KR20200021213A - Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법 - Google Patents

Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200021213A
KR20200021213A KR1020180096697A KR20180096697A KR20200021213A KR 20200021213 A KR20200021213 A KR 20200021213A KR 1020180096697 A KR1020180096697 A KR 1020180096697A KR 20180096697 A KR20180096697 A KR 20180096697A KR 20200021213 A KR20200021213 A KR 20200021213A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
meg
unit
distillation unit
salt
water
Prior art date
Application number
KR1020180096697A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102097116B1 (ko
Inventor
서유택
김현호
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020180096697A priority Critical patent/KR102097116B1/ko
Priority to US16/542,350 priority patent/US10822294B2/en
Publication of KR20200021213A publication Critical patent/KR20200021213A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102097116B1 publication Critical patent/KR102097116B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/34—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping with one or more auxiliary substances
    • B01D3/40—Extractive distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C29/80—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation
    • C07C29/84—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation by extractive distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/06—Flash distillation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B01D3/148—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step in combination with at least one evaporator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/32—Other features of fractionating columns ; Constructional details of fractionating columns not provided for in groups B01D3/16 - B01D3/30
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation
    • C07C29/76—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment
    • C07C29/80—Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation by physical treatment by distillation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

본 발명은 MEG 회수 장치 및 MEG 회수 방법으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치는, 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함하는 원료에서 MEG를 회수하는 장치로서, 원료 공급부로부터 상기 원료를 공급받아 상기 저용해도 염을 제거하는 전처리부, 상기 전처리부에 연결되고, 상기 저용해도 염이 제거된 상기 원료를 공급받아 상기 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 증류부, 상기 증류부와 연결되고, 상기 처리용액의 적어도 일부를 공급받아 기화시키는 플래쉬 드럼부, 상기 플래쉬 드럼부와 연결되고, 상기 처리용액 내의 상기 고용해도 염을 제거하는 고용해도 염 제거부, 상기 플래쉬 드럼부와 연결되고, 기화된 MEG를 추출하는 추출부, 및 상기 증류부 및 상기 추출부와 연결되고, MEG를 회수하는 회수부를 포함하고 상기 증류부는 기화된 물 및 외부의 고압증기가 유입되는 증기 이젝터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

MEG 회수 장치 및 MEG 회수 방법 {Device for regenerating mono-ethylene glycol and method for regenerating mono-ethylene glycol}
본 발명은 MEG 회수 장치 및 MEG 회수 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, MEG 회수 과정에서 증류부 내에 고용해도 염이 침적되는 것을 방지하고 고농도의 MEG를 회수할 수 있는 MEG 회수 장치 및 MEG 회수 방법에 관한 것이다.
가스 하이드레이트(gas hydrate)란 저온, 고압의 조건에서 물분자로 이루어진 공동 내로 메탄, 에탄, 프로판 등과 같은 가스가 갇히며 물리적인 결합에 의해 형성되는 화합물이다. 심해저 가스전 개발은 저온, 고압의 조건으로 탄화수소가 육지로 운송되는데 가스 하이드레이트가 생성될 위험이 크다. 일반적으로 열역학적 하이드레이트 저해제를 주입하여 하이드레이트 생성 조건을 저온 고압 조건으로 이동시킨다.
대표적인 하이드레이트 열역학적 저해제는 메탄올과 모노에틸렌글리콜(mono-etylene glycol; MEG)이 있다. 메탄올의 경우, 물보다 휘발성이 높아 가스전에 적합하지 않아, 일반적으로 가스전에서는 열역학적 저해제로 MEG를 주입한다. MEG의 경우, 물보다 휘발성이 적어 가스전에 적합하지만, 하이드레이트 생성방지를 위해 필요한 주입양이 많고 가격이 비싸 회수 공정을 통한 재회수가 필수적이다.
MEG는 가장 간단한 2가 알코올로써, 에틸렌 옥시드의 수화 반응으로 제조되며, 냄새와 색이 없으며, 끈적끈적하고 단맛이 나는 특징을 가진다. MEG는 해상 및 가스 산업에서 하이드레이트의 형성을 제어하는 것 외에, 자동자 엔진 냉각수의 동결방지용 부동액, 유압브레이크의 작동액, 폴리에스테르 섬유의 원료 및 플라스틱의 원료로 사용되는 등 산업전반에 널리 사용될 수 있다.
