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국내 정유사의 공정 및 현황비교

SK주식회사정유공장상압증류공정상압증류공정은 울산 Complex 전체공정의 모체이며, 각종 제품을 생산하기 위한 기본적인 공정으로서 원유 중에 포함된 각기 다른 성분의 물질을 비등점(Boiling Point)의 차이에 따라 분리하는 공정입니다.이 공정을 간단히 살펴보면 원유를 가열로에서 높은 온도로 가열시킨 후, 상압증류탑으로 보내 분리시킵니다.상압증류탑에는 수십 개의 수평단(Tray)이 있어서 각 단에서 가벼운 성분은 증발되어 윗단으로 상승하고 무거운 성분은 액화되어 아랫단으로 하강합니다. 이렇게 하여 LPG, LSR, Naphtha, Kerosene, LGO, HGO, R/C 등의 반제품으로 분리됩니다.감압증류공정감압증류공정은 상압증류탑의 가장 하단으로 나온 R/C 에서 또다시 가장 무거운 성분을 분리시켜 아스팔트 제조에 필요한 성분을 추출하기 위한 공정입니다. 이 공정은 압력이 낮을수록 비등점이 낮아지는 원리를 이용하여 탑내의 압력을 거의 진공상태로 만들기 위해 Ejector라는 장치를 사용합니다.수첨탈황공정수첨탈황공정은 촉매와 수소를 이용하여 나프타, 등유, 경유 속에 포함되어 있는 불순물을 제거하고 불포화 탄화수소를 포화시키는 공정입니다. 이 공정은 나프타, 등유, 경유를 처리하며, 접촉개질공정의 원료유가 되는 Treated 나프타를 생산합니다.접촉개질공정접촉개질공정은 백금촉매를 이용하여 수첨탈황공정에서 생산된 Treated 나프타에 수소를 첨가시켜 고옥탄가를 가지는 휘발유의 원료유로 전환시키는 공정입니다.아스팔트공정감압증류공정에서 분리된 중질유분을 압축공기로 산화시켜 아스팔트를 생산하는 공정입니다. 아스팔트 산화탑에 감압증류공정에서 분리된 유분을 주입시켜 공기를 불어 넣으면 산화작용이 일어나 중질탄화수소에서 산화물이 형성되고 분자량이 크게 되어 원하는 규격의 아스팔트를 얻게 됩니다.중질유 분해공장제2감압증류공정 (No2. VDU, Vacuum Distillation Unit)상압잔사유(AR)를 진공상태에서 증류하여 VGO(Vacuum Gas Oil)와Plant )윤활유는 상온 상압에서 일정비율의 기유와 성능을 보강해 주는 첨가제를 혼합한 것으로 윤활유 공정은 Batch 생산체계로 이루어 집니다. 한편 윤활유공정에 사용되는 주요 첨가제는 청정분산제, 점도지수 향상제, 유동점 강하제, 산화방지제, 내마모제 등이 사용됩니다.그리스 생산공정( Grease Plant ) 제조공정그리스는 지방산과 금속알카리를 반응시켜 만든 섬유구조의 증주제에 윤활기유와 첨가제가 함유된 것으로 생산설비는 반응조, 냉각조, 제품조로 구성되어 있으며 공정은 윤활유와 같이 Batch 생산체계로 이루어 집니다.RHDS(Residue Hydro-De-Sulfurization)공정고유황 상압잔사유(AR)를 원료로, 고온·고압에서 수소를 첨가하여 탈황반응을 시키는 시설로서 RFCC(Residue Fluid Catalystic Cracking) 공정의 원료로 사용되는 저유황 연료유 및 일부 경질유를 생산하는 공정입니다.RFCC(Residue Fluid Catalystic Cracking)공정RHDS공정에서 생산된 저유황 연료유와 저유황 상압잔사유를 원료로, 유동상 촉매를 이용하여 고온에서 분해반응시켜, 주제품인 휘발유와 후속공정인 PRU, MTBE, Alkylation 공정의 원료가 되는 Light Olefin 및 Slurry Oil 등을 생산하는 공정입니다.PRU(Propylene Recovery Unit)공정RFCC 공정에서 생산되는 Mixed C3를 프로필렌과 프로판으로 분리하고, 프로필렌 중의 여러가지 불순물을 제거하여 폴리프로필렌 생산의 원료가 되는 고순도 프로필렌을 회수하는 공정입니다.MTBE(Methyl Tertiary Butyl Ether)공정RFCC공정에서 생산되는 Mixed C4중 이소부틸렌을 메탄올과 반응시켜 산소기가 함유된 고옥탄 휘발유 배합성분인 MTBE를 생산합니다.ALKY(Alkylation)공정MTBE공정에서 유입된 C4 유분중 올레핀계 성분과 이소부텐을 황산 촉매하에서 반응시켜 옥탄가가 높은 고청정 휘발유 배합성분인 여 양질의 나프타를 제조하고 납센 및 파라핀 성분을 방향족 성분이 많은 Reformate로 전환시킨 후 방향족 성분만을 Sulfolane이라는 용제로 액상추출하는 공정이며, 이후 벤젠, 톨루엔, 자일렌으로 분리합니다.