나프타 분해 설비
NCC, Naphtha Cracking Center
석유화학 회사에서는 나프타를 분해해서 석유화학제품의 원료를 공급한다. 일반적으로 에틸렌 31% (폴리에틸렌 원료), 프로필렌 16%, C4유분 10%(부타디엔 원료), RPG(Raw Pyrolysis Gasoline. 방향족 제품들의 원료. 벤젠, 톨루엔, 자일렌, BTX 등.) 14%, 메탄·수소·LPG 등 기타제품이 29% 생산된다.
여천NCC의 NCC가 이 공정을 뜻한다.
국내에서는 롯데케미칼, 대한유화, 여천NCC등이 소유하고 있다.
에틸렌은 석탄을 분해해도 생산(CTO)할 수 있고 나프타를 분해(NCC)해도 생성할 수 있다. 중국에는 환경규제가 적어서 이런 석탄화학 업체들이 에틸렌을 생산하고 있다. 그래서 유가가 높을 때는 중국 석탄화학 업체들이 한국 석유화학 업체보다 유리하며, 중국 환경규제가 심해질수록 한국 석유화학 업체들의 이익이 커진다.
한편, 2017년에는 중국 정부가 폐플라스틱 수입 금지 정책을 밝히면서 폴리에틸렌, 부타디엔 가격이 오르고 나프타 분해 설비를 보유한 업체들이 수혜를 입었다.
분해, 급랭, 압축, 냉동, 분리정제 공정으로 나뉜다.[1]
열을 가하여 나프타를 탄소수가 적은 탄화수소로 분해한다. 액상원료인 나프타와 순환 에탄은 희석 증기(DS)와 혼합된 후, 약 800~850℃의 분해로 내에서 분해된다.
분해공정을 거친 분해로의 출구물질은 열교환기(Transfer Line Exchanger)를 거치면서 약400℃로 급랭되며, 이 열교환기 출구물질은 냉각유에 의해 약 200℃로 급랭된 후 급랭공정의 가솔린 정류탑으로 보내진다. 급랭공정에서는 분해된 탄화수소끼리 서로 반응하지 못하도록 온도를 낮춘다. 가솔린 정유탑의 탑저에서는 타르를 포함한 열분해 연료유(RFO)가 생성되며, 탑정 가스는 급랭탑으로 보내져 분해가솔린(RPG)과 경질 유분으로 분리된다.
분해가스의 경제적인 분리를 위해 분해가스를 압축하여 부피를 감소시키는 공정이다. 분해가스 압축기에 의해 급랭탑 탑정의 경질 유분은 약 36기압까지 압축된다. 이 과정에서 3, 4단 사이에 있는 가성소다 용액 세척탑에서 산성 가스를 제거하고, 압축과정에서 응축된 1, 2, 3단의 탄화수소는 가솔린 정류탑 및 급냉탑으로 보내지며, 5단 출구로부터 나온 분해가스는 프로필렌 냉매에 의해 15℃까지 냉각되어 응축물 제거 후 건조기로 투입된다.
압축기 토출 가스는 건조기에서 수분이 제거된 후 저온 회수 공정으로 들어간다.
수분이 제거된 기체는 프로필렌 냉매 및 에틸렌 냉매에 의해 단계적으로 냉각되어 응축물이 분리되며, 응축물은 탈메탄탑으로 보내져 탑정으로 메탄을 분리하게 되고, 나머지 경질유분은 탑저로 분리된다. 저온 회수 공정에서 분리된 수소가스 중 일부는 고순도로 정제되어 아세틸렌과 프로파디엔 전환 반응기의 수소 첨가용으로 사용되고 나머지는 DPG Unit과 C4 수첨 Unit 및 연료로 사용하게 된다.
탈메탄탑 탑저 생성물인 메탄가스는 저온 회수과정에서 가열된 후, 연료 가스로 사용되고 일부는 액체 상태로 인출되어 저온 냉매로서 탈메탄탑으로 순환된다.
탈메탄탑 탑저 생성물은 압축기 출구 가스와 열교환하여 가열되어 탈에탄탑으로 보내진다.
마지막으로 분리정제공정을 거쳐 생산되는 에틸렌과 프로필렌은 바로 유도품생산공정으로 간다.
C4유분과 RPG는 추가로 추출/정제하는 공정을 거쳐 부타디엔과 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 유용한 석유화학 기초유분을 생산한다. 벤젠, 톨루엔, 자일렌은 액체로 자동차 휘발유에도 포함되어 있고 신나에도 쓰인다.
