1. 정유공정의 기본 이해
석유를 유전에서 채굴하여 원유를 생산하고 이를 우리가 사용하는 수송 연료, 난방 연료, 석유화학제품의 원료 등으로 전환하는 첫 번째 공정을 정유(Oil Refining) 공정이라 하며 크게 3가지 과정으로 나누어 진행됩니다.
1) 첫 번째 과정, 증류(Distillation)
우선 다양한 화학성분의 혼합물인 원유 온도를 높여 원유 내 각 화학성분의 끓는점 차이를 이용해 비슷한 물리 화학적 성상을 갖는 성분끼리 모아 분리하는 공정인 증류.
2) 두 번째 과정, 정제(Refining)
증류된 중간 산물에 포함된 황과 같은 대기오염을 야기하는 성분 등의 불순물을 제거하여 증류 산물의 품질을 향상하는 공정인 정제.
3) 세 번째 과정, 배합(Blending)
정제된 각 중간산물을 제품별 혼합하거나 첨가제를 주입하는 공정인 배합.
정유산업은 이런 과정을 통해 각종 석유제품을 생산하는데, 가정용 연료인 LPG부터 휘발유, 경유, 등유, 항공유, 중질유 등 다양한 수송 및 난방 연료를 생산하고 정제 후 남은 찌꺼기는 아스팔트의 원료가 되기도 합니다. 이런 3가지 과정의 가장 기본적인 장치는 끓는점 차이를 이용한 증류탑(Crude Distillation Top)이라고 합니다.
2. 정유공정 (증류탑, Distillation)에서 나오는 기름의 종류
위에서 설명드린 것처럼 정유산업의 가장 첫 번째 과정인 증류(Distillation)에서 큰 맥락의 기름의 종류가 끓는점 차이에 의해서 나눠지게 됩니다.
1) -30 ºc ~ 1 ºc : LPG
흔히들 잘 알고 계시는 LPG 차량에 쓰이는 연료입니다. 가정용, 업무용, 공업용, 운송용의 연료로 쓰입니다. 잘못 다루면 폭발할 가능성이 높기에 주의해야 합니다. 원유를 정제할 때 제일 처음 나오는 물질로 주성분은 프로판과 부탄입니다.
프로판은 가정용 연료로 사용하며, 부탄은 자동차용으로 주로 쓰이고 저희가 캠핑 가서 쓰는 부탄가스가 이 LPG입니다. 정유공정 후단 공정에 이러한 프로판과 부탄을 나눠주는 증류탑이 존재하곤 합니다.
2) 30 ºc ~ 180 ºc : 휘발유 & 납사
-휘발유는 휘발 성분을 이루는 무색의 투명한 액체입니다. 영어로는 gasoline(미국식) 또는 petrol(영국식)이라고도 합니다. 추가로, 보통 주유소에서 넣는 휘발유는 첨가제를 사용해서 무색의 투명한 액체는 아니게 됩니다.
-납사는 석유화학공정의 원료로 대부분 쓰이게 되는 물질입니다. 위 그림에서 보시는 것처럼 납사를 최종 제품에 따라 여러 종류의 원료로 나눠지게 되는 공정을 거치게 되고 각 산업별로 Stream 이 형성되게 됩니다. 알기 쉽게 최종 제품만으로 알려드리면 옷이나 신발 같은 섬유, 타이어, 고무와 같은 고무산업, 플라스틱 산업 등 여러 용도로 쓰이게 됩니다.
3) 170 ºc ~ 250 ºc : 등유
등유는 대체로 가정용 연료나, 교통기관의 연료로 쓰이며, 살충제, 산업용 솔벤트, 의료용으로도 쓰이고 있습니다. 저희가 주로 가정용 석유라고 하면 등유를 말하는 것입니다. 또한, 제트엔진의 원료도 이 등유 안에서 나오고 있답니다.
4) 240 ºc ~ 350 ºc : 경유
경유는 디젤엔진의 연료로 널리 쓰이며, 디젤엔진을 탑재한 승용차, 버스와 트럭 같은 상용차는 물론 중소형 선박과 대형 여객기 연료이기도 합니다. 대개는 물론 가정용 난방유로도 많이 쓰이기도 하지만, 기름보일러 자체가 가스보일러로 대체되어 가면서 가정용으로서의 수요는 줄고 있는 추세입니다.
5) 300 ºc 이상 : 중유, 아스팔트, 잔사유
중유는 대체로 선박 및 화력발전에 널리 사용되고 있습니다. 중유는 상온에서는 점도가 매우 높기 때문에 연료의 예열이 필요하고, 따라서 선박의 경우 연료탱크 및 공급계통에는 보통 예열장치가 설치되어 있습니다.
중유 중에서도 탄소고리가 더 무거운 물질은 잔사유라고도 합니다. 잔사유는 예전에는 아스팔트의 원료로도 많이 쓰였지만, 요즘은 Cracking 기술을 통하여 휘발유를 다시 뽑아내는 원료로 쓰이고도 있습니다.
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