연료 산업

이러한 원자재는 정유소에서 다음과 같은 다양한 제품으로 가공됩니다.

a) 액화가스(LPG)

b) 자동차 연료(휘발유, 등유, 경유)

c) 난방유

d) 도로 및 산업용 아스팔트

e) 다양한 합성을 위한 탄화수소 원료

f) 석유 코크스

g) 고체 석유 탄화수소(예: 파라핀)

또한, 연료 산업의 제품은 완하제로 사용되는 중질유 분획에서 얻은 파라핀과 같은 의약품, 식물 보호 화학 물질 생산에 사용되는 페놀과 같은 비료, 석유 에테르와 아세톤과 같은 용매, 폴리올레핀과 같은 플라스틱을 포함한 다양한 화학 제품 을 제조하기 위한 원료 역할을 합니다.

원유 가공

산업계에서 원유의 90%이상이 휘발유, 오일, 아스팔트로 가공됩니다. 수산화나트륨 용액, 즉 소다액은 이 공정에서 매우 중요합니다. 소다액은 황 화합물과 이산화탄소와 같은 불순물을 제거하는 데 사용됩니다. 이러한 불순물 제거는 정유 공정의 핵심 단계 이며, 이러한 화합물의 함량에 대한 법적 요건을 충족하는 데 필수적입니다. 소다액은 원유 가공 후 얻어지는 최종 제품의 정제에도 사용됩니다. 다음과 같은 몇 가지 기본 공정이 있습니다.

a) 증류 – 원유를 끓는점이 다른 여러 분획으로 분리하는 과정입니다. 이러한 방식으로 건식 및 습식 가스, 가솔린, 등유, 경유, 마주, 구드론 등 여러 원료가 얻어집니다.

b) 촉매 분해 – 촉매(주로 제올라이트)를 사용하여 중질유 분획을 경질 분획으로 분해하는 공정입니다. 이를 통해 비교적 다량의 고품질 가솔린을 얻을 수 있습니다.

c) 촉매 개질 – 백금 촉매를 사용하여 저옥탄가 가솔린을 고옥탄가 가솔린으로 촉매 변환하는 공정입니다. 이 공정의 주요 생성물은 수소, 정유가스, LPG, 이소부탄 및 노말부탄입니다.

d) 수소화분해(Hydrogracking) – 중질유, 마주(Mazout), 구드론(Gudron)을 수소 압력 하에서 촉매 처리하여 더 가벼운 연료를 얻는 공정입니다. 이러한 방식으로 가솔린, 등유, 경유를 얻습니다.

e) 열분해 – 수증기 존재 하에서 중질유 분획을 분해하는 공정. 이 방법을 통해 열분해 가솔린, 오일, 타르를 얻습니다.

f) 알킬화 – 올레핀과 이소부탄의 반응으로 분자량과 옥탄가가 더 높은 이소파라핀이 생성됩니다. 이 공정은 저온에서 촉매 존재 하에 진행되는 반응을 포함합니다. 가장 일반적으로 사용되는 촉매는 황산 입니다. PCC 그룹에서는 접촉식 공정으로 황산을 생산하여 매우 높은 순도를 제공합니다. 이렇게 생산된 황산은 오일, 등유, 파라핀 정제 및 가스 건조 공정에 사용될 수 있습니다 .

연료의 종류

연료는 그 기원(천연 및 인공), 발열량(고칼로리 및 저칼로리), 그리고 응집 상태(액체, 기체, 고체)에 따라 구분할 수 있습니다. 각 유형은 서로 다른 특성과 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다.

액체 연료 – 가솔린

원유에서 얻는 가장 중요한 액체 연료로는 휘발유, 등유, 경유, 난방유 등이 있습니다. 휘발유는 약 40°C에서 200°C 사이의 끓는점을 가진 원유입니다. 주로 스파크 점화 엔진에 동력을 공급하는 연료로 사용됩니다. 또한 용매(예: 석유 에테르)로도 작용할 수 있습니다. 휘발유는 주로 지방족 탄화수소로 구성되어 있으며, 일정량의 방향족 및 불포화 탄화수소도 포함합니다. 휘발유의 가장 중요한 특성은 옥탄가(즉, 폭발에 대한 저항성), 가연성 혼합물을 형성하는 능력, 그리고 수지 침전물을 형성하는 경향입니다. 휘발유에는 여러 종류가 있습니다.

a) 납 가솔린 – 에틸. 1980년대 중반까지 사용되었습니다. 테트라에틸납이 함유되어 있어 엔진에서 연소될 때 독성 산화납이 생성되었습니다.

b) 무연 가솔린(95 RON) – 옥탄가 95의 저렴한 무연 가솔린입니다.

c) 무연 가솔린(98 RON) – 옥탄가가 98인 더 비싼 종류입니다.