MEG 회수공정은 한 번에 모든 염을 제거하고 물을 기화하여 고농도의 MEG용액을 얻는 전체 처리 방식(Full stream concept)과 전처리 과정에서 2가염을 제거한 후, 증류기를 통해 물을 기화시키고 흐름 중 일부의 고농도염을 제거하여 적정 수준의 염을 포함한 고농도의 MEG를 회수하는 부분 처리 방식(Slip stream concept)이 있다. 2가지의 MEG 회수공정 중, 전체 처리 방식은 많은 에너지 소모가 필요하다는 단점이 있어, 부분 처리방식이 대두되고 있다.
부분 처리 방식은 고농도의 MEG를 회수하기 위하여 증류기에서 많은 물을 기화시키기 위하여 리보일러 온도를 높게 유지하게 된다. 이때 높은 온도로 인해 MEG가 열분해하게 되고, 이로 인해 하이드레이트 저해제로서 재사용시 성능 저하의 위험이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 증류부를 저진공 상태로 유지하여 증류부의 운전온도를 낮출 수 있는 MEG 회수 장치 및 MEG 회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 공정 비용을 절감하고, 고농도의 MEG를 회수할 수 있는 MEG 회수 장치 및 MEG 회수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함하는 원료에서 MEG를 회수하는 장치로서, 원료 공급부로부터 상기 원료를 공급받아 상기 저용해도 염을 제거하는 전처리부, 상기 전처리부에 연결되고, 상기 저용해도 염이 제거된 상기 원료를 공급받아 상기 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 증류부, 상기 증류부와 연결되고, 상기 처리용액의 적어도 일부를 공급받아 기화시키는 플래쉬 드럼부, 상기 플래쉬 드럼부와 연결되고, 상기 처리용액 내의 상기 고용해도 염을 제거하는 고용해도 염 제거부, 상기 플래쉬 드럼부와 연결되고, 기화된 MEG를 추출하는 추출부, 및 상기 증류부 및 상기 추출부와 연결되고, MEG를 회수하는 회수부를 포함하고, 상기 증류부는 기화된 물 및 외부의 고압증기가 유입되는 증기 이젝터를 포함하는, MEG 회수장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증류부는 상기 증류부 및 상기 증기 이젝터와 연결되고, 상기 증류부에서 기화된 물 일부가 유입되어 고압증기를 만드는 압출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 압출부에서 만들어진 고압증기는 상기 증기 이젝터로 이송될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증기 이젝터는 상기 증류부에서 기화된 물 및 외부의 고압증기가 유입되어 상기 증류부 내부를 저진공 상태로 유지하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증기 이젝터는 상기 증류부에서 기화된 물 및 상기 압출부로부터 만들어지는 고압증기가 유입되어 상기 증류부 내부를 저진공 상태로 유지하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 저진공 상태는 0.4bar 내지 0.6bar 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증류부의 가열온도는 상기 물의 끓는점보다 높고, 상기 MEG의 끓는점 보다 늦을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증류부의 가열온도는 120℃ 내지 130℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고용해도 염은 1가염, 상기 저용해도 염은 2가염일 수 있다.
