석유화학 플랜트용 멤브레인 시스템
가스 흐름에서 불순물을 제거하면 귀중한 가스를 재활용하고 재사용하여 비용을 절감할 수 있습니다. 가스 혼합물은 원하는 반응을 얻기 위해 여러 번 순환될 수도 있습니다.
메탄올 퍼지로부터 수소 회수
메탄올은 합성 가스 흐름을 촉매 반응기에 도입하여 생산됩니다. 합성 가스는 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 메탄, 질소, 아르곤과 같은 불활성 부산물로 구성됩니다. 메탄올 전환은 첫 번째 통과에서 완전히 합성되지 않으므로, 구성 성분을 순환시켜 여러 번 반응시켜야 합니다. 이 과정에서 불활성 부산물이 축적되었다가 제거됩니다.
생성된 퍼지 가스에는 합성 가스 성분이 고농도로 함유되어 있습니다. 또한 액화 단계에서 제거되지 않는 메탄올도 포함되어 있습니다. 이 메탄올을 회수하지 않으면 제품 손실로 이어져 비용이 많이 들 수 있습니다.
PRISM 멤브레인 시스템은 퍼지 스트림에서 메탄올을 생성 가스로 분리하고 수소를 합성 루프로 되돌려 보내는 방식으로 처리합니다. 이 시스템에는 일반적으로 퍼지 과정에서 손실되는 메탄올을 회수하기 위한 수분 스크러버가 포함됩니다. PRISM 멤브레인은 수소의 90%와 탄소 산화물의 60%를 회수합니다. 이 시스템은 메탄올 생산 공장의 변동하는 생산량에 맞춰 쉽게 조정할 수 있습니다.
H2/CO 합성가스 비율 조정(SynGas)
최초의 PRISM 멤브레인 시스템은 바로 이러한 용도를 위해 1977년에 개발되었습니다. PRISM 멤브레인 분리기는 옥소알코올 합성 가스 흐름에서 수소와 일산화탄소의 비율을 조절합니다. 공급 가스가 합성 루프 압력과 거의 동일한 압력에서 처리되기 때문에 멤브레인 분리 방식은 이 용도에 매우 적합합니다. 수소/일산화탄소 비율은 특정 공정 요구 사항에 맞춰 쉽게 조정할 수 있습니다.
PRISM 멤브레인 시스템의 석유화학 분야 응용
수소화 퍼지 스트림
PRISM 멤브레인 시스템에서 회수한 수소는 수소화 공정에 공급될 뿐만 아니라 공장 내 다른 곳에서도 사용할 수 있습니다. PRISM 멤브레인 시스템은 60~70mol% 순도의 수소를 85~90mol%까지 고순도로 정제하도록 설계되었으며, 회수율은 80%를 초과합니다. 순도 요구 조건이 유연할 경우 더 높은 회수율을 달성할 수 있습니다. PRISM 멤브레인 시스템은 다른 수소 회수 시스템이 제대로 작동하지 못하는 변동이 심한 퍼지 유량 및 조건에서도 효과적으로 작동합니다.
PSA 퍼지 가스에서 수소 회수
PRISM 멤브레인 분리기는 PSA 시스템 뒤에 설치될 경우, 배출가스를 압축 및 정제하여 수소를 최대 97%까지 회수할 수 있습니다.
일산화탄소 농축
PRISM 멤브레인 시스템은 수소를 포함하는 공급 스트림에서 일산화탄소(CO)를 정화합니다.
본 응용 분야에서 PRISM 멤브레인 시스템은 단일 단계 시스템으로 85mol% 순도의 CO₂를 생산할 수 있습니다. 더 높은 순도의 CO₂가 필요한 시스템의 경우, 2단계 시스템과 재순환 압축기를 사용하면 분리 효율이 향상되어 CO₂ 제품 순도를 95mol% 이상으로 높일 수 있습니다. 멤브레인 분리 공정은 수증기와 수소를 제거하므로 CO₂ 가스 스트림은 추가적인 탈수 과정 없이 바로 사용할 수 있습니다.
