스웨즈락코리아(Swagelok Korea) 필드 엔지니어 허성우

최신 정유공장은 생산 공정 전반에서 가치를 극대화하도록 요구된다. 그에 따라 최대한의 가치를 획득하려면 정제 공정에서 발생되는 모든 제품과 부산물을 최적화해야 한다.

그러한 부산물 중 하나로 역청(비투멘)이 있다. 역청은 원유의 전통적인 감압증류 공정에서 생기는 밀도가 높고 분자량이 큰 액체이다. 역청은 골재와 함께 혼합하여 아스팔트로 판매할 수 있으며, 일반적으로 건설 산업에서 도로, 활주로, 주차장, 지붕 등의 제작과 기타 애플리케이션에 사용된다. 대부분의 정유공장에서 역청의 가치를 극대화할 기회가 있다. McKinsey에 따르면, 역청 또는 아스팔트는 정유공장의 주 생산물에 더해 수익성 있는 부가가치를 제공할 수 있다. “정유공장에서 아스팔트를 생산하는 데 따른 가치는 생산품의 높은 가격이 아니라 공급 원료의 낮은 원가에 있다”고 한 McKinsey 컨설턴트가 말했다. “최종 소비자 시장이 비교적 작으므로 아스팔트를 생산하는 정유공장의 수는 매우 제한적이며, 따라서 아스팔트는 전문 제품의 하나로 간주된다.”

모든 정유 제품과 마찬가지로, 역청의 가치를 성공적으로 포착하려면 품질 및 일관성에 대한 지속적인 샘플링이 필요하다. 하지만, 역청은 고점도 유체이고, 흔히 그랩 샘플링을 통해 수행되는 고점도 유체의 샘플링에는 기존 방식과 비교할 때 독특하고 까다로운 차이점이 있다. 역청 또는 기타 고점도 유체 및 액체를 샘플링할 때 고려해야 하는 사항은 아래와 같다.

쉽게 응고하여 막히는(clog) 특성으로 인한 비용 발생 방지

고점도 유체는 일반적으로 유동점보다 최소 20°C/68°F 이상의 적절한 온도로 보관하지 않으면 굳어지는 경향이 있다. 따라서, 시스템 내에서 점성 유체의 유동을 유지하고 발생할 수 있는 응고와 막힘을 방지하려면, 고점도 유체 샘플링 시스템의 설계에 적절한 가열용 부품을 통합해야 한다. 막힌 라인을 뚫으려면 기술자가 직접 라인에 막대를 넣어 청소해야 한다. 이는 지저분하고 위험할 수 있는 작업이며 가동 중단의 원인이 되기도 한다.

라인에서 용기에 분배하는 지점에 이르기까지 샘플링 설비 전반에 걸쳐 적절한 온도를 유지하는 것이 중요하다. 샘플링 시스템의 설계를 간소화하는 것도 더 쉽게 적절한 온도를 유지하는 데 도움이 될 수 있다. 시스템 내의 튜브 벤딩과 부수적인 부품 수를 최소화하는 방법을 예로 들 수 있다. 더불어, 스팀 재킷을 사용하여 시스템 유체를 출구까지 고온으로 유지하는 스팅어 노즐(stinger nozzle)이라고 부르는 부품을 사용할 수도 있다.

안전하게 샘플 채취하기

고점도유체샘플링 을 성공적으로 실행하는 데 열이 필요하다는 것은 샘플링 공정 전반에서 작업자의 안전을 보다 각별히 고려해야 한다는 것을 의미한다. 역청은 일반적으로 204°C/400°F에서 260°C/500°F 사이의 범위에서 흐르므로, 유체와 접촉하면 심한 화상을 입을 수 있다.

몇 가지 조치를 통해 이러한 종류의 위험 요소를 완화할 수 있다.

첫째는 샘플링 시스템에 ‘병(bottle)이 없으면 흐르지 않는’ 메커니즘을 도입하는 것이다. 이 기술은 샘플을 수집하는 데 적합한 용기가 배치된 것이 감지되지 않으면 유체를 분배하지 않도록 시스템을 비활성화한다. 이는 잠재적인 안전 위험 요소를 발생시킬 뿐만 아니라 치우기 어렵지만 세정해야 하는 쓰레기를 만들 수 있는 우발적인 분배를 방지하는 데 도움이 된다. 여기에, 고온에 견딜 수 있도록 일반적으로 금속 재질의 적절한 용기를 사용하는 것도 중요하다.

적용해야 할 또 다른 안전 조치로는 분배 과정에서 샘플이 튀는 것으로부터 작업자를 보호할 수 있는 샘플링 지점 주변의 인클로저가 있다. 이러한 인클로저에도 스팀 가열을 적용하면 적절한 온도를 유지하고 막힘을 방지할 수 있다.

마지막으로, , 튜브 피팅, 밸브 등 역청 샘플링 시스템을 구성하는 모든 부품이 시스템 유체에 필요한 높은 온도에 적합한 등급의 제품인지 확인하는 것이 필수다. 공급업체와 협력하여 적절한 등급의 부품을 선정하고 있는지 확인하자.

샘플링 전문가와 협력하기

고점도 애플리케이션이거나 시설 내의 다른 애플리케이션을 막론하고, 샘플링은 고객에게 고품질 제품 공급을 보장하는 데 중요한 공정의 일부이다. 샘플링은 유체의 조성을 검증하고, 규정 준수를 보장하며, 전반적인 수익성을 유지할 수 있는 방법이다.

이러한 이유로, 주요 샘플링 시스템의 구축 및 사용에 대한 조언과 모범 사례를 제공할 수 있는 공급업체와 협력하는 것이 도움이 될 수 있다. Swagelok 필드 엔지니어 팀은 전 세계의 정유공장 직원들에게 자문을 제공한다. 고점도 유체 샘플링 또는 일반적인 제품 샘플링과 관련된 문제를 겪고 있다면 Swagelok 필드 엔지니어의 도움을 받을 수 있다.