MVR, TVR 에서의 에너지 절약 및 적용 사례

- 1 -

MVR, TVR 에서의 에너지 절약 및 적용 사례

삼성비피화학

- 2 -

목 차 회사소개

에너지 진단에 의한 개선 사례 소개 TVR 사례 MVR 사례 효과 분석

폐가스 보일러 개선 사례 폐가스 보일러 적용사례

- 3 -

회사설립 : 1989 년 7 월 13 일

대표이사 : 이 재 환 사장

종업원수 : 169 명

생산제품 : 공업용 초산 /VAM

공장입지 : 국가 공단인 울산 석유화학공업 단지 내

( 총면적 : 43,000 평 )

회사 소개

- 4 -

단지내 공장 위치

삼성비피화학

- 5 -

수소 NO1 CO

초산 공정

고순도 수소 생산

VAM 공정

수소정제공정(PSA)

공정 소개

납사

NO2 CO

메탄올

CO

납사

산소

초산

산소 에틸렌

초산 생산 VAM 생산

Spec. Actual

99.85% 99.88%

초산

제품순도

Spec. Actual

99.9% 99.95%

VAM( 초산비닐 )Spec. Actual

99.999% 99.999%

H2Spec. Actual

99.7% 99.8%

CO항목Spec. Actual

99.25% 99.43%

CO2

CO2판매

- 6 -

프로젝트 목적 고유가에 따른 에너지 비용 감소

+ 에너지 진단 결과로 프로젝트 추진

연료 납사 사용감소에 따른 CO2 배출량 및 환경오염 감소

주요 추진 내용 초산 공정 (BP Licensor) 에서의 열회수 ,승압 및 제어시스템

+ 반응기 , 정제탑 열 회수를 통한 스팀 생산

+ 저압스팀 승압 (MVR/TVR) 및 제어 시스템

에너지 진단에 의한 개선 _MVR,TVR

- 7 -

에너지 관리 진단

+ 진단 기관 : 에너지 관리공단 진단 지도실

+ 진단 기간 : 2000.1.26 - 2.2 (7 일간 )

2000.2.10 - 2.18 (8 일간 )

+ 진단 요원 : 정구룡 팀장외 3명

에너지 진단에 의한 개선 _MVR,TVR

- 8 -

Project Schedule

2/4 3/4 4/4 1/4 2/4 3/4 4/41/42000 2001

에너지 진단

합작사 (BP) 와 기술검토

투자승인

자재구매

Construction

시운전 / 정상운전

5월Basic Design 3~4 월

1~2 월

Detail Design 12 월

6월5월

10 월

12 월

- 9 -

일산화 탄소

메탄올초산 반응기(REACTOR)

저비점 물질정제공정

수 분정제공정

고비점물질정제공정

초 산저장시설

반응식 : CH3OH + CO → CH3COOH

초산 (Acetic Acid)공정

Licenser : BP, 메탄올 카보닐레이션 공법

반응기에서 주촉매 Ir, 조촉매 Ru, MeI(CH3I) 를 이용 메탄올과 CO 를 반응시켜 초산 생산

증발 분리조(Flash Tank)

MeI(CH3I)

용도 : VAM 원료 , TPA 용제 , 초산에스테르 , 염료 , 안료 , 의약품에 사용

물 제거

프로피온산 제거

촉매

- 10 -

에너지 Project Overall Scheme

반응기

정제탑

정제탑

정제탑

Plants

증기발생

증기발생

증기발생MVR

TVR

TVR

TVR

LPSMPS

Motive Suction Flow 변화로 Control 불가

- 11 -

반응기 증기발생 열교환기

정제탑 증기발생 열교환기

증기승압 시스템 (TVR)

증기승압 시스템 (MVR)

