CDU 공정 (상압증류공정)

 

안녕하세요. EnerTravel입니다. 

 

오늘의 EnergyTok 은 정유산업의 핵심공정인 CDU 공정(상압증류공정) 정리 입니다.

 

 CDU 공정(상압증류 공정) 

 

정유사 석유제품 생산 공정의 가장 기본이 되는 공정이자 핵심인 상압증류공정(CDU)은 어떤 공정일까요? 교과서상의 해석은 'Crude Distillation Unit'으로서 상압 범위/환경에서 원유를 끓는점에 따라 가스-증류액체-상압잔사유로 분리하는 공정(Topping)'입니다. 하지만 교과서 상의 해석만으로는 용어가 난해하여 직관적으로 상압증류공정 개념을 이해하기란 매우 어렵습니다.

 

쉽게 설명해보겠습니다. 원유는 1~400개 이상의 탄화수소의 혼합물입니다. 이러한 원유를 섭씨 370도 내외로 Heater에서 강한 열로 가열한 다음 매우 좁은 부피를 가진 배관을 지나다가 갑자기 넓고 높은 공간(Distillation Column, 별도 가열 없이 보온 유지)으로 끓여진 원유를 흘려보내면 어떻게 될까요?

 

아래 Atmospheric Tower(상압증류탑) 모형도 및 석유 제품 증류점 그림을 보면서 설명드리겠습니다.

 

 

-LPG: Propane, Butane (C3, C4)

 

 

​-Lt. Naphtha: 석유화학(Olefin) 원료

 

 

-Hvy. Naphtha: 석유화학(Aromatic) 원료

 

 

​-Jet/ Kerosene: 항공유, 실내등유

 

 

-Lt. Gasoil: 경유

 

 

-Hvy. Gasoil: 경유

 

 

 -AR(Atmospheric Residue): 고도화 공정 원료, 선박유, B-C

 

 

 

라면 냄비에 뚜껑을 닫고 물을 끓여 보신 적이 있으신가요? 비유하자면, 라면냄비가 상압증류공정에서 Heater와 Distillation Column(Atmospheric Tower) 역할을 동시에 하게 되는 것인데, 가스불과 가장 가까이 마주하고 있는 밑바닥의 수분부터 끓는점에 도달하여 기포가 되어 냄비뚜껑까지 상승하고 그 솟구치는 힘으로 냄비 뚜껑까지 들썩이게 만드는 일을 우리는 일상 속에서 자주 목격하게 됩니다. 

상압증류공정(CDU) 또한 마찬가지의 원리입니다. 원유 속에 섞여 있던 탄화수소 중 가벼운 탄화수소는 이미 기화되어 있기에 Column에 도착하는 즉시 Tower(Column) 위로 높이 솟구치게 될 것입니다. 위로 올라갈수록 HTR의 열과는 멀어지는 것이기에 일단 솟구친 유분은 A-Tower의 특정 위치(높이)에서 다시 액화되어 떨어지게 되며, 이를 각각의 위치에 배치된 Tray에 모아 석유제품의 원료 유분을 구분하게 됩니다. 한편 다른 무거운 탄화수소(Ex. 벙커c유, C25~)는 기화되어 위로 솟구치기는커녕 Tower(Column) 바닥에 잔류물(Residual)로서 액체상태로 가라앉게 될 것입니다. 즉, 상압증류공정(CDU 공정)이란 바로 제품별 끓는점 차이에 착안해 분별 증류의 원리를 이용해 제품을 생산하는 공정으로 요약할 수 있겠습니다.

 

​오늘은 '상압증류공정(CDU 공정)'에 대하여 알아보았습니다.

다음 글에서는 '원유 정제공정, 석유생산 공정의 원리와 종류'를 정리하겠습니다.