그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, (a) 상기 원료에서 상기 저용해도 염을 제거하는 단계, (b) 상기 저용해도 염이 제거된 상기 원료에서 상기 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 단계, (c) 상기 처리용액 내의 상기 고용해도 염을 제거하는 단계, (d) 상기 고용해도 염이 제거된 기화된 MEG를 추출하는 단계, 및 (e) 상기 MEG를 회수하는 단계를 포함하고, 상기 (b) 단계는, 기화된 물 및 외부의 고압증기가 증류부의 증기 이젝터로 유입되어 저진공 상태에서 진행되는, MEG 회수방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 증류부는, 상기 증류부 및 상기 증기 이젝터와 연결되고, 상기 증류부에서 기화된 물 일부가 유입되어 고압증기를 만드는 압출부를 더 포함하고, 상기 (b) 단계에서, 상기 기화된 물 및 상기 압출부로부터 만들어지는 고압증기가 상기 증기 이젝터로 유입되어 저진공 상태에서 진행될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 저진공 상태는 0.4bar 내지 0.6bar일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 물의 기화를 위한 가열온도는 상기 물의 끓는점보다 높고, 상기 MEG의 끓는점보다 낮을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가열온도는 120℃ 내지 130℃일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고용해도 염은 1가염, 상기 저용해도 염은 2가염일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 증류부를 저진공 상태로 유지하여 증류부의 운전온도를 낮출 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공정 비용을 절감하고, 고농도의 MEG를 회수할 수 있는 효과가 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 부분 처리 방식 MEG 회수장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MEG 회수장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 증류부 운전 압력에 따른 고농도 MEG 회수를 위해 필요한 운전온도(가열온도)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치의 경제성 평과 결과를 나타낸다.
도 6은 고용해도 염과 저용해도 염을 구분한 표이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 부분 처리 방식(slip stream) MEG 회수장치(50)를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 부분 처리 방식 MEG 회수장치(50)는 전처리부(51), 증류부(52), 플래쉬 드럼(53) 및 회수부(54)를 포함한다. 부분 처리 방식으로 MEG를 회수하는 공정은 아래와 같다.
먼저, 원료가 공급되면, 전처리부(51)에서 저용해도 염을 제거한다. 제거된 저용해도 염은 저용해도 염 제거부(51a)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이어서, 증류부(52)에서 물과 MEG를 분리한다. 물은 물 배출부(52a)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이어서 분리된 MEG에서 일정량을 바이패스(bypass)시켜 플래쉬 드럼(53)을 통해 기화시키고, 고용해도 염을 제거한다. 고용해도 염은 고용해도 염 제거부(53a)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 플래쉬 드럼(53)에서 기화된 MEG는 MEG 추출부(53b)를 지나, 증류부(52)에서 분리된 MEG의 메인 흐름과 합쳐져, 회수부(54)에서 고농도의 MEG로 회수될 수 있다.
종래의 부분 처리 방식은 에너지 효율이 높지만, 증류부(52)에서만 많은 물을 기화시키기 위해 리보일러(re-boiler)의 온도가 높게 유지되기 때문에 공정 비용이 과다하게 소모되는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수장치를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 MEG 회수 장치(100)는 심해저 가스전 개발 장치에 적용되어 하이드레이트 생성을 저해하는데 사용하는 MEG를 회수하는 장치로서, 증류부를 저진공 상태로 유지하여 증류부의 운전온도를 낮추어 공정 비용을 절감하고, 고농도의 MEG를 회수하는 것을 특징으로 한다.
이를 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수장치(100)는 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함하는 원료에서 MEG를 회수하는 장치(100)로서, 원료 공급부로부터 원료를 공급받아 저용해도 염을 제거하는 전처리부(110), 전처리부(110)에 연결되고, 저용해도 염이 제거된 원료를 공급받아 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 증류부(120), 증류부(120)와 연결되고, 처리용액 내의 고용해도 염을 제거하는 플래쉬 드럼부(130), 플래쉬 드럼부(130)에 연결되고, 고용해도 염이 제거된 기화된 MEG를 추출하는 추출부(140) 및 추출부(140)와 연결되고, MEG를 회수하는 회수부(150)를 포함하며, 증류부(120)는 기화된 물 및 외부의 고압증기가 유입되는 증기 이젝터(121)를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 방법은 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함하는 원료에서 MEG를 회수하는 방법으로서, (a) 원료에서 상기 저용해도 염을 제거하는 단계, (b) 저용해도 염이 제거된 원료에서 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 단계, (c) 처리용액 내의 고용해도 염을 제거하는 단계, (d) 고용해도 염이 제거된 기화된 MEG를 추출하는 단계, 및 (e) MEG를 회수하는 단계를 포함한다. 이때, (b) 단계는, 기화된 물 및 외부의 고압증기가 증류부의 증기 이젝터로 유입되어 저진공 상태에서 진행된다.