파라자일렌제조공정Mixed-Xylene과 Hydrogen을 원료로 하여 파라자일렌, 올소자일렌을 생산하는 공정과 올소자일렌, 메타자일렌, 에틸벤젠 등의 자일렌 이성체를 수소첨가하여 파라자일렌으로 이성화 시키는 이성화 공정으로 구성된다.싸이크로헥산제조공정방향족추출공정에서 분리되는 벤젠을 원료로 수소를 첨가, 액상 및 기상반응기에서 촉매 반응시켜 사이크로헥산을 생산합니다. SK주식회사는 국내유일의 싸이크로헥산 공급업체입니다.용제제조공정정유, HOU, FCC 및 석유화학공정에서 제조되는 부산물을 원료로 특수용제(K-100, K-180, K-FA Ⅰ/Ⅱ, N-Hexane, n-Heptane), 일반용제 (YK-MS, YK-SBP Ⅰ, YK-SBP Ⅱ, YK-VMP), 탈방향족용제(YK-D40, 80, 100, 110, 130, DSP80/140) 및 고비점 잉크용제(YK-2427,2629,2831)를 생산합니다.SMB공정(Simulated Moving Bed Unit)SMB공정은 흡착제의 선택성을 활용하여 특정성분을 선택적으로 흡착/탈착함으로써 99% 이상의 고순도 Chemical을 생산하는 공정이며, PX공정의 탈착제로 사용되는 PDEB와 Butadiene Rubber공정의 중합용매 및 시약으로 사용되는 고순도 n-Heptane를 생산합니다합성수지공장Solution 중합방법으로, Tubular Reactor 및 Autoclave Reactor 설비를 이용하여 Regular Catalyst System 또는 Heat-Treated Catalyst System의 조합을 통해 공정운전조건을 변경시켜 60여 종의 LLDPE/HDPE를 시장수요에 따라 제조하는 공정입니다.Slurry 중합방법으로 2기의 Autoclave Reactor를 조합시켜 20여종의 HDP이송되기 전까지, 원유가 산지에서 채굴될 때 완전히 제거되지 못한 물과 안전 항해를 위해 배에 실었던 바닷물을 가라앉혀 물을 제거 합니다. 저장탱크의 지붕은 증기의 휘발을 최소화하기 위해 뜬 지붕식으로 짓는데, 원유가 저장되는 데 따라 위아래로 움직입니다.탈염기(desalter)모든 원유에는 원유의 개발과 수송과정에서 생긴 염, 질산화물, 모래 등의 각종 고체가 녹아 있습니다. 비록 소령의 염분이라도 장치의 부식을 일으키기 때문에 미리 제거해주어야 합니다. 탈염은 염료가 물에 잘녹는 성질을 이용하여 물로 씻어냅니다. 탈염기는 예열을 위해 열교환기를 순차적으로 거치면서 온도가 약 140도에서 150도 정도까지 올라간 부분에 설치됩니다.열교환기(exchanger)원유의 온도는 대기 온도와 비슷하거나 약간 높습니다. 이 원유를 상압증류탑을 거쳐 나오는 아직 뜨거운 제품으로부터 열을 이용해 예열시키는게 바로 열 교환기입니다. 열교환기를 거치면서 대략 섭씨 170도에서 260도까지 가열됩니다. 열교환기는 한번 사용되었던 열을 회수하는 장치로서 에너지 효율을 높이는 장치입니다.가열로(heater)여러 종류의 혼합물인 원유를 석유류 제품별로 상압증류하기 위하여 필요한 온도까지 열을 가하는 장치입니다. 원유의 종류 또는 제품의 종류에 따라 달라지나 약 340도까지 가열합니다.상압증류탑(crude distillation unit)원유를 비등점의 차이에 따라 LPG, 납사, 등유, 경유, 벙커C유 유분으로 분리하는 시설입니다. 