가솔린이 상업적 제품이 되려면 연료의 보관, 사용, 운송 중에 발생하는 부작용과 바람직하지 않은 현상을 방지하기 위해 여러 가지 첨가제를 가솔린 성분에 포함해야 합니다.

휘발유 첨가제

가장 중요한 가솔린 첨가제에는 산화 방지제가 포함됩니다. 가솔린은 탄화수소 혼합물이기 때문에 보관 중 산화될 수 있습니다. 이로 인해 옥탄가가 낮아져 연료의 특성이 저하됩니다. 일반적으로 산화 방지제로는 방향족 아민과 페놀이 사용됩니다.

두 번째 그룹의 추가 물질은 금속 불활성화제입니다. 이 물질들은 석유 산화 반응에서 금속의 촉매 작용을 상쇄함으로써 산화 억제제를 보조합니다. 이 물질의 작용은 금속 표면에 보호층을 형성하는 것입니다.

필수적인 첨가물은 침전물과 부식 생성물을 분산 상태로 유지하는 분산-유화 화합물입니다. 이러한 기능을 수행할 수 있는 제품군은 ROKAmer입니다. 이 제품은 에틸렌 옥사이드와 프로필렌의 비이온성 블록 공중합체 그룹에 속합니다. 이러한 특징은 ROKAmer 그룹을 다른 비이온성 계면활성제 와 구별하며, 소포 특성을 결정합니다.

또 다른 첨가제는 윤활제 입니다. 윤활제는 적절한 윤활이 필요한 연료 펌프 부품의 빠른 마모를 방지합니다. 이러한 화합물의 예로는 카르복실산, 에스테르 또는 아민이 있습니다. 가솔린에서 수분은 탈유화제를 사용하여 제거되며, 이를 통해 탱크 내에서 별도의 상으로 방출됩니다. 이는 특히 연료를 펌핑할 때 중요합니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 위에서 언급한 탈유화제라는 첨가제가 사용됩니다.

석유 산업의 대부분의 설비는 강철로 제작되므로 물이 있는 환경에서는 부식이 발생하여 누출 위험이 있습니다. 부식 방지제는 이를 방지하기 위해 사용됩니다. 부식 방지제 는 금속 표면과 반응하여 보호막을 형성하여 부식성 물질의 영향을 차단합니다. 일반적으로 이러한 부식 방지제는 아민, 아미드 또는 암모늄염을 기반으로 하는 화합물입니다.

영어: 마지막이지만 현대 모터 가솔린의 덜 중요하지 않은 특징은 연료 시스템(특히 흡기 시스템)과 엔진 연소실을 깨끗하게 유지하는 능력입니다.이 목적을 위해 세제라고 하는 정제 첨가제가 사용됩니다.PCC 그룹의 제품인 Petrotex DF30 이 목적에 완벽하게 적합합니다.분산 및 유화 조성물의 성분으로 사용되는 노란색 유성 액체입니다.이 제품의 가장 중요한 특징은 세척 기능입니다.Petrotex Petrotex DF30 주로 실린더의 입구 및 출구 밸브를 세척하는 세제로 사용됩니다. 도데실페놀은 연료 시스템 세척제의 첨가제로도 완벽하게 적합합니다.노란색과 페놀 냄새가 나는 걸쭉하고 점성 있는 액체입니다.도데실페놀은 연료 첨가제 패키지의 합성 구성 요소를 형성하는 프로폭실레이트 생산에 사용됩니다.

액체 연료 – 디젤 오일

경유는 주로 자기점화 디젤 엔진에 사용되는 연료입니다. 석유에서 증류 공정을 통해 분리된 파라핀, 나프탈렌, 방향족 탄화수소의 혼합물입니다. 180~350°C에서 끓는 석유 분획물입니다. 이 액체 연료의 가장 중요한 특성은 점도(분무), 자기점화 저항성(세탄가), 응고 온도, 그리고 황 함량입니다 . 경유 증류액에는 황 화합물 함량이 높기 때문에 수소처리를 통해 이를 제거해야 합니다.

디젤유용 첨가제

현재 사용되는 경유에는 다양한 농후 첨가제가 사용됩니다. 대부분의 농후 첨가제는 가솔린용 첨가제와 유사한 기능을 합니다. 그러나 경유의 경우 핵심은 소포제, 정전기 방지 첨가제, 그리고 세탄가를 높이는 개질제를 사용하는 것입니다.

소포제는 연료 준비 및 탱크 충전 시 기포 발생을 방지하도록 설계되었습니다. 일부 디젤 연료는 펌핑 중에도 기포가 발생하여 탱크 충전 과정을 방해하고 누출을 유발합니다. ROKAmer 시리즈 제품은 이러한 현상을 방지합니다. 이 제품은 매우 광범위한 온도 범위에서 사용할 수 있는 소포제입니다. 또한, ROKAmer는 매우 우수한 탈지 특성과 액체와 공기 사이의 표면 장력을 감소시키는 능력을 특징으로 합니다. 이를 통해 기포 배출을 개선하여 기포 발생을 감소시킵니다.