에너지 Project Overall

- 12 -

주요 적용 기술• 반응기 Reactor 온도 Control (± 0.15 )℃

• 반응기의 급격한 반응변화에 따른 반응열 제거 제어시스템

• Existing Cooler 운전방법 /Fouling 검토

• 반응열제거 증가로 반응기 자동 Capacity-up 됨

반응기 Cooling Loop 증기 발생 시스템Existing System

Steam 7 T/HrPress 4.5 K/cm2에너지회수 3.5 G cal

회수율 39 %

H.Duty 9 G cal

New System

Steam 14 T/HrPress 4.5 - 6에너지회수 8.0 G cal

회수율 89 %

H.Duty 9 G cal

V-2101

CWR

New WHB

Existing

Temp : 165 ℃press : 4.5 Kg/cm2gSteam : 7 Ton/Hr

- 13 -

LPS 를 TVR 이용 승압하여 MPS 로 사용

반응기 Cooling Loop 증기 발생기

- 14 -

회수 LPS Steam

Exising MP Steam

6.0 te/hr (5.5 Kg/cm2 g)

2.7 te/hr (14 kg/cm2 g)

0.5 te/hr (14kg/cm2 g) 6 Kg/cm2 g9.2 te/hr

반응기 증기 발생 TVR Applcation

정제탑

※ 정제탑의 기존 사용하는 Steam 을 Motive Steam 으로 사용가능

- 15 -

Existing System

SteamPress에너지회수회수율

H.Duty 5.7 G cal

New System

Steam 7 T/HrPress 1-2 K/Cm2g에너지회수 3.8G cal

회수율 67 %

H.Duty 5.7 G calPressure: 1.2 BarSteam : 7.2 te/hr

Pressure : 40 BarSteam: 5.1 te/hr

TVR

Press : 2 BarSteam : 12.3 te/hr

Plant

주요 적용 기술• 스팀 발생 및 승압 시스템

• 정제탑의 운전성 검토 (△P 검토 /Pressure Control 등 )

+ Column △P 영향 없음

• 스팀 발생 압력 /Flow Control ( 필요시 스팀 미 생산 )


00

0

0

정제탑 2 증기 발생 및 승압 (TVR) 시스템

- 16 -

반응기

정제탑 Plants

증기발생

증기발생

증기발생MVR

TVR

TVR

TVR

LPSMPS


정제탑

정제탑 2 증기 발생 및 승압 (TVR) 시스템

정제탑

- 17 -

HPS Header

MPS Header

LPS Header

NO1 공정 NO2 공정 NO1 BLR

H/E H/E

LLPS Header

NO2 BLR NO3 BLR

정제탑

MPS/ HP Letdown

H/E H/E

LLPS Header 신설 LLPS User 를 LPS 로 교체

Excess LPS 를 MPS 로 사용

정제탑 2 증기 발생 및 승압 (TVR) 시스템 (LLPS Header 신설)

- 18 -

TVR(Ejector) Application

Rs = Motive/Sction

Control Type Ejector 선정

Fixed Type Ejector 선정

+ Process Condition fix 어려움+ 운전조건변경시 Noise 심함

- 19 -

Double Stage MVR

Temp : 123 ℃press : 1.2 Kg/cm2gSteam : 14 Ton/Hr

press : 4.1 Kg/cm2 gSteam: 14 Ton/Hr

MVR M

press : 1.0 Kg/cm2 gSteam: 14 Ton/Hr

HPS TVR

△P 0.09Existing System

Steam 0Press 0에너지회수 0

회수율 0

H.Duty 10.2 G cal

New System

Steam 14 T/HrPress 4-5K/Cm2g에너지회수 8.3G cal

회수율 81 %

H.Duty 10.2 G cal

주요 적용 기술• 스팀 발생 및 승압 시스템 (MVR)

• 정제탑의 운전성 검토 (△P 검토 /Pressure Control 등 )

+ Column △P 영향 없음

• 스팀 발생 압력 /Flow Control ( 필요시 스팀 미 발생 )

• 포화증기 MVR 공급설비 및 인입 /토출부 온도 제어시스템


정제탑 3 증기 발생 및 승압 (MVR) 시스템

- 20 -

반응기

정제탑

Plants

증기발생

증기발생

증기발생MVR

TVR

TVR

TVR

LPSMPS


정제탑

정제탑

정제탑 3 증기 발생 및 승압 (MVR) 시스템

Documents

MVR, TVR 에서의 에너지 절약 및 적용 사례