이 시설은 원유를 구성하고 있는 성분들이 일정한 압력과 온도하에서 기체로 증발되려는 성질이 각각 다른 점을 이용하며, 탑 내부의 온도와 압력을 높이에 따라 다르게 함으로써(상부로 갈수록 온도와 압력이 낮아짐) 혼합되어 있는 유분을 각각의 유분으로 분리합니다. 상압증류탑은 대기압과 비슷한 상압에서 운전되기 때문에 상압증류탑이라 불리우며, 내부에 약 40~50여개의 단(stage)로 구성되어 있고, 윗단에서 응축되어 내려오는 액상성분과 아랫단에서 기화하에 내질납사라고 부릅니다.촉매 연속재생 공정(continuous catalyst regeneration reformer)개질공정을 운전하다 보면 기능이 저하된 촉매를 재생해주기 위해 운전을 중지하여야 합니다. 그러나 방향족 생산용 개질공정은 촉매를 운전 중에도 재생할 수 있도록 촉매 연속재생 공정을 이용합니다. 개질공정 운전중 반응기에서 촉매의 일부를 빼내서 재생한 다음 연속적으로 재 투입합니다.자일렌 분리탑개질공정에서 나온 개질 납사를 증류하여 톨루엔과 그 보다 가벼운 탄화수소와 자일렌과 더 무거운 탄화수소로 분리해서 각각 벤젠/톨루엔 추출공정과 파라자일렌 추출공정으로 보냅니다.벤젠/톨루엔 추출공정가벼운 리포메이트 탄화수소를 방향족 제품만 선택적으로 추출해내는 용제를 사용하여 비 방향족 제품으로부터 벤젠과 톨루엔을 추출해 냅니다.파라자일렌 추출공정자일렌의 이성체, 에틸 벤젠, 비방향족 탄화수소가 섞여 있는 혼합물에서 선택적으로 흡착법을 사용해 파라자일렌을 연속적으로 분리합니다.반응기가열된 등유유분과 수소 혼합물은 반응기 안으로 들어가 촉매층을 통과합니다. 수소는 탄화수소 분자속에 있는 황과 반응하여 황화수소가 됩니다. 황뿐만아니라 질소 화합물, 산소화합물과 반응하여 순수한 유분만 남도록 합니다.분리탑반응기를 거친후 수분을 포함한 다른 부산물들을 제거하는 공정 입니다.아스팔트공정아스팔트는 원유 중에서 휘발성이 있는 탄화수소를 제거한 나머지 입니다. 아스팔트 공정은 잔사유로부터 탄화수소를 제거하는 공정인데 아스팔트가 분해되지 않는 온도에서 탄화수소를 제거하기 위해 진공증류탑(vacuum column)을 이용합니다. 압력이 낮으면 정상 기압에서 끓는 온도보다 더 낮은 온도에서 끓어 기화하기 때문입니다. 탑 하부로 아스팔트가 생산되고, 탑 상부에는 스팀과 가스가 탑 중간에서는 Light Vacuum Gas Oil과 Heavy Vacuum Gas Oil을 생산합니다.전환공정전환공정은 1기의 반응탑과 2기의 촉매재생, 냉각 장치로 구성되어 있습니다. 상압증류탑에서서 생산된

공학/기술| 2010.04.07| 13페이지| 1,000원| 조회(1,341)

공정, GS칼텍스, 오일뱅크, SK에너지, s오일, 정유사, 현황비교

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바이오디젤, 바이오에탄올, 가소홀 에 대하여

1. 바이오 디젤1) 바이오디젤이란?ㅇ 식물의 오일이나 지방으로부터 얻어진 디젤연료를 대체할 수 있는 연료ㅇ 디젤엔진에 사용될 수 있고 기존의 디젤연료와 비슷한 성능을 발휘할 수 있는 대체연료ㅇ 외국으로부터 석유 수입량을 줄일 수 있는 재생가능한 원료로 국내에서 생산된 액체 연료ㅇ 분진, 이산화탄소, 황 등의 오염물질의 배출이 적고 생분해성인 운송 연료2) 바이오디젤의 원료1991년 통계에 따르면 디젤연료 사용량의 10%를 바이오디젤 연료가 대체하여 사용되었으며 약 100억 kg 정도의 바이오디젤이 생산되었는데 주로 콩, 옥수수, 땅콩, 해바라기씨 등에서 만들어졌다고 한다.3) 바이오디젤의 역사바이오디젤은 2차 세계대전 전에 남아프리카에서 도입되었으며, 재 환경문제와 국내경제의 관점에서 바이오디젤의 사용에 대한 관심이 높였다.1991년 유럽연합은 바이오디젤을 포함한 바이오 연료의 사용을 위해 90%의 관세감면을 제안하기도 했으며. 