정전기 방지 첨가제는 디젤유의 전기 전도도를 높여 화재 위험을 줄이도록 설계되었습니다. 일반적으로 이러한 목적으로 올레핀과 아크릴로니트릴의 공중합체를 폴리아민과 함께 사용합니다.

또 다른 개질제 그룹은 세탄가를 높이는 첨가제 입니다. 이 첨가제의 역할은 점화 지연 시간을 단축하고 연소 속도를 증가시키는 것입니다. 가장 널리 사용되는 개질제는 2-에틸헥실 니트레이트(EHN)와 디-tert-부틸 퍼옥사이드(DTBP)입니다.

중요한 첨가제 중 하나는 마커입니다. 마커의 역할은 연료의 종류를 쉽게 식별하는 것입니다. 연료유와 난방유를 구별하기 위해, 연료를 특정 색상으로 착색하는 아조 유도체가 도입됩니다. 최근에는 기름이나 휘발유 냄새가 거슬리는 곳에 사용되는 향료 첨가제가 매우 인기를 얻고 있습니다 . 이러한 개질제로는 에스테르나 테르펜 등이 있습니다.

액체 연료 – 등유

등유는 매우 대량으로 사용되는 연료로, 주로 터보프롭이나 제트 엔진용 항공기에 사용됩니다. 또한 화장품 원료 및 용매로도 사용됩니다. 옥탄가와 세탄가가 낮기 때문에 스파크 점화 엔진(가솔린 엔진)이나 자체 추진 엔진(디젤 엔진)에는 사용할 수 없습니다. 등유는 약 170~250°C에서 끓는 액체 석유 분획물입니다. 생산 비용은 비교적 저렴합니다. 등유는 주로 원유 정류 과정에서 생성됩니다 . 일반적으로 가솔린이나 경유 생산에 사용되는 첨가제나 정제 공정은 등유 생산에 사용되지 않습니다. 등유는 또한 가솔린으로 전환되며, 분해 및 개질 공정에서도 다른 제품으로 전환됩니다.

액체 연료 – 바이오디젤

바이오디젤은 석유에서 추출한 디젤의 재생 가능한 대안입니다. 식물성 또는 동물성 기름에서 추출합니다. 바이오디젤은 일반적으로 지방산의 순수 메틸 에스테르 또는 지방산의 에틸 에스테르를 함유합니다. 경유와 혼합된 연료는 바이오디젤이라고도 합니다. 이러한 연료는 엔진 작동 조건을 개선하는 데 사용됩니다. 순수 바이오디젤은 고무 호스와 연료 라인에 악영향을 미칩니다. 또한, 온도가 상승하면 점도가 크게 변하기 때문에 바이오디젤용 냉각기를 추가로 사용해야 할 수도 있습니다. 이 연료의 또 다른 단점은 저온에서 침전되어 겨울철 작동 시 필터 및 기타 엔진 구성품이 막히는 것입니다. 물론 바이오디젤은 여러 가지 장점도 있습니다. 첫째, 유황 화합물로 공기를 오염시키지 않고 생분해되며 대기 중 이산화탄소 농도를 증가시키지 않고, 생산 과정에서 황무지를 활용할 수 있습니다.

바이오디젤 첨가제

고품질 다기능 디젤 첨가제는 연료 시스템 부식, 수분 분리, 연료 기포 증가 등 바이오디젤 혼합물과 관련된 여러 문제를 줄여줍니다. 이를 위해 디젤 오일에 첨가되는 것과 매우 유사한 개질제가 사용됩니다. 바이오디젤 사용에 있어 핵심적이고 종종 우려되는 문제는 인젝터 청결도에 미치는 영향, 심각한 코킹 발생 가능성, 그리고 노즐 오염입니다. 이를 위해 분산제라고 하는 물질이 사용됩니다. PCC 그룹은 분산제로 사용할 수 있는 ROKAcet 시리즈 제품을 제공합니다. ROKAcet은 다양한 산업 분야에 성공적으로 사용할 수 있는 범용 첨가제입니다.

바이오디젤을 기존 디젤 연료와 혼합하면 기포 발생이 더욱 심해질 수 있습니다. 특히 주유소에서 연료 탱크에 연료를 채울 때 이러한 현상이 더욱 심각해집니다. 이러한 현상을 방지하기 위해 소포제 첨가제가 사용됩니다. 위에서 언급한 ROKAmer 시리즈 제품은 이러한 용도에 적합합니다.