도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치(100)는, 전처리부(110), 증류부(120), 플래쉬 드럼(130), 추출부(140) 및 회수부(150)를 포함한다.
원료는 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 고용해도 염이란 저용해도 염에 대비되는 물에 잘 녹는 염(high soluble salts)으로서, 온도가 높아짐에 따라 용해도가 증가하며, 주로 1가염인 NaCl, KCl, NaOH 등이 포함된다. 저용해도 염이란 물에 잘 녹지 않는 염(low soluble salts)으로서, 온도가 높아짐에 따라 용해도가 감소하며, 주로 2가염인 CaCo3, CaSO4, BaSO4, BaCO3 등이 포함된다. 도 6을 참조하면, "soluble"로 표시된 염은 고용해도 염, "insoluble" 또는 "slighty soluble"로 표시된 염은 저용해도 염에 포함될 수 있다.
전처리부(110)는 원료 공급부(미도시)로부터 원료를 공급받아 저용해도 염을 제거할 수 있다. 전처리부(110)는 원료를 수용하는 탱크(미도시) 및 원료를 가열하는 가열부(미도시)를 포함할 수 있다. 저용해도 염은 온도가 높아질수록 용해도가 감소되므로, 가열부는 원료를 가열함에 따라 저용해도 염을 석출시킬 수 있다. 석출된 저용해도 염은 저용해도 염 제거부(110a)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 저용해도 염 제거부(110a)는 원심분리기(미도시), 필터(미도시) 등을 구비하여 고체로 석출된 저용해도 염을 처리할 수 있고, 순환파이프(미도시), 펌프(미도시) 등을 구비하여 원료를 다시 전처리부(110)의 탱크로 순환시킬 수도 있다. 이 외에도, 전처리부(110)에는 저용해도 염을 제거하는 공지의 구성이 채용될 수 있다.
증류부(120)는 전처리부(110)에 연결되고, 저용해도 염이 제거된 원료(또는, 흐름; S)를 공급받아 저용해도 염이 제거된 원료(S)내의 물을 기화시킬 수 있다. 본 명세서에서, 증류부(120)에서 물이 기화되면서 생성되는 용액을 처리용액(S1)이라고 지칭한다.
증류부(120)는 증류탑으로 형성되어 분별증류 방식으로 저용해도 염이 제거된 원료(S) 내의 물을 증발, 기화시킬 수 있다. 증류부(120)는 상압 조건에서 물을 기화시킬 수 있고, 물을 기화시키기 위해 물의 끓는점보다 높은 온도로 가열을 수행할 수 있다.
증류부(120)에서 기화된 물은 증기 이젝터(121)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
도 1의 종래의 부분 처리 방식 MEG 회수 장치(50)는 증류부(52)에서만 많은 물을 기화시키기 위해 리보일러(re-boiler)의 온도가 높게 유지된다는 문제가 발생함은 상술한 바 있다.
반면에, 본 발명은 증류부(120)의 가열온도(운전온도)를 낮추기 위하여 증기 이젝터(121)를 더 포함한다. 증기 이젝터(121)는 상기 증류부(120)와 연결되고, 증류부(120)에서 기화된 물 및 외부의 고압증기가 유입되어 상기 증류부(120)를 저진공 상태로 유지한다.
증기 이젝터(121)는 펌프의 일종으로 고압의 증기를 동력원으로 하여 펌프와 같은 효과를 얻는 장치로, 고압의 증기가 증기 이젝터를 통과하면서 증류부의 압력을 낮추어 저진공 상태로 만든다.
더욱 상세하게는, 고압증기는 증기 이젝터(121) 내의 챔버로 고속분사되고, 기화된 물(흡입유체)는 고압증기와 함께 좁을 통로를 빠르게 흐르며 매우 낮은 압력이 형성되게 되고, 이로 인해 증류부(120)의 압력을 낮추어 저진공 상태로 만든다.