미국에서는 1997년 현재 3천만 갤론 이상의 바이오디젤을 생산할 수 있는 시설이 설치되었으며 이들의 원료는 콩기름, 음식점에서 회수된 기름 및 동물성 지방이다.바이오디젤은 현재 여러 용도로 사용되고 있는데 여행용 보트, 배, 경찰서 및 병원의 비상용 발전기등에서 사용되고 있다. 이미 20%의 바이오디젤을 포함한 혼합디젤연료는 광범위하게 사용되고 있다.4) 바이오디젤의 생산방법 및 생산비용바이오디젤은 채소의 오일이나 동물성 지방에 알콜과 촉매를 혼합하여 에스테르화 반응에 의해 만들어진다고 한다.1차 부산물로는 글리세롤이 얻어지며 알콜과 에스테르 혼합물로부터 알콜은 재사용되고 에스테르는 정제과정을 거쳐 바이오디젤을 얻는다고 알려지고 있다.바이오 디젤의 생산 비용은 어떤 원료를 사용하는가에 전적으로 의존한다. 최근의 비용분석결과에 따르면 콩이 사용될 경우 판매가격은 리터당 대략 0.66$이나 0.40$ 수준까지 낮출 수 있다고 한다.현재 에너지부와 NREL(National Renewable Energy Laboratory)은 조류로부터 로 전망하고 있다.5) 바이오디젤의 이용 및 안전성일반적으로 디젤엔진에 바이오디젤 연료를 사용하기 위해서는 점화부분과 연료 주입부분의 변형이 필요하며 연료의 특성상 연료가 흐르는 호스나 라인의 대체가 필요하기도 하다.수년간의 실험을 통해 바이오 디젤의 효율은 일반 디젤과 비슷하며 배출가스 기준으로는 훨씬 낮은 수준을 보이고 있다.바이오 디젤은 다른 연료보다 훨씬 안전하며, 바이오 디젤은 높은 발화점을 가지고 있고 척추동물에 흡입되었을 때도 독성이 매우 낮으며 생분해성이 높은 것으로 알려지고 있다.최근의 EPA 211B 테스트에서는 돌연변이, 발암성 등에서 디젤연료보다 훨씬 낮은 독성을 보여주고 있다.2. 바이오 에탄올1) 바이오 에탄올 도입의 이점자동차산업은 오랜 시간에 걸친 연비개선의 결과 1%의 연비향상을 추가로 달성하는 데 막대한 연구개발을 필요로 하게 되었다. 한편, 큰 폭의 연비향상을 기대할 수 있는 Hybrid기술에 대해서는 자동차부문 온난화 대책의 한 축으로서 기대되고 있으나 본격적인 보급 및 차량교체에는 20년 이상이 필요하다고 판단되고 있다. Fuel Cell 자동차에 대해서도 일반판매를 대상으로 한 기술개발의 필요성을 감안하면 그 이상의 기간이 필요하게 되리라 생각된다. 또한 CNG자동차 등은 전용차체, 전용 Station 문제 등이 있어 본격적인 보급에는 한계가 있다고 생각된다.이러한 상황하에서 비교적 조기에 효과를 기대할 수 있는 대책으로서 바이오 에탄올 혼합 가솔린(Gasohol)의 보급을 들 수 있다. 자동차연료의 바이오 에탄올 대체 분에 대해서는 교토의정서 상의 CO2 배출량이 Zero Count 되며, 에탄올 혼합에 의해 가솔린 연료의 옥탄가가 향상되기 때문에 연비개선 면에서도 장점이다. 일반적으로 에탄올을 10%(E10) 혼합하면 옥탄가가 2~3정도 상승된다고 한다. 이 때문에 미국에서는 토양오염 문제를 일으키는 MTBE를 대체하는 옥탄가 조정제로서 에탄올 이용을 추진하고 있으며, 옥탄가가 2~3 상승하면 연비는 1~2% 개선된다을 고려한 지속 가능한 사회시스템에 의미가 있는 것이며, 장래의 연료전지 자동차 체계에 있어서도 재생가능 수소의 공급원으로서 바이오 에탄올이 의미를 가지리라 생각된다.2) 바이오 에탄올 생산 및 이용현황에탄올에는 바이오 매스로부터 얻어지는 발효에탄올과 석유 유래의 에틸렌을 원료로 하는 합성 에탄올이 있다. 생산 에탄올의 90%이상은 사탕수수나 곡물 등 바이오 매스를 원료로 하고 있으며 나머지는 에틸렌으로부터 합성된다. 현재 바이오 에탄올의 세계 총 생산량은 2,700만kL이며 각국 생산현황은 브라질이 가장 많은 1,100만kL로 전체의 약 40%를 점하고 있으며, 다음으로 미국이 700만kL, 중국이 290만kL, 인도가 170만kL, 러시아가 120만kL이며 EU각국의 합계는 200만kL이다. 현재의 에탄올 세계 무역량은 300만kL정도이다. 