타워닥터: 치료법이 질병만큼 나쁠 수 있을까?

Jul 01, 2023

2023년 8월 1일 | 헨리 Z. 키스터

Henry Kister가 증류탑 문제 해결에서 배운 교훈을 공유합니다.

제가 휴스턴에서 1년 동안 발표한 과정에서 한 참가자가 세션이 끝날 무렵 나에게 다음과 같은 질문을 했습니다. "BX 유형 와이어 거즈 구조의 패킹에 대한 경험이 있습니까?"

“그럼요.” 나는 대답했다. “와이어 거즈 패킹은 깊은 진공 청정 화학 응용 분야에 광범위하게 사용됩니다. 일부 고진공 특수 화학 마감 컬럼에서는 '표준' 패킹으로 사용됩니다."

코스 참가자는 다음과 같이 추가로 질문했습니다. “공급업체는 미터당 약 5단계로 매우 우수한 효율성을 제공한다고 주장합니다. 당신의 경험은 무엇입니까?”

“저는 그들과 함께 훌륭한 경험을 했습니다. 타워와 내부가 깨끗하고 잘 설계되어 있고 액체 부하가 너무 높지 않고 분배가 좋다면 일반적으로 공급업체의 주장과 일치합니다. FRI [Fractionation Research Inc., www.fri.org]는 공개 문헌에 발표된 우수한 결과로 이를 테스트했습니다. 나는 Distillation Design 책 [1]에 FRI 데이터를 플롯했습니다.”라고 설명했습니다.

“이것은 우리 타워에서 보는 것이 아닙니다. 우리는 미터당 한 단계를 얻고 있습니다. 공급업체가 주장하는 미터당 5단계 근처에는 어디에도 없습니다. 이별은 끔찍하다”고 말했다.

“유통업체 그림이 있나요?” 나는 물었다. 당사의 고장 조사[2]에서는 충전탑 고장의 80%가 액체 분배 불량으로 인해 발생하는 것으로 나타났습니다. 따라서 유통업체를 살펴보는 것이 좋은 출발점이 됩니다.

그는 유통업체의 그림을 꺼냈습니다. 나는 그것들을 검토하고 이해하는 데 시간을 들인 다음 몇 가지 합계를 계산했습니다. 모두 좋아 보였습니다.

“이건 좋은 디자인이군요.”라고 나는 말했습니다. “나는 그들에게 어떤 문제도 없다고 본다.”

그는 나를 자랑스럽게 쳐다보았다. “이것들은 우리 자신의 디자인입니다. 승인해주셔서 기뻐요.”

나는 당황했다. 나는 유통업체에 중대한 문제가 있을 것으로 예상했습니다. 나는 아무것도 찾지 못했습니다.

“설치 상태를 점검하셨나요?” 나는 그때 물었다.

"물론이지. 그것의 모든 부분. 모든 것이 그랬어야 했던 것과 같았습니다.”라고 그는 대답했습니다.

"나는 포기한다. 모두 좋아 보인다. 왜 이렇게 효율성이 떨어지는지 모르겠습니다.”

짐을 싸기 시작했는데 뭔가가 나를 막았습니다. 나는 그에게 돌아서서 물었다. “보통 포장 판매업체가 유통업체를 디자인합니다. 하지만 당신은 그것이 당신의 디자인이라고 말했어요.”

“그렇습니다.” 그가 말했다. “원래 유통업체는 공급업체가 설계했습니다. 그들은 작동하지 않았습니다. 그래서 우리는 당신이 좋아하는 디자인으로 교체했습니다.”

“공급업체의 유통업체에 무슨 문제가 있었나요?” 나는 물었다.

“그들은 공급물과 역류와 함께 들어오는 고형물을 항상 연결하곤 했습니다.”라고 그의 대답이었습니다.

탐구적인 질문은 계속되었습니다. "이 스트림에 필터를 설치하지 않은 이유는 무엇입니까?"

“우리는 필터를 가지고 있었습니다. 그들은 작동하지 않았습니다.”

“필터에 무슨 문제가 있었나요?”

“그들은 몇 시간마다 전원을 연결하곤 했어요. 우리 작업자들은 교대당 두 번씩 바구니를 청소하는 데 지쳤습니다. 그래서 그들은 바구니를 꺼냈습니다.”

그 순간 깨달음이 찾아왔습니다. 나는 “무슨 일이 일어났는지 아세요? [그림 1] 필터 바스켓을 제거하면 고형물이 분배기로 이동하여 막혔습니다. 그런 다음 분배기를 막지 않고 고체가 통과할 수 있는 디자인으로 변경했습니다. 지금 고체가 어디에 있는지 추측하고 싶나요?”

그림 1. 이 다이어그램은 효율성이 떨어지는 철망 패킹이 포함된 타워를 보여줍니다(HZ Kister의 다이어그램 제공).

“그들이 포장 속에 들어 있다고 생각하시나요?” 그는 잠시 머뭇거리다가 물었다.

"맞아요. BX형 거즈 패킹은 온라인으로 청소할 수 없다는 점을 제외하면 우수한 필터입니다. 패킹이 막히면 효율성이 떨어집니다. 적어도 액체가 통과한다는 것은 행운입니다.”

시사점: 치료법은 질병만큼 나쁠 수 있습니다. 항상 큰 그림을 염두에 두세요. ■

도로시 로조스키(Dorothy Lozowski)가 편집함

1. Kister, HZ, “증류 설계”, McGraw-Hill, 뉴욕 1992.

2. Kister, HZ, "지난 50년 동안 타워 오작동의 원인은 무엇입니까?", Trans. IChemE, Vol 81, 파트 A, p. 2003년 1월 5일.