API) 571, 미국석유협회규격(API) 580 및/또는 미국석유협회규격(API) 581 등에 근거하여 선별될 수 있다. 본 발명에서는 또한 이 분야의 일반적인 동종 회사의 베스트 프렉티스(Best Practice) 등을 참고로 주요 변수를 선별하는 것도 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 일 태양에 따라 HCL 부식의 손상 메커니즘을 나타내는 CDU의 A-컬럼 상단 부분의 주요 관리 및 모니터링(Monitoring) 변수는 pH(water pH), Cl^-(water Cl^-), Fe(water Fe), 황화수소(water H₂S), 암모니아(water NH₃) 및 온도 등이 선별될 수 있다.

본 발명에서는 또한 상기 단계에 이어서, 제 3 단계에서 산출된 주요 변수를 근거로 화학 공장의 검사 가이드라인을 확립하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.

즉, 본 발명에서 상기와 같은 방식으로 선별된 주요 변수는 화학 공장에서 효과적인 가동이 이루어질 수 있는 검사 가이드라인을 확립하는 근거로 작용할 수 있다. 상기에서 검사 가이드라인은 화학 공장의 각 설비별 검사 방법, 검사 위치, 검사된 주요 변수의 최대 또는 최소 허용치 및 검사 주기 등에 관한 포괄적인 정보를 제공하는 시스템이다. 본 발명에서 주요 변수를 근거로 가이드라인을 확립하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 미국석유협회규격(API) 571, 미국석유 협회규격(API) 580 및/또는 미국석유협회규격(API) 581 등의 문헌을 참고로 확립될 수 있다. 본 발명에서는 또한, 상기 가이드라인의 확립을 이 분야의 일반적인 동종 기업의 베스트 프렉티스(Best Practice) 또는 케미컬 벤더 가이드라인(Chemical Vendor Guideline) 등을 참고로 상기 가이드라인을 확립하는 것도 가능하다. 첨부된 도 4는 상기와 같은 방식으로 선별된 화학 공정의 주요 변수 및 검사 가이드라인을 나타내는 도면이다. 또한, 상기에서 예로 든 CDU의 A-컬럼의 경우, 예를 들면, 상단 부분의 HCl 부식 메커니즘의 주요 변수에서 pH는 6 내지 7, Cl^-는 30 ppm 미만, Fe는 1 ppm 미만으로 가이드라인이 제시될 수 있다.

본 발명은 또한, 전술한 본 발명에 따른 방법을 수행하는 프로그램이 기록되고, 전자 장치로 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.

즉, 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성될 수 있으며, 이 때 상기 프로그램을 구성하는 각 코드 또는 코드 세그먼트는, 본 발명의 방법의 요지를 해하지 않는 범위 내에서, 이 분야의 평균적 기술자에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

상기 프로그램은 컴퓨터 등이 판독할 수 있는 정보저장매체(computer reader media)에 저장되어, 컴퓨터 등에 의해 읽혀지고 실행될 수 있다. 이 때 상기 정보저장매체의 예로는 자기기록매체, 광기록매체 및 캐리어웨이브 매체 등이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은 또한, 전술한 본 발명의 방법에 따라 산출된 주요 변수에 관한, 화학 공장 검사 가이드라인을 제시할 수 있는 처리부; 상기 처리부와 연동되어 있으며, 상기 처리부에서 제시된 가이드라인에 따라 화학 공장의 설비에 대한 주요 변수를 모니터링할 수 있는 측정부; 및

상기 측정부 및 처리부와 연동되어 있으며, 상기 측정부에서 모니터링된 주요 변수가 상기 처리부에서 제시된 가이드라인을 벗어날 경우, 화학 공장의 가동 상태 또는 주요 변수의 모니터링 조건을 조절할 수 있는 제어부를 포함하는 화학 공장의 관리 장치에 관한 것이다.

상기 본 발명의 관리 장치는 본 발명의 방법에 따라 구해진 가이드라인에 근거하여, 실제 화학 공장의 각 설비의 주요 변수를 온라인 또는 오프라인 모니터링하고, 그 결과를 적절히 피드백함으로써 장치 또는 공장 가동 조건의 신뢰성을 확보할 수 있는 통합 관리 시스템이다. 구체적으로, 상기 관리 장치의 처리부에서 도출된 주요 변수, 가이드라인 또는 상기 정보가 수록된 DB는 화학 공장에서 부식으로 인해 발생할 수 있는 설비의 고장 및 그로 인한 사고의 정량적인 예측을 통하여, 설비의 위험도를 산정하고, 설비 검사의 우선 순위, 검사 방법, 주요 변수의 최대 또는 최소 허용치, 검사 주기 및 일정 계획과 같은 검사 가이드라인에 관한 정보를 상기 측정부에 제공할 수 있다. 또한, 상기 측정부에서는, 이와 같은 근거에 따라 주요 변수에 대한 모니터링을 수행하여, 모니터링된 수치가 상기 가이드라 인에서 제시된 기준(허용치)을 초과 또는 미달하는 경우에는 이를 제어부로 전달하고, 이를 통해 상기 제어부에서는 화학 공장의 운전 상태 또는 측정부에서의 모니터링 방법을 최적화함으로써, 화학 공장의 부식 등의 손상 관리를 최소한의 노력과 비용으로 수행하여, 예기치 않는 공정 중단 횟수의 감소, 정지 시간의 감소, 근무자의 위험성 경감, 생산량 증대, 부품의 질 향상, 설비 정비의 최적화의 실현, 설비의 안전관리 및 정비 체계의 혁신 등을 가져올 수 있다.

