- 혼합냉매 조성에 따른 C3MR 천연가스 액화공정 성능 비교
- ㆍ 저자명
- 유준,Liu. Jay
- ㆍ 간행물명
- 청정기술
- ㆍ 권/호정보
- 2014년|20권 3호|pp.314-320 (7 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국청정기술학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
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이번 연구의 목적은 세계적으로 널리 이용되고 있고, 액화 효율이 높은 Air Products and Chemicals Inc. (APCI)사(社)의 C3MR(Propane Pre-cooled & Mixed Refrigerants) 천연가스 액화공정에 사용되는 혼합냉매의 최적 조성을 통계학적 기법으로 결정하는 것이다. 공정모사는 상업 공정 모사기를 이용했으며 혼합냉매는 methane ($C_1$), ethane ($C_2$), propane ($C_3$)과 nitrogen ($N_2$)로 선택하였다. 그리고 혼합물 설계(mixture design, MD)와 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 이용하여 전체 공정의 에너지 소비가 최소가 되게 하는 최적의 혼합냉매 조성을 결정하였다. 연구결과 기존 설계 대비 최대 11.28%의 에너지 소비 절감을 확인하였다. 또한 주 극저온 열교환기(main cryogenic heat exchanger, MCHE)의 온도 프로파일을 통해 열적 효율성도 함께 비교하였다.
The purpose of this work is to optimize composition of mixture refrigerants used in the C3MR (Propane & Mixed Refrigerants) process by a statistical optimization technique. C3MR studied in this work is one of widely used commercial natural gas liquefaction processes with high efficiency. Process simulation was performed in a commercial process simulator and methane ($C_1$), ethane ($C_2$), propane ($C_3$), and nitrogen ($N_2$) were selected as mixed refrigerants. Using the process model, optimum composition of refrigerants mixture was determined via mixture design and central composite design to produce minimum energy consumption. As a result, it was confirmed that energy consumption is reduced down to 11.3% comparing to existing design. It was also compared with heat effectiveness through temperature profile of MCHE (main cryogenic heat exchanger).