API 표준에 따른 정유 공정 여과 — API 610 스트레이너, 촉매 미세 입자용 소결 금속 카트리지. 인증된 엘리먼트에 대해 KAIFIL에 문의하세요.
정유 공정 여과는 정유 설비 간의 탄화수소 및 공정 스트림에서 입자, 촉매 미분, 스케일, 공정 이물질을 제어하여 제거하는 작업으로, API 기계 표준 및 ASME 압력 배관 규격에 따라 지정된 압력 등급의 금속 필터 엘리먼트와 스트레이너를 통해 수행됩니다. 이 분야는 대략적인 것이 아니라 정량화된 기준을 따릅니다. 예를 들어, FCC 슬러리 오일 필터는 일반적으로 1–25 micron 범위의 촉매 미분을 제거하며, API 610 원심 펌프는 초기 가동 시 임시 스테인리스 스틸 흡입 스트레이너에 의해 보호됩니다. 또한 API 617 압축기 트레인의 윤활유 및 밀봉유 시스템은 10 micron 공칭 등급의 복식 필터를 작동시키며, 필터 엘리먼트 자체는 200°C ~ 450°C의 공정 온도, ASME Class 2500까지의 압력 등급, 그리고 ASME B16.5에 맞춰 가공된 플랜지 연결부에 견디도록 설계됩니다. 이러한 수치 각각이 공급업체의 주장이 아닌 규격 요구사항에 기반하기 때문에, 정유 공정 여과는 하드웨어 결정에 앞서 사양 규격이 우선시되는 분야입니다. 즉, 지배적인 표준이 엘리먼트 선택을 결정하는 것이지 그 반대가 아닙니다.
정유 공장은 회전 기기, 반응기, 열교환기의 집합체이며, 모든 필터는 이들 중 하나를 보호하기 위해 존재합니다. 대형 원유 또는 수소화 분해 설비에서 계획되지 않은 가동 중단이 단 한 번만 발생해도 처리량 손실로 인해 하루에 수백만 달러에 달하는 비용이 발생할 수 있으며, 이를 유발하는 가장 빠른 방법은 미분, 스케일 또는 용접 잔해물이 펌프 씰, 압축기 베어링 또는 활성 촉매층에 도달하게 두는 것입니다. American Petroleum Institute (API)는 정유사, 라이센서 및 EPC 계약업체가 계약 기준으로 사용하는 기계 표준을 제정하며, 표준에서 스트레이너나 필터를 언급할 때 해당 부품은 패키지의 압력 등급, 플랜지 등급, 재질 및 청정도 요구사항을 그대로 승계합니다. 정유 공정 적용 분야에서 "필터가 API를 충족함..."이라는 문구는 모든 우수한 사양서의 첫 구절입니다.
단일한 "API 필터 표준"은 존재하지 않으며, 필터 및 스트레이너 요구사항은 공장의 서로 다른 부분을 다루는 기계 및 시스템 표준 내에 포함되어 있습니다.
API 기계 표준과 더불어, ASME B31.3 (공정 배관)은 필터 주변의 배관 및 필터 하우징의 설계를 규정하며, ASME B16.5 는 하우징을 라인에 연결하는 데 사용되는 플랜지 치수, 압력-온도 등급 및 페이싱을 규정합니다. 압력 용기로 제작되는 하우징은 ASME Section VIII Division 1에 따라 설계될 수 있습니다. 재질은 플랜트의 ASTM/EN 등급을 따르며, 기본적으로 304L 및 316L 스테인리스가 사용되고 고온 또는 부식성 환경에는 904L, duplex 및 니켈 합금이 사용됩니다.
엘리먼트는 사양이 실제 하드웨어로 구현되는 부분입니다. 세 가지 금속 엘리먼트 제품군은 정유 공정 여과 작업의 대부분을 담당하며, 각 제품군은 미세 입자, 온도 및 세척 방식의 서로 다른 조합에 대응합니다.