〈그림 1〉의 에탄올 이용 현황을 보면 연료용이 61%를 점하고 있으며 다음으로 공업용이 약 24% 음료용이 약 15%로 되어 있어 세계 생산량의 반 이상이 연료로 이용됨을 알 수 있다.〈표 2〉에 각국의 연료용 바이오 에탄올 도입 현황을 정리하였다. 국제적으로 보더라도 미국, 브라질, 캐나다, 스웨덴 등에서 바이오 에탄올의 자동차연료로서의 실적을 가지고 있을 뿐만 아니라 중국, 인도, 호주, 일본 등에서 적극적으로 도입확대의 움직임을 보이고 있다.일본의 경우는 교토의정서 의무 달성계획의 일환으로 E5(2006년)를 거쳐 E10(2011년)의 단계적인 도입을 추진하고 있으며, 가솔린을 E10화할 경우 약 600만kL의 바이오 에탄올이 필요로하게 된다. 이는 현재 세계무역규모 300만kL의 2배에 달하는 것이며, 현재 3개의 성 (흑룡강성, 길림성, 하남성)에서 시범도입하고 있는 중국과 4개의 주에서 시판하고 있는 인도 등에서 본격적인 도입이 시작되면 국제 에탄올 가격 및 무역구조에 커다란 영향을 미치리라 생각된다.이에 일본은 장기적으로는 바이오 에탄올 자국 생산을 향해 적극적인 연구 개발을 추진하고 있다. 일본 내의 바나 임업폐기물(임지잔재, 간벌재, 공장 폐재, 건축 폐자재, 폐지 등), 농업폐기물(볏짚, 왕겨, 수수대 등), 산업폐기물 중 바이오 에탄올 생산에 이용 가능한 바이오 매스량은 연간 약 3,000만 톤이며 이로부터 약 860만kL의 에탄올을 얻을 수 있다고 판단하고 있다. 경제적 측면에서 보면 비교적 발생량이 많고 처리 수입을 얻을 수 있는 폐기물(가축 분뇨, 식품계 폐기물, 건설발생 목재)의 적극 활용을 추진하고 있다.3) 바이오 에탄올 관련 연구 개발 동향옥수수나 사탕수수와 같은 곡물에서의 바이오 에탄올의 생산 기술은 이미 확립되어 있다고 할 수 있다. 〈그림 2〉에서 보듯이 곡물의 경우 C6 Sugar가 약 70%로 직접 에탄올 발효가 가능하다. 그러나, 목질계 폐기물의 경우 에탄올 발효에 직접이용 가능한 C6 Sugar가 약 45%에 불과하여 약 30%에 달하는 C5 Sugar의 활용이 바이오 에탄올 연구의 중심이 되고 있으며 이러한 연구 개발을 통해 약 40%의 수율 향상을 도모할 수 있으리라 판단하고 있다. 또한, 곡물 대상의 경우 전분뿐만 아니라 줄기 등의 폐기물을 이용하여 그 구성성분인 Cellulose, Hemicellulose 또는 Lignin에서 C5당, C6당을 경유하여 에탄올 생산 수율을 높이려는 노력들도 경주되고있다.C5당을 직접이용 또는 이용가능 형태로 전환하는 방법으로 다음과 같이 효소 당화법, 산 가수 분해법 및 초임계법 등을 들 수 있다. 이러한 방법들은 바이오매스의 주성분을 Cellulose나 당밀, Starch 등의 구성당인 D-Glucose로 분해 또는 이용하는 것이다.-효소 당화법종래의 기술에서는 발효되지 않는 당분을 발효가능하게 하는 유전자를 도입한 균체를 이용하는 방법으로서 데킬라 생산에 이용되는 Zymomonas sp. 의 에탄올 발효 유전자를 E. coli에 도입 발현시켜 C5 및 C6를 모두 이용하게 하는 방법이다.-초임계법목질계 폐기물의 성분인 Lignocellulose와 초임계수(380℃, 40MPa)를 혼합단당 및 단당 과분해물이 다량으로 포함되며 이것을 에탄올 발효에 이용하는 방법이다.-산분해법농황산과 희황산을 이용하는 방법으로 목질계 폐기물을 75% H2SO4와 30% H2SO4에 순차적으로 접촉시켜 분해하고 산/당 분리 공정에서 H2SO4를 회수하는 공정으로 JGC가 이미 파일럿 플랜트 실험을 마친 상태이다.위와 같은 기술을 적용함으로서 바이오 에탄올 생산을 위한 곡물 재배의 경제성을 확보할수 없는 국가에서도 폐기물 자원을 이용한 자동차 연료를 생산할 수 있는 길이 열린다고 할 수 있다.4)결론교토의정서의 의무 대상국이 아닌 우리나라의 경우 바이오 연료 도입에 대한 논의는 아직 미진한 상태라 할 수 있다. 