C언어를 이용한 Fenske-Underwood-Gilliland(FUG) method 코딩

목차

1. 주제선정
2. 설계목적
3. 설계이론
4. 프로그래밍 과정
5. 프로그램 실행 화면 (C++)
6. 결과 분석
7. 참고문헌

본문내용

1. 주제 선정
화학공업계에서 사용하는 분리장치(공정)을 해석할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 설계하라.

에틸렌 공장(나프타 분해 공장, NCC) 출처 : 여천 NCC공장 홈페이지

에틸렌공장(나프타분해공장)은 원유를 정제하여 생산된 나프타를 주원료로(원료 : 경유, 에탄, 프로판, 부탄) 고온(Cracking heater)에서 열분해 반응 후 급냉공정, 압축공정, 정제공정을 거쳐 주요 제품인 에틸렌, 프로필렌과 여러 종류의 부산물(C4혼합유분, 중질연료유, 수소, 메탄 등)을 생산하는 공장이다.
1) 열분해공정
원료저장탱크에서 펌프를 통해 분해로에 도입된 원료(나프타, 가스오일 등)가 희석 증기와 함께 800도 이상의 고온에서 열분해반응을 일으켜 여러 종류의 탄화수소 화합물이 생성되며 분해로 출구의 열을 회수하여 초고압 증기를 생산하는 공정으로 모든 제품의 수율은 분해로의 운전 조건에 따라 변화된다.
2) 급냉공정
분해로의 열분해 출구물질을 급냉 시키지 않을 경우 중합에 의한 COKE, TAR등을 형성하여 수율이 감소되고 기기장치의 성능을 저하시키므로 quench oil로 1차 냉각하여 중질 연료유(P,F,O,G,O)를 분리해 내고 quench water로 2차 냉각 후 압축공정으로 도입시킨다.
주요기기장치의 손실을 방지하기 위해 C9+, H.G.O(diesel)를 공정투입함.
3) 압축공정
분해로 출구물질 중의 여러 가지 성분은 고압하에서만 경제적으로 분리 및 정제가 가능하기 때문에 분해가스 압축기(5단, 4단)를 이용하여 약 38kg/cal G까지 승압시키는 공정이다. 주요기기장치의 손상을 방지하기 위해 C9+, C9-C10를 공정투입한다.

<중 략>

이번 프로젝트는 석유화학공장의 Mother Plant라고 할 수 있는 NCC Plant 내에 있는 Distillation Column을 설계하는 데 그 목적을 두었다. 주제 선정에 제시된 공정도에서 보면 두 개의 Distillation Column이 있는 것을 볼 수 있는 데 이 중 두 번째 Column을 선택하였다. Methane, Ethane, Propylene, Propane, i-Butane, n-Butane 총 6개 물질이 Column에서 분리된다고 가정하고 수업시간에 다룬 F.U.G equation을 C++로 프로그래밍 해보았다.

참고 자료

Unit Operation of Chemical Engineering 7th ed., McGraw-Hill