본 발명의 관리 장치에서 상기 전산처리부, 측정부 및 제어부를 구성하는 구체적인 내용은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야의 평균적 기술자는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 상기 관리 장치의 최적 구성을 용이하게 선택할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 태양에 따라 확립된 정유 공장 CDU 공정의 재질선택도를 나타내는 도면이다.

도 2 및 3은 본 발명의 일 태양에 따라 확립된 정유 공장 CDU 공정의 손상 메커니즘을 나타내는 공정흐름도이다.

도 4은 본 발명의 일 태양에 따라 확립된 화학 공정의 주요 변수 및 운전 가이드라인을 나타내는 도면이다.

Claims (14)

1. 화학 공장 설비의 재질선택도를 확립하는 제 1 단계; 제 1 단계에서 확립된 재질선택도에 근거하여, 화학 공장 설비의 손상 메커니즘을 규명하는 제 2 단계; 및 제 2 단계에서 규명된 손상 메커니즘을 근거로 화학 공장 설비의 부식에 영향을 주는 주요 변수를 도출하는 제 3 단계를 포함하는 화학 공장의 부식 방지 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 화학 공장은 정유 공장 또는 석유화학 공장인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 제 1 단계는, (1) 화학 공장에서 수행되는 공정에 대한 공정흐름도를 확립하는 단계; 및

   (2) 단계 (1)에서 확립된 공정흐름도에 각 설비별 재질을 구분하여 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 공정흐름도는 공정 파이프, 공정 장치 아이템, 공정 주요 밸브, 공정 시스템간의 연결 관계, 바이패스 흐름, 재순환 흐름, 공정 온도, 공정 압력, 공정의 질량흐름속도, 공정 밀도 및 공정 스트림명으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 제 2 단계는, (a) 화학 공장 공정과 관련된 설계 정보 및 운전 데이터 정보를 수집하는 단계; (b) 공정 스트림 내에 포함된 부식성 물질 정보를 수집하는 단계; 및

   (c) 단계 (a)와 (b)에서 수집된 정보 및 미국석유협회규격 571에 근거하여, 공정의 손상 메커니즘을 규명하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 단계 (a)에서 수집된 설계 정보 및 운전 데이터를 근거로 공정 온도, 공정 압력 또는 공정 열처리 여부를 확인하는 단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 부식성 물질이 황, 나프텐산, 폴리티온산, 염화물, 이산화탄소, 암모니아, 시아나이드, 염화수소, 황화수소, 불산, 황산, 수소, 페놀류, 산소 및 탄소로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 주요 변수는 pH, Cl^- 함량, Fe 함량, 황화수소 함량, 암모니아 함량, TAN 함량, 수소분압, 온도, 압력 및 부식률로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서, 주요 변수는 미국석유협회규격 571, 미국석유협회규격 580 및 미국석유협회규격 581으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서, 제 3 단계는 산출된 주요 변수를 근거로 화학 공장의 검사 가이드라인을 확립하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 검사 가이드라인은 미국석유협회규격 571, 미국석유협회규격 580 및 미국석유협회규격 581로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 근거하여 확립되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한에 따른 방법을 수행하는 프로그램이 기록되고, 전자 장치로 판독 가능한 기록 매체.
13. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 산출된 주요 변수에 관한, 화학 공장 검사 가이드라인을 제시할 수 있는 처리부; 상기 처리부와 연동되어 있으며, 상기 처리부에서 제시된 가이드라인에 따라 화학 공장의 설비에 대한 주요 변수를 모니터링할 수 있는 측정부; 및

    상기 측정부 및 처리부와 연동되어 있으며, 상기 측정부에서 모니터링된 주요 변수가 상기 처리부에서 제시된 가이드라인을 벗어날 경우, 화학 공장의 가동 상태 또는 주요 변수의 모니터링 조건을 조절할 수 있는 제어부를 포함하는 화학 공장의 관리 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 검사 가이드라인은 설비 검사의 우선 순위, 검사 방법, 주요 변수의 최대 허용치, 주요 변수의 최소 허용치, 검사 주기 및 검사 일정 계획으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

Images