온실가스 배출의 이해-화학분야(석유정제공정)

석유정제공정의 이해

• 비등점 차이를 이용하여 원유를 휘발유, 등유, 경유 등과 같은 석유제품과 나프타와 같은 반제품을 제조
• 석유정제공정의 온실가스 배출
  - 고정연소배출 : 원유예열시설, 증류 공정 등에 열을 공급
  - 공정 배출 : 수소촉매 공정, 촉매재생공정 및 코크스 제조공정 등 
  - 탈루성 배출 : 공정 중 배기 및 폐가스 연소처리 등
• 증류 : 증류탑에서는 비등점 차이에 의해 가벼운 성분부터 상부로 분리
• 정제 : 제품별 특성을 충족시키기 위하여 2차처리 공정을 거치게 함으로써 품질 성상을 향상
• 배합 : 각종 유분을 각 제품별 규격에 맞게 적당한 비율로 혼합하거나 첨가제를 주입하여 배합

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1) 상압증류 공정

• 정유공정 중 가장 중요하고 기본이 되는 공정
• 증류의 원리에 의해 원유를 가열, 냉각 및 응축과 같은 물리적 변화과정을 통하여 일정한 범위의 비점을 가진 
  석유 유분을 분리하는 공정

2) 메록스 공정

• 상압증류공정에서 생성된 경질유분에 함유된 황화수소를 제거하고 악취가 심한 머캡탄(mercaptan) 성분
  을 악취가 덜 나는 이황화물로 전환 또는 제거하는 공정

 

3) 가스 회수 공정

• 상압증류공정 및 접촉개질공정에서 생성된 프로판-부탄 혼합가스로부터 90~95% 이상의 순수한 프로판과 
  부탄을 분리 회수하는 공정

4) 수첨탈황공정

• 상압증류공정에서 생성된 조나프타, 조등유, 경질 가스유 등을 촉매하에서 수소를 첨가, 반응 시킴으로써 
  유황분을 비롯한 질소 및 금속유기화합물 등 각종 불순물을 제거하고 품질을 개선시키는 공정

5) 접촉 개질공정

• 옥탄가가 낮은 경질유분의 탄화수소 구조를 바꾸어 옥탄가가 높은 유분으로 변환시키는 방법

6) 감압증류공정

• 고비점 유분을 고온에서 증류하면 열분해가 발생하여 품질 및 수율저하와 가열 관내 코크스 생성 및 부착에 따 
  른 가열관 손상을 초래
• 열분해 방지를 위해서 증류탑의 압력을 감압상태로 하여 유분의 비점을 저하시켜 증류시킴

7) 아스팔트 산화공정

• 감압증류공정에서 경질유분을 분리
• 남은 감압잔사유를 압축공기로 산화 중합시켜 아프팔트 제품을 생산

8) 중질유 수첨분해 공정

• 감압증류공정에서 생산된 감압경질유분을 촉매 존재하에 수소를 첨가하여 분해 및 탈황시켜 초저유황 등경유 
  등의 경질석유제품으로 전환하는 공정

9) 감압 잔사유 탕황공정

• 감압증류공정에서 생산된 감압잔사유와 상압잔사유를 원료로 촉매존재하에 수소를 첨가하여 탈황시켜 초저유 
  황 B-C 및 경유를 생산하는 공정

10) 유황회수공정

• 중질유 분해 및 탈황공정에서 생성된 H2S 가스를 촉매 존재하에 반응시켜 99.9%의 순도를 지닌 용융황을 회
  수 하는 공정

11) 수소제조공정

• 경질나프타 또는 부탄을 촉매 존재하에 수증기와 접촉반응 시켜 70% 순도의 수소를 제조
• PSA(Pressure Swing Adsorption) 공정을 거쳐 불순물을 제거하여 99.9% 이상의 수소를 제조

12) 윤활기유 제조시설

• 중질유 수첨분해 공정에서 촉매존재하에 수첨 처리하여 wax 성분을 제거한 뒤 방향족성분을 포화시킴 
• 윤활유의 원료인 윤활기유를 생산하는 시설

13) 중질유 탈황공정

• 고유황 상압잔사유를 고온고압하에서 수소를 첨가 탈황하여 저유황 연료유와 경유 등을 생산

14) 중질유 유동상 촉매 분해공정

• 중질탈황공정에서 생산된 저유황 연료유와 저유황 상압잔사유를 원료로 함 
• 유동상 촉매분해를 통해 휘발유 원료 등을 생산하는 공정

15) 벤젠 회수 시설

• 접촉개질공정에서 생산된 접촉개질유를 촉매존재하에 분리 및 추출하여 벤젠을 회수

 

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16) 코코스 제조 공정

• 석유계 중질유를 약500℃ 의 고온으로 열분해 하여 코크스를 생산

[석유정제공정도]

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주요배출시설의 이해

1) 수소 제조 시설

• 경질 나프타, 부탄 또는 부생연료를 촉매 존재하에서 수증기와의 접촉반응에 의해서 약 70% 순도의 수소를 제조

2) 촉매 재생시설

• 유정제 공정 중 개질 공정은 저옥탄가의 나프타를 백금계 촉매하에서 수소를 첨가, 반응시킴으로써 휘발유의 주성분인 고옥탄가의 접촉개질유를 생산하는 공정

3) 코코스 제조시설

• 지연코킹법에서는 고정연소배출 외에 공정에서의 CO2 배출은 없음
• 유체코킹법과 플렉시코킹법에서는 코크스 버너에서 CO2 배출

 

물질에너지 수지식의 이해

• CWT 접근법을 벤치마크 방법론으로 설정하여 정유공장 전체를 통합적으로 관리

 

최적실용화기술(BAT) 이해

• 환경관리시스템 운영
• 대기로의 배출 저감

 

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