이에 본 발명에서, 증기 이젝터(121)는 증류부(120)와 연결되어 있는 것으로, 외부에서 얻어지는 고압증기와 증류부(120)에서 기화된 물을 이용하여 증류부(120)를 저진공 상태로 유지하게 된다. 이때, 상기 저진공 상태는 0.4bar 내지 0.6bar를 범위의 진공일 수 있다.
증류부(120)에서 물을 기화시키기 위하여, 증류부(120)의 가열온도는 물의 끓는점보다 높고, MEG의 끓는점보다 낮은 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는 상기 증류부의 가열온도는 120℃ 내지 130℃이다.
도 4는 증류부 운전 압력에 따른 고농도 MEG 회수를 위해 필요한 운전온도(가열온도)를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참고하면 종래의 부분 처리 방식의 경우, 증류부 운전 조건은 약 1~1.5bar로 증류부의 가열온도(운전온도)는 140℃ 내지165℃로 매우 높은 온도에서 진행된다. MEG의 경우 160℃ 부근에서 열분해 가능성이 있어 회수 후 재주입할 경우 하이드레이트 저해제로써의 성능이 떨어지게 된다.
하지만, 본 발명에 따른 부분 처리 방식의 경우, 증류부(120)를 저진공 상태로 유지, 일 예로, 0.4bar 내지 0.6bar로 유지하여, 증류부(120)의 가열온도(운전온도)를 120℃ 내지 130℃로 낮출 수 있다.
플래쉬 드럼부(130)는 증류부(120)에 연결되며, 증류부(120) 로부터 적어도 일부의 처리용액(S1)을 전달받을 수 있다. 그리고, 처리용액(S1) 내의 고용해도 염을 제거할 수 있다.
더욱 상세하게는, 증류부(120)로부터 분리된 처리용액(S1)의 일정량을 바이패스(bypass)시켜 플래쉬 드럼(130)을 통해 고온, 저압의 환경에서 MEG를 증발시킨다. 고온 저압의 환경에서 처리용액(S1) 내의 MEG는 증발되어 기체상태로 존재할 수 있고, 고용해도 염은 슬러지 상태로 존재할 수 있다. 상기 고용해도 염 슬러지는 상기 플래쉬 드럼부(130)와 연결되어 있는 고용해도 염 배출부(130a)를 통해 외부로 배출 할 수 있다.
추출부(140)는 플래쉬 드럼부(130)와 연결되며, 플래쉬 드럼부(130)로부터 기화된 기체 상태의 MEG를 전달받을 수 있다. 상기 기체 상태의 MEG는 냉각, 액화 될 수 있다.
회수부(150)는 증류부(120) 및 추출부(140)와 연결되고, 추출부(140)에서 처리된 고농도의 MEG를 회수할 수 있다.
또한, 회수부(150)는 증류부(120)에서 분리된 처리용액(S1) 및 상기 추출부(140)에서 처리된 MEG가 합쳐져 고농도의 MEG로 회수할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MEG 회수장치(100')를 나타내는 개략도이다. 도 3에서 도2와 동일한 참조 부호를 가지는 구성은 동일한 구성이므로, 그 설명을 생략하고 차이점에 대해서만 설명한다.
도 3을 참조하면, 압출부(122)가 증류부(120) 및 증기 이젝터(121)에 더 연결될 수 있다. 압출부(122)는 증류부(120) 로부터 기화된 물의 일부를 전달받아 압축기를 이용하여 고압증기로 만들어 준다. 압출부(122)에서 만들어진 고압증기는 증기 이젝터(121)로 이송되게 된다. 이 경우, 증류부(120)로부터 생산되는 물을 고압증기로 변화하여 사용하는 것으로 고압 증기로 인한 운전 비용이 절감되는 효과를 나타낼 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MEG 회수 장치의 경제성 평과 결과를 나타낸다.
CAPEX의 경우, 장치 구매 비용 및 설치에 필요한 모든 비용을 포함하는 수치이며, OPEX는 15년동안 운전되는 에너지 소모를 고려한 운전 비용을 포함하는 수치이다. 단위는 Million $이다.