그러나 지속되는 고유가 상황 속에서 국내 휘발류 소비량의 10%인 580만 배럴의 바이오 연료를 국내에서 확보할 수 있다는 것은 국가 경제 안정성에 기여하는 바가 크다고 할 수 있으며, 이후 의무국 지정이 예상되는 교토의정서 상의 GHG배출이 바이오 연료에서는 Zero-count된다는 점에서도 적극적인 검토가 필요한 부분이라 할 수 있다. 또한, 폐기물을 이용한 바이오 에탄올 생산 기술을 조기에 확보함으로서 국내 대체 연료생산은 물론 다모작 국가를 대상으로 한 CDM사업으로의 전개도 가능하게 되리라 판단된다.3. Gasohol가솔린에 메탄올·에탄올 등의 알코올류를 10∼20％ 혼합한 연료. 이른바 오일쇼크 이후, 브라질이나 미국에서 가솔린 부족을 보충할 목적으로 사용하게 되었다. 메탄올이나 에탄올은 옥탄가는 높지만, 용적당(容積當) 발열량이 가솔린에 비해 매우 낮기 때문에 가소홀의 용적당 발열량은 조금 낮다. 또한 알코올의 혼입에 의해 가솔린의 증기압·증류성상·연소배기조성 등이 변화하고 엔진 운전성능에 영향을 끼치며, 가소홀의 저장 중 수분이 혼입되면 상분리현상(相分離現象)을 일으킬 가능성이 있다. 또한 엔진이 연료계통의 퍼킹, 그 밖의 재료를 손상할 염려도 있어 이런 문제들에 대한 기술적 대책 및 알코올의 경제적 공급체제를 준비하는 일이 필요하다.에너지E 1

공학/기술| 2010.04.07| 5페이지| 1,000원| 조회(325)

특징, 안전성, 바이오 디젤, 바이오 에탄올, 대하여, 가소홀, 개발 동향

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석탄가스화공정 및 석탄액화공정

석탄가스화 및 석탄액화서론석탄은 석유와 함께 기본적인 에너지 공급원의 자리를 차지하고 있는 화석연료로서 지구상에 널리 분포되어 있고 매장량도 막대하다. 석탄은 직접 연소시켜 에너지를 얻기도 하지만 가스화 또는 액화를 통하여 양질의 에너지나 탄소계 화학제품 원료로 변환시켜서 부가가치를 높여 사용 할 수 있다. 석탄 가스화는 고분자 구조를 형성하고 있는 석탄의 화학결합을 열분해로 절단하여 CO, CO2, H2, CH4 등으로 분해시켜서 보다 사용이 용이하며 환경친화적인 연료용 가스나 합성용 가스로 변환시키는 기술이다. 석탄액화는 석탄의 고분자 구조를 일부 분해시키고 석탄중의 H/C 비율을 증가시켜 석탄가스화로 만들어진 기체연료보다 에너지 밀도가 높고 저장과 운송이 편리하며 화학제품 원료로도 사용이 가능한 액체연료를 제조하는 기술이다. 석탄가스화 공정중의 합성가스 합성반응과 메탄화 반응을 향상시키며, 석탄액화공정의 석탄분해 속도를 촉진하고 화학적 기능을 향상시키기 위하여 공정에 따라 다양한 촉매들이 개발되어 있다.석탄가스화 반응공정석탄가스화 반응석탄가스화반응 기술은 1780년대에 알려졌으며 1840년대부터 산업적으로 활용된 오래된 기술이다. 석탄가스화는 석탄을 산소(공기), 물 또는 이산화탄소와 반응시켜 수소와 메탄을 제조함을 목적으로 한다. 석탄가스화와 관련된 주요 반응은 다음과 같다. eq oac(○,1) 건류 열분해 반응 coal -> CO, H2, CH4, CmHn (액상성분, tar), C(char)② Char 연소반응 2C + O2 -> 2COC + O2 -> CO2③ 수성가스반응 C + H2O -> CO + H2④ CO2 환원반응 C + CO2 -> 2CO석탄가스화 반응 조건석탄가스화 반응의 주 생성물은 CO, CO2, H2, CH4 가스로서 여러가지 단계의 반응이 동시에 복합적으로 일어나면서 생성된다. 전체적으로 볼 때 CO 생성은 온도가 높을수록, 압력이 낮을수록, H/O 비가 낮을수록 증가한다. CH4가 생성되는 반응은 몰수가 감소하는 반응이므로 반응압력을 증가시킬수록 유리함을 알 수 있다. 