휘발유 생산, 휘발유 혼합, 가솔린 고부가화

 

안녕하세요. EnerTravel입니다. 

오늘의 EnergyTok 주제는 '휘발유 생산, 휘발유 배합, 가솔린 생산 공정' 입니다.

 

휘발유는 경유, 등유 등 다른 정유제품과는 다르게 수많은 유분들을 혼합/배합하여 생산되며, CDU(상압 증류공정)이 아닌 지난 시간에 알아본 RFCC 공정에서 주로 휘발유 배합용 유분이 생산됩니다. 아래와 같이 휘발유를 최대한 증산하는 정유공정들에 대하여 알아봅시다.

 

GDS (Gasoline Desulfurization Section) 공정

- 강화된 연료유 Sulfur 규격에따라 RFCC에서 생산된 LCN(Light Catalytic Naphtha)을 수첨탈황하는 공정
- GDS(Gasoline Desulfurization Section)는 RFCC 공정의 Main Product이자 휘발유 제품의 Main Blending Stock인 LCN(Light Catalytic Naphtha) 속 황화합물을 수소첨가, 유동촉매반응을 통해 선택적으로 제거하는 공정
- 옥탄가 Loss를 최소화하여 생산하는 것이 중요(옥탄가 하락 시 추가적인 Octane Booster 필요로 생산비용 증가) 

세부 공정 Diagram

 

 

1) Selective Hydrogenation Unit(SHU) + Splitter

 

Desired Reaction

- Diolefin의 포화반응: 

R-C=C-C=C-R+H2 → R-C-C-C=C-R

- 가벼운 Sulfur 화합물을 Heavy Sulfur화합물로 전환반응 :

CH3-CH2-S-H + CH3-CH=CH-CH2-CH3

Olefin의 Isomerization 반응 : RON+0.3

CH3-CH2-CH2-CH2-CH=CH2(Olefins "Type1")→ CH3-CH2-CH2-CH=CH-CH3(Olefins "Type2")

 

Undesired Reaction

- Olefin의 포화반응(옥탄가 손실 수반): Max 3wt% 전환

  R-C=C-R+H2 → R-C-C-R

- Coke Formation: Diolefin with Oxygen → Polymerization → Gum

 

2) Hydrodesulfurization(HDS) Unit + Stabilizer

 

Desired Reaction: 탈황 반응

- Feed(HLCN) 중 약 93%의 Sulfur가 H2S로 전환되어 제거

Thiophene → Thiophane → Mercaptans → H2S

- 발열반응이나 Feed 중 ppm단위의 황화합물이 존재하여 전체 발열량은 미미

 

Undesired Reaction: Olefin 포화 반응

- Feed olefin 중 약 20% 정도가 포화디어 옥탄가 손실을 유발함

- 반응열이 크고 대부분의 Hydrogen Consumption이 Olefin 포화반응에서 발생

 

반응속도 비교

Hydrodesulfurization > Olefin Hydrogenation >> Aromatic Hydrogenation

 

한편 친환경 트렌드에 따라 강화되는 석유제품 황분 규격에 따라, HCN(Heavy Catalytic Naphtha)를 최대한 활용하여, 수소첨가분해를 통해 Gasoline, Diesel(MGO)을 증산하는 HDT(Hydro-Treating), HCK(Hydro-Cracking) 공정도  주목 받고 있습니다. Gasoline/Diesel Flexibility를 위한 상기 수첨분해공정이 궁금하신 분들은 하기 이전 발행글 링크를 참조 부탁드립니다. 

 

2023.05.01 - [EnergyTok/정유·화학] - 감압증류 공정(Vacuum Distillation Unit)

감압증류 공정(Vacuum Distillation Unit)

 

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고도화 공정 활용 휘발유 배합 제조/고부가화

 

- RFCC 생산 반제품 유분들을 최대한 활용하며, 이를 내수 규격에 맞게 RON 상향 관리

- 고옥탄, 친환경(RVP) 품질강화 추세에 따른 대응 필요성 대두

→ But, Crude to Chemical 기조하에, 정유사 화학공정 Raffinate Feed 증가에 따른 Cracker 경제성 저하

→ Raffinate 중 Light/Hvy 유분 분리 운영 필요에 따라 Off-site Tank 추가 필요

 

저옥탄 휘발유 반제품 유분 관리 방안

1) 저옥탄 유분인 Raffinate(RON 7~80)를 고옥탄  Non n-Paraffin(RON 86)로 분리하여 휘발유 고부가화/증산

2) 저옥탄 유분인 LSR(RON 81)를 고옥탄 유분인 Isomer Paraffin (RON 86)로 전환 추진

유분	RON	RVP(KPa)	Sp.Gr
Lt Raffinate	84(+6)	76	0.65
Isomer Paraffin	86(+8)	85	1.65
Non n-Paraffin	86(+8)	53	0.72
MOGAS 92R	92	62	0.72

 

휘발유 반제품 유분 옥탄가 상향 Point

 

 

Splitter로 Raffinate 중 RON 높은 Light 유분을 분리  휘발유로 배합하고 Hvy Raffinate는 Paraffin Fraction 추진

 

오늘은 '휘발유 생산, 휘발유 배합, 가솔린 생산 공정, 경질유 증산'에 대하여 알아보았습니다.
다음 글에서는  카본블랙의 원료인 '슬러리 오일(Slurry Oil)'에 대해 알아보겠습니다.

 

2023.05.07 - [EnergyTok/정유·화학] - 카본블랙 원료, 슬러리 오일, Slurry Oil, FCC BTM

카본블랙 원료, 슬러리 오일, Slurry Oil, FCC BTM