도 5를 참조하면, 종래 방식은 CAPEX 8.05, OPEX 205.16이며, 본 발명은 CAPEX 7.81, OPEX 194.13로 나타난다. 총 비용은 종래 기술 213.21, 본 발명은 200.38로 본 발명이 종래 기술 대비 비용이 약 6% 감소됨을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명은 증류부를 저진공 상태로 유지하여 증류부의 운전온도를 낮출 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공정 비용을 절감하고, 고농도의 MEG를 회수할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
100: MEG 회수 장치
110: 전처리부
110a: 저용해도 염 제거부
120: 증류부
121: 증기 이젝터
122: 압출부
130: 플래쉬 드럼부
131a: 고용해도 염 제거부
140: 추출부
150: 회수부

Claims (15)

  1. 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함하는 원료에서 MEG를 회수하는 장치로서,
    원료 공급부로부터 상기 원료를 공급받아 상기 저용해도 염을 제거하는 전처리부;
    상기 전처리부에 연결되고, 상기 저용해도 염이 제거된 상기 원료를 공급받아 상기 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 증류부;
    상기 증류부와 연결되고, 상기 처리용액의 적어도 일부를 공급받아 기화시키는 플래쉬 드럼부;
    상기 플래쉬 드럼부와 연결되고, 상기 처리용액 내의 상기 고용해도 염을 제거하는 고용해도 염 제거부;
    상기 플래쉬 드럼부와 연결되고, 기화된 MEG를 추출하는 추출부; 및
    상기 증류부 및 상기 추출부와 연결되고, MEG를 회수하는 회수부
    를 포함하고
    상기 증류부는 기화된 물 및 외부의 고압증기가 유입되는 증기 이젝터를 포함하는, MEG 회수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증류부는,
    상기 증류부 및 상기 증기 이젝터와 연결되고, 상기 증류부에서 기화된 물 일부가 유입되어 고압증기를 만드는 압출부를 더 포함하는, MEG 회수장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압출부에서 만들어진 고압증기는 상기 증기 이젝터로 이송되는, MEG 회수장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 증기 이젝터는 상기 증류부에서 기화된 물 및 상기 외부의 고압증기가 유입되어 상기 증류부 내부를 저진공 상태로 유지하는, MEG 회수장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 증기 이젝터는 상기 외부의 고압증기 및 상기 압출부로부터 만들어지는 고압증기가 유입되어 상기 증류부 내부를 저진공 상태로 유지하는, MEG 회수장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 저진공 상태는 0.4bar 내지 0.6bar 인, MEG 회수장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 증류부의 가열온도는 상기 물의 끓는점보다 높고, 상기 MEG의 끓는점보다 낮은, MEG 회수장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 증류부의 가열온도는 120℃ 내지 130℃인, MEG 회수장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고용해도 염은 1가염, 상기 저용해도 염은 2가염인, MEG 회수 장치.
  10. 물, MEG(mono-ethylene glycol), 고용해도 염, 저용해도 염을 포함하는 원료에서 MEG를 회수하는 방법으로서,
    (a) 상기 원료에서 상기 저용해도 염을 제거하는 단계;
    (b) 상기 저용해도 염이 제거된 상기 원료에서 상기 물을 기화시켜 처리용액을 생성하는 단계;
    (c) 상기 처리용액 내의 상기 고용해도 염을 제거하는 단계;
    (d) 상기 고용해도 염이 제거된 기화된 MEG를 추출하는 단계; 및
    (e) 상기 MEG를 회수하는 단계
    를 포함하고,
    상기 (b) 단계는, 기화된 물 및 외부의 고압증기가 증류부의 증기 이젝터로 유입되어 저진공 상태에서 진행되는, MEG 회수방법.
  11. 제10항에 있어서,
    증류부는, 상기 증류부 및 상기 증기 이젝터와 연결되고, 상기 증류부에서 기화된 물 일부가 유입되어 고압증기를 만드는 압출부를 더 포함하고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 기화된 물 및 상기 압출부로부터 만들어지는 고압증기가 상기 증기 이젝터로 유입되어 저진공 상태에서 진행되는, MEG 회수방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 저진공 상태는 0.4bar 내지 0.6bar 인, MEG 회수방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 물의 기화를 위한 가열온도는 상기 물의 끓는점보다 높고, 상기 MEG의 끓는점보다 낮은, MEG 회수방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 가열 온도는 120℃ 내지 130℃인, MEG 회수방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 고용해도 염은 1가염, 상기 저용해도 염은 2가염인, MEG 회수방법.