따라서 CH4 생성은 CO 생성과는 반대로 압력이 높을수록, H/O 비가 높을수록 증가한다. CH4 생성반응에 대한 온도의 영향은 H/O 비와 관련이 있는데 H/O비가 2보다 작으면 온도가 높아짐에 따라 메탄 생성이 증가하다가 감소하며, H/O 비가 2 이상이면 온도에 따라 메탄 생성은 비례하여 감소한다. 수성가스 전환반응에 의한 이산화탄소 생성은 온도가 낮을수록 유리하므로 반응온도가 낮으면 전체 일산화탄소에 대한 이산화탄소의 비율이 증가한다. 각 단계의 반응이 평형에 도달하지 않은 경우는 상대적인 반응속도가 생성물조성을 결정한다. 이와 같이 전체적인 석탄가스화반응 생성물의 조성은 반응온도, 압력, 접촉시간에 따라 변한다. 즉 상압에서 600~800C 의 반응온도 범위에서 가스화되면 메탄과 이산화탄소가 주로 생성되고, 온도가 높아지면 H2O 가 감소하면서 일산화탄소와 수소 생성량이 증가하다가 1200 이상에서 가스화 되면 일산화탄소와 수소가 주로 생성된다. 가스화반응 압력이 높아지면 메탄과 이산화탄소가 일산화탄소와 수소로 변환되는 온도범위도 따라서 높아진다.석탄가스화반응공정석탄 가스화 반응은 생성가스의 단위 발열량에 따라 저열량 가스화, 중열량 가스화, 고열량 가스화 공정으로 너눠지며, 반응물의 접촉방식에 따라 고정층법, 우동층법, 분류층법, 용융층법으로 너눠진다.가스화공정(열량 kcal/Nm^3)가스화제 및 반응특징생성가스장점단점용도저열량 가스화( 3000이하)스팀, 공기수소, CO, CO2, 질소단순한 공정제조 용이비용 저렴저에너지밀도수송,저장불리CO 유독성산업발전스팀생산중열량 가스화(5000~6000)스팀, 산소, 수소수소, CO, CO2질소가 없어서 발열량 증가수송, 저장불리CO유독성범용공업연료고열량 가스화(8500 이상)메탄화반응이산화탄소 제거합성천연가스 (SNG)유사천연가스무독성복잡한 공정높은 제조비용가정용 연료가스화공정석탄입자공정특징장점단점공정예고정층법3~50 mm석탄: 비연속적 상부투입 석탄-스팀, 산소역류흐름 dry ash, slag배출. (500~1500℃,30기압 )메탄 함유 높음.열효율 높음.탄소전환율 높음.분쇄석탄, 성형탄 사용.점결방지 전처리 필요낮은 처리 용량(긴 석탄 체류시간)Dry-ask Lurgi 공정,MORGAS, GEGASWoodall-Duckham공정고정층 슬래킹 공정유동층법0.5~10mm석탄-스팀, 산소역류흐름, char 배출 (850~1100℃)균일한 유동층 온도.석탄, 가스 혼합 양호.단위부피당 가스화 용량큼.다양한 탄종, 입도 선정 가능.잔류 타르 없음.입자비산에 의한 탄소손실생성가스의 현열손실원료건조필요(수분

공학/기술| 2010.04.07| 9페이지| 1,000원| 조회(1,058)

방법, 특징, 석탄가스화공정, 석탄액화공정, 공정방법

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지구 온난화 원인과 극복 방안

정의 HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=705509" 교토의정서 제17조에 규정되어 있다. 지구 전체에서 배출되는 오염물질의 총량을 정한 다음 국가마다 일정한 양의 오염물질을 배출할 수 있는 권한을 주고 이 한도를 넘는 경우에는 정해진 양을 다 사용하지 못하는 국가로부터 배출권을 구매하도록 한 제도이다. 이때 가격 및 HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=792039" 거래량은 배출권의 수요와 공급에 의해 결정된다.대상국가는 HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=150895" 캐나다·일본·유럽· HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=54459" 러시아 등 38개 선진국이다. 이들 국가는 2008부터 2012년까지 오염물질 배출량을 1990년을 기준으로 하여 5.2% 감소해야 한다. 