| 엘리먼트 유형 | 여과재 구조 | 일반적인 마이크론 범위 | 주요 정유 공정 작업 | 차압 내성 | 세척 / 재생 |
|---|---|---|---|---|---|
| 소결 금속 (소결 와이어 메쉬 / 소결 분말) | 고온에서 견고하고 다공성인 구조로 융합된 다층 와이어 메쉬 또는 금속 분말 | 1–100 µm; 촉매 미세 입자 작업은 일반적으로 1–25 µm | FCC 슬러리 오일 미세 입자; 수소 처리기 및 수소 분해기 공급 원료; 고온 고압 서비스; 촉매 회수 | 높음 — 견고한 기공 구조가 높은 차압 하에서도 붕괴 및 프레임 바이패스를 방지함 | 우수함 — 역플러싱 가능; 역세척 가능; 초음파 세척 가능; 여러 사이클 동안 재사용 가능 |
| 직조 와이어 메쉬 (평직; 능직; 및 더치 직조) | 단층 또는 다층 직조; 유연함 | 5–500 µm | 펌프 흡입 스트레이너; 조대 가드 여과; 임시 스타트업 스크린 | 보통 — 과부하 시 직조가 변형되거나 파손될 수 있음 | 좋음 — 탈착 및 세척 가능; 단 손상된 직조는 교체해야 함 |
| 웨지 와이어 / 프로파일 와이어 | 성형 와이어로 감긴 연속적인 V자형 슬롯 | 25–3;000 µm 슬롯 오프닝 | 반응기 유출물; 고고형물 및 중오염 물질 서비스; 더 미세한 엘리먼트 전단의 가드 스크린 | 매우 높음 — V-프로파일이 하중 하에서 막힘 및 붕괴를 방지함 | 조대 작업에 적합; 미세 고형물 제거용으로는 설계되지 않음 |
소결 엘리먼트는 절대 여과 정밀도(역세척 및 열 순환 과정에서도 여과 등급을 유지하는 견고한 기공 구조)를 제공하므로 미세 입자가 문제가 되는 공정에서 기본적으로 선택됩니다. 직조 메쉬는 경제성과 개공율이 절대 여과 등급보다 더 중요한 스트레이너 및 조대 보호 분야에서 여전히 핵심적인 역할을 담당합니다. 웨지 와이어는 고형물 부하가 너무 높아 몇 시간 만에 메쉬가 막힐 수 있는 공정에 적합하며, V-슬롯 프로파일은 입자가 틈새에 끼이지 않고 통과할 수 있도록 합니다. 가장 흔히 사용되는 두 제품군을 더 자세히 비교하려면, 다음의 KAIFIL 가이드인 소결 금속 필터 vs 와이어 메쉬 필터 에서 장단점을 자세히 다룹니다.
정유 공정에서 가장 흔한 여과 사양은 가장 일상적인 것이기도 합니다. 바로 원심 펌프의 흡입 스트레이너입니다. API 610은 펌프 패키지가 흡입 배관에 임시 스트레이너를 장착한 상태에서 시운전이 가능할 것을 요구하며, 이 스트레이너의 사양을 어떻게 지정하느냐에 따라 시운전이 원활하게 진행될지 아니면 중단될지가 결정됩니다.
세 가지 매개변수가 중요합니다. 스크린 메쉬 — 스타트업 스트레이너는 일반적으로 60 mesh(약 250 micron 개구부)이며, 미세한 이물질이 예상되고 펌프의 NPSH 마진이 허용하는 경우에는 100 mesh(약 150 micron)가 사용됩니다. 개구율 — 대부분의 프로젝트 사양에서는 스타트업 시 스크린이 펌프의 흡입을 방해하지 않도록 스트레이너의 순 유효 면적을 흡입 노즐 면적의 2~3배로 요구합니다. 탈착 형상 — 원추형 및 바스켓 스트레이너는 동일한 배관 규격에서 평면 스크린보다 더 넓은 면적을 제공하며, 배관을 절단하지 않고도 인출하여 세척할 수 있기 때문에 선호됩니다.
재질 및 구조는 여전히 다음과 같이 지정됩니다: 304L 또는 316L 스테인리스 메쉬, 흡입 라인과 동일한 ASME B16.5 클래스의 프레임 및 토출 플랜지, 검사 및 세척을 위한 접근성. 공정이 더 오랫동안 오염된 상태로 가동되는 경우, 임시 스트레이너는 영구적인 바스켓 스트레이너 또는 한쪽 바스켓을 세척하는 동안 다른 쪽 바스켓을 계속 가동할 수 있는 복식(duplex) 구조로 대체됩니다. KAIFIL의 원추형 및 바스켓 스트레이너 라인업 은 이 용도에 사용되는 원추형 및 바스켓 형상을 모두 포함합니다.
현대 정유 공장에서 가장 가치 있는 여과 작업은 촉매 미분 제거입니다. 유동상 촉매 분해(FCC) 공정에서 촉매는 반응기와 재생기 사이를 순환하며 지속적으로 마모됩니다. 1~25 micron 범위의 미분은 슬러리 오일과 함께 배출되며, 이 스트림이 연료유로 판매되거나 추가 공정으로 이송되기 전에 반드시 제거되어야 합니다. 수소 처리 공정에서도 상류(upstream)에 동일한 논리가 적용됩니다. 미립자가 쌓인 촉매층은 활성을 잃고 비용이 많이 드는 조기 교체를 초래하기 때문에, 피드 필터가 촉매층을 보호합니다.
