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석유 제품별 공정

by 상식살이 2024. 5. 20.
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LPG유분은 그 자체로는 에탄 등의 경질분을 함유하며, 유해한 유황화합물이 섞여 있기 때문에 가스회수공정에 보내어 정제한 후에 제품이 된다. LPG는 접촉분해장치나 접촉개질장치에서도 부산물로 제조된다.

 

나프타 유분은 경질 나프타와 중질 나프타로 구분되며, 경질 나프타는 일반적으로 파라핀기 탄화수소가 많이 함유되어 있어 에틸렌 등 올레핀계열 석유화학제품의 기초유분을 생산하는 나프타 크래킹 센터(NCC, Naphtha Cracking Center)의 원료로 주로 사용되며, 중질 나프타는 방향족 또는 나프텐기 탄화수소가 많이 함유되어 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 방향족계열 석유화학제품의 기초 유분을 생산하는 BTX공정의 원료로 사용되고 있다.

 

원래 BTX시설은 고옥탄 휘발유 블렌딩 유분인 리포메이트(개질 휘발유)를 생산하기 위한 시설이었으나, 현재 국내에서는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 방향족계열 석유화학제품의 기초유분을 생산하는 시설로 활용되고 있으며, 환경 규제 강화로 개질 휘발유 생산을 위한 용도로는 더 이상 활용되지 않고 있다.

 

휘발유는 사용되는 수송수단에 따라 자동차용 휘발유와 항공 휘발유로 구분된다.

 

현재 자동차용으로 사용되는 휘발유는 과거 원유를 정제하여 생산된 나프타를 가공하여 생산하는 방식에서 탈피하여 중유를 접촉분해하여 생산된 LCN(Light Cracked Naphtha)을 주성분으로 하며, 정해진 규격을 충족하기 위해 알킬레이트, 라피네이트, MTBE 등을 혼합하여 생산된다. 휘발유의 함산소 기자재로 MTBE, 에탄올, ETBE, TAME 등이 사용되지만, 우리나라에서는 주로 MTBE를 사용하고 있다.

 

항공기용 휘발유는 자동차용 휘발유보다 더 높은 옥탄가가 요구되기 때문에 알킬레이션 장치에서 만들어지는 이소옥탄이라고 하는 옥탄가가 매우 높은 제품이 항공기용 휘발유로 쓰이고 있다. 그러나 제트기에서 사용되는 제트연료는 나프타와 등유를 조합하여 만드는 것과 등유로 만드는 것이 있다.

 

등유는 수소화탈황장치를 거쳐서 황분을 제거하여 제품으로 만든다.

 

경유는 경질경유와 중질경유로 구분하여 사용되는 경우가 많다. 경질경유는 일부는 수소화탈황장치를 통해 자동차용 경유로 사용되고 나머지는 중유의 조합재가 된다. 중질경유는 단독으로 제품이 되는 경우는 드물고 중유의 조합재로 쓰던가 접촉분해장치의 원료로 쓰는 것이 보통이다.

 

중유는 상압잔사유, 감압잔사유 등의 중질분과 원유증류장치나 접촉분해장치에서 만들어지는 경질분을 조합하여 만들어진다. 조합유의 점도에 따라 가벼운 순으로 벙커A, 벙커B, 벙커C유로 나뉘어진다

 

원유 중의 황분은 일반적으로 중질유분에 많이 포함되어 있기 때문에 잔사유를 주체로 제조되는 벙커C유에는 다른 중유에 비해 황분이 상당히 많은 것이 보통이다. 중유의 탈황법에는 상압증류잔사유를 직접탈황장치를 통해 수소화 탈황하는 직접탈황법과 상압증류잔사유를 감압증류장치를 통해 그 유출유를 수소탈황한 후, 그 탈황유와 다음에 분리된 감압증류잔사유를 함께 황분을 감소시키는 간접탈황법이 있다.

 

황분을 제거하는 방법으로서는 수소를 써서 촉매로 황분을 제거하는 수소화탈황장치가 중질유와 경질유 모두에 사용되고 있다. 이 장치에서는 황분은 수소와 결합한 황화수소(H2S) 형태로 제거된다. 황화수소를 소각하거나 가열로의 연료로 사용할 경우 아황산가스(SO2)가 발생하여 대기오염의 문제가 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 가스 중의 황화수소를 분리하고 이를 산화시켜 단체(單體)유황을 만드는 황회수장치가 설치되어 있다. 이 황회수장치에서 회수된 황은 고품질로서 순도가 99% 이상이다.

 

잔사유는 그대로 쓰거나 탈황하여 중유에 조합하는 경우와 윤활유, 파라핀왁스, 아스팔트, 접촉분해장치 원료 등으로 사용된다.

 

윤활유를 제조하는 경우는 우선 상압잔사유를 감압증류하여 점도가 다른 몇 개의 유분으로 나눈다. 감압증류장치에서 분리된 유분은 각각 필요에 따라 윤활유 제품으로 만든다. 한편, 좋지 않은 아스팔트분, 왁스분, 황분, 온도변화에 따라 점도변화가 큰 성분, 색상을 불안정하게 하는 성분, 공기에 닿으면 산화되는 성분 등을 제거할 필요가 있다. 따라서 윤활유제조에 있어서 용제를 사용하거나 수소화 정제를 통해서 윤활유분과 불량성분을 분리시킨다. 이와 같이 불량성분을 제거한 여러 가지 점도의 윤활유유분(이를 기유(基油)라고 한다)을 목적에 따라 조합하거나 첨가제를 섞어 제품으로 만든다.

 

파라핀왁스는 윤활유제조공정에서 용제에 의해 분리된 파라핀분(이를 粗왁스라 한다)을 발한(發汗)하거나 용제정제하여 유분을 완전히 제거, 정제한 제품이다.

 

아스팔트는 원유 중에 함유되어 있는 가장 중질의 유분으로 감압증류장치를 통해 고진공에서 증류하여 경질분을 완전 제거하여 얻어지는 스트레이트 아스팔트와 이를 산소에 의해 부분적으로 산화시키는 한편 아스팔트 내에 함유되어 있는 여러 가지 유분을 중합(重合)하거나 축합(縮合)하여 성질을 변화시킨 블로운 아스팔트가 있다.

 

 

 

 

출처:대한석유협회

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