1. 개요
석유화학 회사에서는 나프타를 분해해서 석유화학제품의 원료를 공급한다. 일반적으로 에틸렌 31% (폴리에틸렌 원료), 프로필렌 16%, C4유분 10%(부타디엔 원료), RPG(Raw Pyrolysis Gasoline. 방향족 제품들의 원료. 벤젠, 톨루엔, 자일렌, BTX 등.) 14%, 메탄·수소·LPG 등 기타제품이 29% 생산된다.
여천NCC의 NCC가 이 공정을 뜻한다.
국내에서는 롯데케미칼, 대한유화, 여천NCC등이 소유하고 있다.
2. 가격
에틸렌은 석탄을 분해해도 생산(CTO)할 수 있고 나프타를 분해(NCC)해도 생성할 수 있다. 중국에는 환경규제가 적어서 이런 석탄화학 업체들이 에틸렌을 생산하고 있다. 그래서 유가가 높을 때는 중국 석탄화학 업체들이 한국 석유화학 업체보다 유리하며, 중국 환경규제가 심해질수록 한국 석유화학 업체들의 이익이 커진다.
한편, 2017년에는 중국 정부가 폐플라스틱 수입 금지 정책을 밝히면서 폴리에틸렌, 부타디엔 가격이 오르고 나프타 분해 설비를 보유한 업체들이 수혜를 입었다.
3. 공정
분해, 급랭, 압축, 냉동, 분리정제 공정으로 나뉜다.[1]
3.1. 분해 공정
열을 가하여 나프타를 탄소수가 적은 탄화수소로 분해한다. 액상원료인 나프타와 순환 에탄은 희석 증기(DS)와 혼합된 후, 약 800~850℃의 분해로 내에서 분해된다.
3.2. 급랭공정
분해공정을 거친 분해로의 출구물질은 열교환기(Transfer Line Exchanger)를 거치면서 약400℃로 급랭되며, 이 열교환기 출구물질은 냉각유에 의해 약 200℃로 급랭된 후 급랭공정의 가솔린 정류탑으로 보내진다. 급랭공정에서는 분해된 탄화수소끼리 서로 반응하지 못하도록 온도를 낮춘다. 가솔린 정유탑의 탑저에서는 타르를 포함한 열분해 연료유(RFO)가 생성되며, 탑정 가스는 급랭탑으로 보내져 분해가솔린(RPG)과 경질 유분으로 분리된다.
3.3. 압축공정
분해가스의 경제적인 분리를 위해 분해가스를 압축하여 부피를 감소시키는 공정이다. 분해가스 압축기에 의해 급랭탑 탑정의 경질 유분은 약 36기압까지 압축된다. 이 과정에서 3, 4단 사이에 있는 가성소다 용액 세척탑에서 산성 가스를 제거하고, 압축과정에서 응축된 1, 2, 3단의 탄화수소는 가솔린 정류탑 및 급냉탑으로 보내지며, 5단 출구로부터 나온 분해가스는 프로필렌 냉매에 의해 15℃까지 냉각되어 응축물 제거 후 건조기로 투입된다.
3.4. 냉동공정
압축기 토출 가스는 건조기에서 수분이 제거된 후 저온 회수 공정으로 들어간다.
수분이 제거된 기체는 프로필렌 냉매 및 에틸렌 냉매에 의해 단계적으로 냉각되어 응축물이 분리되며, 응축물은 탈메탄탑으로 보내져 탑정으로 메탄을 분리하게 되고, 나머지 경질유분은 탑저로 분리된다. 저온 회수 공정에서 분리된 수소가스 중 일부는 고순도로 정제되어 아세틸렌과 프로파디엔 전환 반응기의 수소 첨가용으로 사용되고 나머지는 DPG Unit과 C4 수첨 Unit 및 연료로 사용하게 된다.
탈메탄탑 탑저 생성물인 메탄가스는 저온 회수과정에서 가열된 후, 연료 가스로 사용되고 일부는 액체 상태로 인출되어 저온 냉매로서 탈메탄탑으로 순환된다.
탈메탄탑 탑저 생성물은 압축기 출구 가스와 열교환하여 가열되어 탈에탄탑으로 보내진다.
3.5. 분리정제공정
마지막으로 분리정제공정을 거쳐 생산되는 에틸렌과 프로필렌은 바로 유도품생산공정으로 간다.
C4유분과 RPG는 추가로 추출/정제하는 공정을 거쳐 부타디엔과 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 유용한 석유화학 기초유분을 생산한다. 벤젠, 톨루엔, 자일렌은 액체로 자동차 휘발유에도 포함되어 있고 신나에도 쓰인다.