소결 금속 엘리먼트가 이 작업에서 압도적인 우위를 차지하는 데는 세 가지 이유가 있습니다. 첫째, 1~25 micron 범위에서 절대 여과 등급(absolute rating)을 유지하므로 하류(downstream) 설비를 확실한 수치에 맞춰 설계할 수 있습니다. 둘째, 고온을 견뎌냅니다. FCC 슬러리는 주 증류탑(main fractionator)에서 300°C 이상의 온도로 배출되는데, 이는 고분자 및 카트리지 여과재의 한계를 훨씬 뛰어넘는 온도이며, 소결 구조는 열 순환 과정에서도 여과 등급을 유지합니다. 셋째, 제자리에서 세척이 가능합니다. 역세(back-flush 또는 backwash) 사이클을 통해 견고한 여과재에서 케이크를 분리해 내면 엘리먼트를 재사용할 수 있어, 정유 공장의 유량 수준에서도 미세 분말 여과를 경제적으로 수행할 수 있습니다. KAIFIL의 5층 소결 메쉬 는 이러한 엘리먼트에 가장 흔히 내장되는 여과재이며, 소결 금속 필터 엘리먼트 라인은 슬러리 오일, 수소화 처리기 피드 및 아민 여과 공정에 사용되는 카트리지 형식을 보여줍니다.
정유 공정 여과는 상온에서 이루어지는 경우가 거의 없습니다. 엘리먼트와 하우징은 보통 200~450°C 운전 조건으로 사양이 지정되며, 이 온도 영역이야말로 금속 여과재가 다른 모든 여과재와 확실하게 차별화되는 부분입니다. 합금은 유체의 특성에 따라 선택됩니다. 304L 및 316L 스테인리스강은 크리프와 예민화가 설계의 제한 요인이 되기 전인 약 450°C 연속 운전까지 대부분의 용도를 커버하며, 온도와 부식이 동시에 작용하는 환경에서는 904L, duplex 및 니켈 합금으로 적용 범위를 확장합니다. 소결 여과재는 구조가 기계적으로 직조된 것이 아니라 야금학적으로 결합되어 있기 때문에 고온에서도 기공 구조와 강도를 유지합니다. 이는 400°C에서 어떤 폴리머 씰도 따라올 수 없는 장점입니다. KAIFIL의 고온용 스테인리스 스틸 필터 튜브 소재 관련 아티클에서 합금 제한에 대해 더 자세히 설명합니다.
압력은 ASME 클래스로 지정되며, 엘리먼트는 단순히 라인 압력뿐만 아니라 공정에서 발생할 수 있는 차압에 견딜 수 있도록 정격화되어야 합니다. 일반적인 정유공장 하우징은 장치에 따라 ASME Class 150에서 Class 2500까지 제작되며, 수소처리 루프는 이 범위의 상한선에서 작동합니다. 엘리먼트의 허용 압괴 압력(차압으로 인해 케이크가 흐름을 막을 때 찌그러짐에 견디는 저항성)은 사양서의 필수 항목이며, 소결 여과재는 오염된 엘리먼트가 생성하는 높은 차압을 견고한 기공 구조로 버텨낼 수 있기 때문에 정밀하게 선택됩니다.
모든 하우징은 ASME B16.5 플랜지를 통해 공정 배관에 연결되므로 플랜지 크기, 클래스 및 페이싱(돌출면 또는 링 타입 조인트)은 필터 사양의 일부입니다. Class 900 RTJ 플랜지는 Class 600 RF 플랜지와 호환되지 않으며, 카트리지 튜브 시트든 바스켓 플랜지든 엘리먼트의 출구는 하우징 및 라인과 일치해야 합니다. 운전 조건, 라인 클래스 및 플랜지 세부 사항이 주어지면 제조업체는 완전한 하우징 및 엘리먼트 패키지를 견적할 수 있습니다. 완제품 유닛의 경우, KAIFIL의 오일, 가스 및 석유화학 애플리케이션 페이지 에서 정유공장 및 가스 플랜트 서비스 전반에 걸친 적용 방법을 안내합니다.
정유공장 필터 또는 스트레이너에 대한 구매 요구서를 작성할 때는 공급업체에 문의하기 전에 데이터시트에 다음 사항을 기재하십시오.
완전한 데이터시트가 있으면 제조업체는 개조가 필요한 일반 제품 대신 이미 API 설계 범위 내에 있는 엘리먼트로 대응할 수 있습니다. 이는 시운전 과정을 견뎌내는 필터와 첫 번째 정기 보수 시 교체해야 하는 필터의 차이를 만들어냅니다.