KR1020180096697A 2018-08-20 2018-08-20 Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법 KR102097116B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180096697A KR102097116B1 (ko) 2018-08-20 2018-08-20 Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법
US16/542,350 US10822294B2 (en) 2018-08-20 2019-08-16 Device for regenerating mono-ethylene glycol and method for regenerating mono-ethylene glycol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180096697A KR102097116B1 (ko) 2018-08-20 2018-08-20 Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200021213A true KR20200021213A (ko) 2020-02-28
KR102097116B1 KR102097116B1 (ko) 2020-04-03

Family

ID=69638314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180096697A KR102097116B1 (ko) 2018-08-20 2018-08-20 Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10822294B2 (ko)
KR (1) KR102097116B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104645651A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 普罗舎纳特公司 处理用于天然气开采的溶剂如单乙二醇的灵活方法
KR20160060957A (ko) * 2014-11-21 2016-05-31 대우조선해양 주식회사 Ｍｅｇ 재생 시스템
KR20170071912A (ko) * 2015-12-16 2017-06-26 대우조선해양 주식회사 Ｍｅｇ 재생 시스템
KR101795003B1 (ko) * 2016-11-10 2017-11-08 서울대학교 산학협력단 Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104645651A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 普罗舎纳特公司 处理用于天然气开采的溶剂如单乙二醇的灵活方法
KR20160060957A (ko) * 2014-11-21 2016-05-31 대우조선해양 주식회사 Ｍｅｇ 재생 시스템
KR20170071912A (ko) * 2015-12-16 2017-06-26 대우조선해양 주식회사 Ｍｅｇ 재생 시스템
KR101795003B1 (ko) * 2016-11-10 2017-11-08 서울대학교 산학협력단 Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102097116B1 (ko) 2020-04-03
US20200102258A1 (en) 2020-04-02
US10822294B2 (en) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101795003B1 (ko) Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법
EP1415965B1 (fr) Procédé de régenération d'une solution aqueuse de glycol contenant des sels
RU2564034C2 (ru) Способ и устройство для отделения многозарядных катионов от моноэтиленгликоля
DK2878589T3 (en) FLEXIBLE PROCEDURE FOR SOLVENT TREATMENT USED FOR NATURAL GAS EXTRACTION
CA2927287C (en) Blowdown recycle method and system for increasing recycle and water recovery percentages for steam generation units
KR102129505B1 (ko) 원유 및 천연 가스 공정 시설에서 생산수처리 공정
KR101805491B1 (ko) Ｍｅｇ 재생 시스템
KR20160060959A (ko) Ｍｅｇ 재생 시스템
AU2011377433B2 (en) Regeneration of kinetic hydrate inhibitor
KR102097116B1 (ko) Meg 회수 장치 및 meg 회수 방법
KR101665452B1 (ko) Ｍｅｇ 재생 시스템
KR102008834B1 (ko) Meg 재생장치
CA2922216C (en) System and method for treating produced water having a flash vaporization system for removing dissolved gases from produced water
KR101662174B1 (ko) Meg 회수 장치
KR102439757B1 (ko) 알칼리 토금속 염을 함유하는 스트림으로부터 처리액을 회수하는 방법
NO342676B1 (en) Hydrate inhibitor recovery system
KR102119474B1 (ko) Meg 재생장치
KR102097609B1 (ko) Meg 재생장치
KR102073130B1 (ko) Meg 재생장치
KR102073129B1 (ko) Meg 재생장치
KR101527394B1 (ko) 원료 내 회수대상물질을 회수하는 공정에 구비되는 저용해도 염 제거장치
KR102097608B1 (ko) Meg 재생장치
KR102474093B1 (ko) 염 제거용 후처리장치
RU2637792C1 (ru) Способ низкотемпературной подготовки низконапорного нефтяного газа на промысле
KR101767553B1 (ko) Ｍｅｇ 재생 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant