In-service Investigation on the Flow Dynamics of a Trayed Column from the Measurement of an Internal Density by using a Gamma Absorption Technique

Gamma Absorption Technique를 이용한 Trayed Column의 가동 중 내부 밀도분포 측정에 의한 유체 유동상태 진단

  • Kim, Jae-Ho (Korea Atomic Energy Research Institute, Radioisotope Research Division) ;
  • Kim, Jong-Bum (Korea Atomic Energy Research Institute, Radioisotope Research Division) ;
  • Kim, Jin-Seop (Korea Atomic Energy Research Institute, Radioisotope Research Division) ;
  • Lee, Na-Young (Korea Atomic Energy Research Institute, Radioisotope Research Division) ;
  • Lee, Sung-Sik (Safetech Co Ltd) ;
  • Jang, Seok-Joon (Safetech Co Ltd) ;
  • Jung, Sung-Hee (Korea Atomic Energy Research Institute, Radioisotope Research Division)
  • 김재호 (한국원자력연구원 동위원소이용기술개발부) ;
  • 김종범 (한국원자력연구원 동위원소이용기술개발부) ;
  • 김진섭 (한국원자력연구원 동위원소이용기술개발부) ;
  • 이나영 (한국원자력연구원 동위원소이용기술개발부) ;
  • 이성식 (세이프텍(주)) ;
  • 장석준 (세이프텍(주)) ;
  • 정성희 (한국원자력연구원 동위원소이용기술개발부)
  • Published : 2008.03.31

Abstract

A distillation tower is one of the important facilities which separates and refines a crude oil stream according to certain boiling points. Its operation efficiency can affect the productivity of a refinery substantially. The objective of this study is to elucidate some operational information on the internal conditions of a distillation tower from a measurement of density profile by using a sealed gamma-ray source and a radiation detector. Gamma radiation counts were measured by a BGO detector positioned diametrically outside the tower-wall, opposite to the gamma source(Co-60) as the detector and the source were lowered concurrently. From the results, structural abnormality of the trays was not found inside the tower. Considering the flow distribution patterns, however, a vapor phase was dominantly formed at the upper part of the tower and a liquid phase at the lower part. From the gamma scanning of the distillation tower, it is anticipated that the gamma absorption technique can be used as an important tool for confirming the structural soundness of trays and investigating flow distribution in refinery facilities.

석유화학 공정의 증류탑은 공정유체를 분리, 정제하는 중요한 장치 중의 하나로 가동효율은 설비의 생산성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 밀봉 감마선원을 이용하여 투과 감마선의 세기를 높이별로 측정함으로써 내부 밀도의 변화를 분석하여 공정의 가동 중 내부 상황에 대한 정보를 얻고자 하였다. 이를 위하여 한국원자력연구원에서 개발된 자동 증류탑 검사장치를 이용하여 증류탑 상부 양쪽에 밀봉 감마선원과 방사선검출기를 매달아 수직으로 내리면서 실험을 수행하였으며, 이때 감마선원으로는 Co-60 150 mCi과 방사선검출기로 BGO detector를 각각 사용하였다. 진단결과 설비 내부의 tray에는 구조적 결함이 관찰되지 않았으나, 유체분포를 고려할 때 상부는 기포층(vapor)의 밀도분포가 지배적인 반면에, 하단부에는 기포에 비해 유체가 상대적으로 많이 분포하는 것으로 계측되었다. 본 실험으로부터 밀봉 감마선원을 이용한 가동 중에 있는 대형 증류탑의 tray에 대한 구조적 건전성 및 내부 유체분포에 대한 정보를 성공적으로 제시하였다.

References

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