‘설비’로 알아보는 석유화학 이야기

석유 혹은 석유의 성분인 탄화수소를 원료로 해 유리하게 사용할 수 있는 형태로 바꾸기 위한 화학을 석유화학이라고 하는데요, 한화토탈은 충남 서산의 대산 석유화학단지에서 석유화학 제품군인 수지(Polymer), 화성(Base chemical), 에너지(Energy)로 대표되는 세 부문의 사업을 전개하고 있습니다.  

오늘은 석유화학 공장의 주요 설비를 통해 석유화학을 더욱 이해하는 시간을 가져보려고 해요. 그럼 함께 알아볼까요?

 

 

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대산공장의 올인원 석유화학 핵심설비

   

 

석유화학 공정은 원료가 생산 설비를 지나는 과정으로 이뤄진 하나의 체인이기 때문에 설비와 그 흐름을 알면 석유화학에 더욱 쉽게 다가설 수 있습니다. 가장 먼저 바다에서 원유를 탐사 시추해 확보하면 한화토탈의 정유 공장으로 수송되고, 수송된 원유는 각 단계별 공장을 거쳐 다양한 산업에 쓰이는 원료로 생산됩니다.

특히 한화토탈은 국내외 석유화학기업으로는 유일하게 단일 단지 내에 석유화학의 핵심설비인 컨덴세이트 분해설비(CFU), 나프타 분해설비(NCC), 방향족 공장을 모두 보유하고 있어 생산 효율과 사업 경쟁력을 확보하고 있다는 점이 큰 장점이지요. 각각의 설비를 하나씩 자세히 알아보겠습니다!

 

 

02

석유화학의 출발점 ‘CFU 공장’ 

  

 

한화토탈의 CFU(Condensate Fractionation Unit) 공장은 콘덴세이트를 분해하고 가공하는 설비입니다. 콘덴세이트란 천연가스를 채굴할 때 부산물로 생산되는 휘발성 액체 탄화수소를 말합니다. 지하에 매장되어 있을 때는 기체로 존재하다가 지상으로 올라오면 압력이 낮아져 액체가 되지요. 

CFU공장에서는 콘덴세이트를 증류하여 끓는점에 따라 LPG, 경유, 등유와 같은 에너지 제품을 추출하는데요, 이 과정에서 석유화학의 기초 원료인 나프타도 함께 생산됩니다. 
 
생산된 나프타는 경질 나프타와 중질 나프타로 나뉘어 각각 NCC공장과 방향족공장의 원료로 공급되고, 다양한 석유화학 제품을 생산하는 데 이용됩니다. CFU공장은 한화토탈의 석유화학·에너지 사업의 출발점이 되는 설비라 할 수 있겠죠? 현재도 가동 중인 CFU공장은 대산공장 곳곳으로 기초 원료를 내보내고 있답니다. 

 

 

03

석유화학의 심장 ‘NCC 공장’

   

 

CFU공장을 석유화학·에너지 사업의 출발점이라고 한다면, NCC(Naphtha Cracking Center) 공장은 나프타 분해 설비로서 석유화학의 심장이라고 할 수 있을 만큼 핵심 원료가 생산되는 곳입니다.

이 곳에서는 경질 나프타를 분해해 에틸렌과 프로필렌, C4유분(Mixed C4), 열분해 OIL을 생산하는데요, 특히 에틸렌과 프로필렌은 석유화학 산업에서 가장 기초가 되는 유분*으로서 비누, 주방 용기, 통신기기와 자동차부품까지 우리 생활 속 필수 소재를 만드는 데 무궁무진한 원료가 된답니다. 

한편 NCC공장 하면 사이드크래커(Side Cracker)를 빼놓을 수 없는데요, 사이드크래커는 나프타 대비 가격이 낮은 프로판을 원료로 하여 에틸렌, 프로필렌을 생산하는 가스전용 분해시설로 생산의 경제성에 아주 유용한 설비입니다. 특히 2019년에 대산공장에 완공된 프로필렌 정제설비 ‘빅타워’는 무려 99m에 달해 나로호의 3배, 30층 고층 아파트와 맞먹는 높이로 한화토탈의 위상을 나타내듯 거대한 위용을 뽐내고 있습니다.

*유분: 액체 혼합물을 증류해 끓는점의 차이에 따라 분별 증류되어 얻는 성분

 

 

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석유산업계의 BTX를 만드는 ‘방향족 공장’

   

 

CFU 공장에서 방향족 공장으로 전달된 중질 나프타는 어떻게 될까요? 이곳 방향족 공장에서는 나프타가 B·T·X(벤젠, 톨루엔, 자일렌)와 같은 방향족 제품과 휘발유, 연료유와 같은 에너지 제품으로 탄생합니다. 

이 과정에서는 나프타를 방향족 성분이 많은 원료로 변환하는PLAT 공정과 이후 파라자일렌과 같은 석유화학 제품을 생산하는 PAREX 공정이 이루어집니다. 한화토탈의 방향족 공장은 1공장과 2공장으로 나뉘어 운영되고 있으며, 국내 석유화학 업계에서 독보적인 경쟁력을 갖추고 우수한 품질의 포트폴리오를 구축하고 있답니다.  

 

 

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저장물에 따라 생김새가 달라지는 ‘저장 탱크’

   

 

저장 탱크는 각 공장에서 쓰이는 원료를 저장하거나 공장에서 생산된 제품을 보관하는 설비입니다. 저장하는 내용물의 성질에 따라 형태도 달라지게 되는데요. 가장 흔한 형태인 고정식 지붕 탱크는 압력이 높지 않은 중질유 등을 보관하는 탱크입니다. 저장하는 물질의 수위에 따라 탱크 지붕이 움직이는 부유식 지붕 탱크는 휘발성이 강한 나프타 등의 원료가 손실되는 것을 막기 위해 쓰이고, 지붕이 돔 형태인 돔 루프 탱크는 대기압보다 증기압이 높은 경질 나프타 등을 보관하는 데 이용된답니다. 

마지막으로 구체 모양의 원형 탱크는 압력을 쉽게 분산할 수 있는 구조로 프로판이나 부탄과 같은 고압 물질 저장에 용이하다는 특징이 있습니다. 


오늘은 설비를 통해 석유화학을 알아보았습니다. 멀게만 느껴지던 석유화학 공장과 시설이 조금은 가깝게 느껴지셨나요? 다음번에도 석유화학에 대해 더욱 쉽고 흥미롭게 알려 드릴 수 있는 소식으로 찾아뵐게요!

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종합 케미칼 & 에너지 리더,

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