석유화학 기초 및 계통도 이해 (3)

Chemical Plant

4) PRODUCT TEST METHODS
① API Gravity ; 일반적으로 60 °F 상태에서 측정 (ASTM D-1217) 하며, API gravity와 specific gravity는 API = (141.5 / sp.gr) –131.5 식의 상관관계를 갖는다.
② Reid vapor pressure (RVP) ; natural gasoline 26 pound와 100 °F 하에서 측정 (ASTM D-323)된 증기압이며 psi로 표시 된다. 일반적으로 true vapor pressure는 RVP보다 5 – 9 % 정도 높다.
③ ASTM distillation ; 100 cc 의 oil을 5 cc/min의 속도로 증류할 때 first drop의 condensate가 생성 될 때의 온도와 5,10 vol. % 의 액체가 생성 될 때의 온도를 측정(ASTM D-86/216/158) 하는 것으로 first drop을 IBP(initial boiling point) 라고 하고 95 vol. % 가 증류 된 후 계속 가열 하여 maximum 온도가 될 때를 EP(end point) 라고 한다.
④ Flash point ; 주어진 조건하에서 발화성 기체(flammable vapor)가 최초로 발화될 수 있는 온도를 측정(ATSM D-92 / 93) 하는 것 이다.
⑤ Color ; Saybolt chromometer(D-156)에 의하여 oil류의 color를 측정 하며, 정제(refining)의 정도를 측정 할 수 있는 간접적인 방법으로 사용 된다.
⑥ Viscosity ; 상대점도(relative viscosity), 운동점도(kinematic viscosity), Saybolt Universal Viscosity 등이 있으며, 상대 점도는 68 °F에서의 물의 점도와의 비이 며, kinematic viscosity는 점도(단위: centipoise)를 비중으로 나눈 값으로 단위는 stock으로 표시 한다. 일반적인 점도계는 poise 단위의 점도를 측정 할 수 없으므로 Saybolt Universal Viscometer 이용 하여 점도를 시간으로 측정하여 표시 된다.
⑦ Cloud point ; 일반적으로 oil내의 wax성분의 상대적인 량을 측정(ASTM D-93) 하며, pour point보다 10 °F 높다.

⑧ Pour point ; 유체가 유동 할 수 있는 최소한의 온도를 말하며, ASTM D-2500 으로 측정 한다.
⑨ Conrason Carbon Residue (CCR) ; 특정 조건 하에서 연소 하였을 때 남아있는 carbon의 량을 측정 하는 방법으로 engine에서 fuel연소 시 carbon의 deposit의 경향을 나타내는 수치로 이용 된다.
⑩ Octane number ; motor gasoline의 antiknock 정도를 측정 하는데 사용 되며, ASTM D-2699로서 research octane number를, ASTM D-2700으로 motor octane number을 측정 한다. RON이 MON보다 높다. Octane number는 n-heptane의 antiknock성을 zero로 하고 iso-octane을 100으로 하였을 때의 test fuel의 n-heptane에 대한 iso-octane의 volume %로 나타낸다. 다음은 각각의 blendstock의 RON과 MON 값을 나타낸다.

⑪ Cetane number ; diesel engine의 ignition delay 특성을 측정하는 test method로서 test fuel의 centane 의 vol. % 에 heptamethylnonane의 15 vol. %을 더한 값으로 표시 된다. cetane number는 특별한 장치로서 측정 하므로 대체 방법으로 cetane index을 측정 하여 diesel engine의 성능을 측정 한다. 다음은 diesel engine의 centane number 이다.

⑫ Aniline point ; 동일 volume의 aniline과 test sample의 완전한 혼합이 되는 최소 온도로서 측정 되며 oil내의 방향족성을 측정 하는데 이용 된다. 일반적으로 Chevron에서 개발한 blending index 방법으로 측정 한다.

 

5) REFINERY UNIT CONFIGURATION
Grass root type refinery plant을 계획 할 경우에는 feed되는 crude oil과 생산 하여야할 product등 최소한의 자료만이 있을 경우가 있다. 이러한 경우에 linear program이나 non-linear program을 이용 하여 경제성 검토를 포함한 전체 refinery unit의 unit configuration을 수행 하게 된다.

일부회사가 보유한 non-linear program인 “REFINE”을 사용 하여
① Material Balance
② Feedstock Evaluation
③ 각 Unit Product의 Yields 와 Physical Properties
④ Process Unit Capacity
⑤ Utility Balances
⑥ Investment Cost 등을 계산 할 수 있다.
유첨한 Block Flow Diagram은 “LINEAR PROGRAM”및 “REFINE”을 이용하여 작성한 refinery plant의 overall process unit configuration을 보여 준다.