스트레이너는 조대 보호 장치로, 보통 회전 기기에 손상을 줄 수 있는 큰 이물질(스케일, 용접 스패터, 배관 드로스 등)을 걸러내는 직조 메쉬 바스켓 또는 콘 형태입니다. 대표적인 예로 원심 펌프에 사용되는 API 610 임시 흡입 스트레이너가 있습니다. 필터는 촉매 미분과 같은 미세 고형물을 규정된 마이크론 사양에 맞게 제거하는 정격 분리 장치입니다. 이 둘의 구분은 역할에 따라 나뉩니다. 스트레이너는 설비를 보호하고, 필터는 제품 품질과 촉매층을 보호하며, 두 장치 모두 동일한 유닛에 함께 설치되는 경우가 많습니다.
정유 서비스의 펌프 흡입 스트레이너는 석유, 석유화학 및 천연가스 산업용 원심 펌프 표준인 API 610의 규정을 받습니다. 이 표준은 원심 펌프의 임시 스타트업 스트레이너에 대한 요구사항을 수립하며, 스크린 재질과 펌프의 유량 부족(starvation)을 방지하기 위한 개공율(open-area) 기준을 다룹니다. 영구 스트레이너가 사용되는 경우, 일반적으로 동일한 플랜지 및 압력 등급으로 사양이 지정됩니다.
FCC 슬러리 오일의 촉매 미세 입자는 일반적으로 약 1~25 마이크론 범위에 있으므로, 이 공정용 필터는 해당 범위 내에서 사양이 지정되며, 후속 공정에서 고도의 정밀 여과 품질을 요구하는 경우 1~5 마이크론 절대 여과 엘리먼트가 사용됩니다. 소결 금속 엘리먼트는 이 크기에서 절대 여과 등급을 유지하고, 300°C 이상의 슬러리 온도를 견디며, 역플러싱 및 재사용이 가능하기 때문에 표준적인 선택입니다.
예. 소결 스테인리스 스틸 엘리먼트는 200~450°C의 정유 공정에 일상적으로 사양이 지정됩니다. 야금학적으로 결합된 기공 구조는 해당 온도에서도 여과 등급과 기계적 강도를 유지하며, 이것이 FCC 슬러리 및 수소화 처리 루프와 같은 고온 공정에서 폴리머나 기계식 직조 여과재 대신 소결 여과재가 선호되는 이유입니다. 약 450°C 이상의 연속 운전 시에는 크리프와 부식을 관리하기 위해 합금이 304L/316L에서 904L, duplex 또는 니켈 합금으로 변경됩니다.
예. 소결 금속 필터 엘리먼트는 역플러싱(back-flushing), 역세척(backwashing) 또는 초음파 세척 등의 반복적인 세척을 위해 설계되었으며, 기공 구조가 손상되지 않은 상태로 공정에 재투입됩니다. 여과재가 견고하고 야금학적으로 결합되어 있어 직조 여과재처럼 느슨해지거나 변형되지 않기 때문에, 일회용 카트리지를 빠르게 소모시키는 고농도 미세 입자 제거 공정에서 소결 엘리먼트를 경제적으로 사용할 수 있습니다.
모든 정유 공정 여과 사양은 결국 동일한 질문으로 귀결됩니다. 엘리먼트가 공정에 적용되기 전에 표준을 충족하는가? KAIFIL은 소결 금속 필터 엘리먼트, 소결 와이어 메쉬 필터 카트리지, 그리고 스테인리스 스틸 및 고온 합금 소재의 바스켓 스트레이너, 웨지 와이어 스크린을 설계 및 제조하며, 이 제품들은 본 가이드에서 다루는 API 및 ASME 요구사항을 준수하여 제작됩니다. API 610 흡입 스트레이너, 1–25 micron 촉매 미분 필터, 또는 수소화 처리 루프용 고온 엘리먼트의 사양을 지정하고자 하신다면, KAIFIL에 운전 조건과 데이터 시트를 보내주십시오. 기성품이 아닌 해당 표준에 정확히 부합하는 추천 사양을 제공해 드리겠습니다. 정유 공정 설비를 위한 인증되고 문서화된 필터 엘리먼트가 필요하시다면 지금 바로 KAIFIL에 문의하십시오.
Cartridges / tubes / cylinders / cones for reusable high-strength filtration elements, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Cartridges / tubes / cylinders for reusable cartridge filtration with rigid sintered mesh media, supplied to drawing with material, size and packing details confirmed at RFQ stage.
Rigid five-layer sintered wire mesh laminate for cleanable precision filtration and custom elements.
도면, 치수, 재질, 환경 또는 운전 조건을 보내주시면 적합한 사양을 확인하도록 도와드리겠습니다.
업로드한 파일이 포함됩니다. 큰 CAD는 확인 메일에 답장하거나 여기서 보내세요:
보통 영업 시간 기준 24시간 이내에 답변합니다.