기체 분리를 위한 막의 작동 원리
기체 분자는 부분 압력 차이에 의해 중공사막 벽의 얇은 막을 투과합니다. 투과 속도는 기체-고분자 쌍에 따라 다릅니다. 전달 메커니즘은 막 내부로의 용해와 막을 통한 확산의 조합입니다. 분리 능력은 각 기체 성분의 상대적인 투과 속도에 의해 결정됩니다. 투과 속도 차이가 클수록 확산에 의한 효과적인 분리가 더 커집니다.
막 분리 장치 설계
- 각 압력 용기에 단일 멤브레인 번들을 쉽게 설치할 수 있습니다.
- 간단하고 내구성이 뛰어난 차압 밀봉 설계
- 축 방향으로 배열된 섬유 (촘촘하게 감긴 형태가 아님)
- ASME, PED, GOST, GB 및 기타 국제 규격에 따라 제작된 압력 용기
- 지름 4인치(100mm)와 8인치(200mm) 두 가지 크기로 제공됩니다.
특징
유연한
PRISM 멤브레인 시스템은 계획된 또는 예상치 못한 공정 변경이 발생할 때 운영 유연성을 제공합니다. 시스템의 유연성 덕분에 일부 출력 감소는 수용 가능하며, 용량 증가 요구 사항은 분리기를 추가하여 충족할 수 있습니다. 추가적인 출력 감소는 회수율과 순도를 유지하면서 분리기를 밸브로 차단함으로써 달성할 수 있습니다. 투과액 매니폴드에서 여러 개의 분기구를 통해 다양한 순도와 유량의 스트림을 얻을 수 있습니다. 일부 응용 분야에서는 공급 가스 전처리가 필요합니다.
콤팩트
컴팩트한 멤브레인 시스템은 소규모 또는 비좁은 플랜트에 적합합니다. 효율적인 모듈식 설계로 현장 설치 시간과 비용을 최소화합니다. 현장 준비는 최소한으로, 간단한 콘크리트 지지대와 공정 및 유틸리티 라인만 있으면 됩니다. 사전 조립된 시스템에 연결할 때는 일반적으로 특별한 가동 중단이 필요하지 않습니다. PRISM 멤브레인 시스템은 분리 장치 어셈블리가 스키드 장착형이므로 이동이 용이합니다.
효율적이고 경제적
PRISM 멤브레인 시스템은 수소, CO2 및 탄화수소에 대해 대부분의 응용 분야에서 80~95%의 높은 회수율을 제공합니다. 일반적으로 소모되는 에너지는 계측용 공기이며, 온도 조절을 위해 증기(또는 물)가 사용됩니다. 일반적인 퍼지 시스템은 필요한 분리를 생성하는 데 적합한 압력에서 작동하므로 압축 동력이 필요하지 않습니다. 시동 및 정지가 간편하며, 냉각이나 사전 조건이 필요 없고 가스를 시스템에 공급하는 즉시 회수가 시작됩니다.
유지 관리가 간편함
PRISM 멤브레인 분리기는 모니터링, 수리 또는 교체가 필요한 움직이는 부품이 없습니다. 적절하게 설치하고 설계 조건 내에서 작동시키면 사실상 유지보수가 필요 없습니다. PRISM 멤브레인 분리기는 조정이나 작업자의 특별한 관리가 거의 필요하지 않습니다. 다양한 공정 조건에서도 정상 작동을 유지하며, 물, 암모니아, 황화수소, 이산화탄소, 탄화수소 및 방향족 화합물과 같은 미량의 오염 물질에도 견딜 수 있습니다.
긴 수명
견고한 설계와 구조는 석유화학 분야에서 긴 수명을 보장합니다. PRISM 멤브레인 분리기는 1977년부터 다양한 분야에서 가동되어 왔습니다.
에어 프로덕츠를 선택해야 하는 이유는 무엇일까요?
당사는 석유화학 분야에 적용되는 규격 준수 시스템을 설계 및 구축하는 데 있어 가장 풍부한 경험을 보유하고 있습니다. 최초의 PRISM 멤브레인 분리기는 1977년에 가동되었습니다.
전 세계적으로 500개 이상의 PRISM 멤브레인 시스템이 공정 가스 분야에 적용되어 가동 중입니다. 여기에는 암모니아 퍼지 가스 회수 230개, 정유 공장 적용 90개, 일산화탄소 정화 60개, 메탄올 퍼지 가스 회수 50개, 기타 석유화학 분야 적용 50개가 포함됩니다.