또 HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=707227" 온실가스를 줄이기 위해 기술개발 등을 통해 에너지 효율성을 높이고, 온실가스의 흡수원이나 저장원을 보호해야 하며, HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=725857" 새로운 에너지를 연구·개발하는 등의 규정을 준수해야 한다.2008년부터 HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=126436" 이산화탄소· HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=105018" 아산화질소·메탄·불화탄소· HYPERLINK "http://terms.naver.com/item.nhn?dirId=7&docId=8959" 수소불화탄소·불화유황 등 6가지의 온실가스를 대상으로 본격적으로 시행되며, 교토의정서에는 각 국가별로 온실가스의 배출량이 정해져 있다.의무적인 대상 국가는 온실가스 배출에 대한 측정과 보고를 위한 각자의 제도를 마련해야 하며, 각 국가의 환경당국은 실제 오염물질 배출량과 배출권을 비교하여 보고해야 한다. 만약 정해진 배출권 이상으로 오염물질을 배출한 경우에는 다음 해에 배출허용량을 줄이거나 벌금을 부과하게 된다.원래는 국가 사이의 거래이지만 온실가스 감축의무가 있는 나라들이 HYPERLINK "http://100.naver.com/100.nhn?docid=82822" 민간기업에도 오염물질 배출량을 할당할 것으로 보여 민간기업 차원의 거래도 이루어질 것으로 전망된다.배출허용량이 미리 설정되기 때문에 환경목표를 세우기가 쉽고, 장기간에 걸친 배출권을 미리 구매할 수 있어 기업은 장기적인 계획을 세울 수 있으며, 환경당국은 기술발전 또는 경제여건 변화 때마다 실시하던 세율조정을 할 필요가 없다. 그러나 오염물질 배출량을 수시로 감시할 수 없고, 국가나 기업체의 비용이 증가하여 부담으로 작용할 수 있다.2003년 캐나다의 전력회사인 트랜스알타가 온실가스거래중개회사를 통해 칠레의 양돈회사인 아그리콜라사로부터 10년간 175만 톤의 온실가스 배출권을 구매한 데 이어 도쿄의 전력공사도 아그리콜라사로부터 200만 톤의 배출권을 구매하는 등 배출권 거래가 본격적으로 시작되었다. 한국은 1차(2008~2012년) 배출권 거래제도에서 개발도상국으로 포함되어 제외되었지만, 2차(2013~2017년)에는 의무대상국에 포함될 것으로 예상된다.2.탄소 배출권 거래 제도의 허와 실[지구 온난화의 원인은]최근 전 세계 130여 개국 2500여 명 과학자들이 참여한 기후변화에 관한 정부 간 협의체는 지난 4일 태국 방콕에서 발표한 4차 평가보고서를 통해 “기후변화 완화를 위한 노력과 적절한 지속 가능 발전 정책이 없으면 인류는 파국적 결과를 맞게 될 것”이라고 경고했습니다. 또한 현재 전 세계 온실가스의 절반에 가까운 46%를 배출하고 있는 선진 38개국(교토의정서상 부속서 I 국가)이 온실가스 배출 감소에 앞장서야 한다고 촉구했습니다. 온실가스가 이처럼 문제가 되고 있는 이유는 무엇일까요?① 기후변화 정부협의체(IPCC) 온실가스 배출 축소 권고IPCC는 보고서를 통해 세계 각국이 온실가스를 지금처럼 마구잡이로 배출하면 2030년에는 온실가스가 2000년에 비해 최대 90%까지 급증할 것이며, 전 세계 국내총생산 중 3%에 해당하는 31조3393억달러(약 1232조원) 정도를 투자해야 최악의 상황을 피할 수 있을 것으로 전망했다. 그러나 이렇게 준비해 나간다 해도 2050년에는 20억명이 물 부족에 시달리고, 지구 생물 가운데 20~30%가 멸종할 것으로 예상된다. 또 해수면 상승으로 아프리카 나일과 니제르 유역 거대 삼각주는 사라지게 될 것으로 관측된다. 게다가 이러한 대비책조차 실제 이행하는 데 상당한 어려움이 따를 것으로 예상된다.- 매일경제신문 5월 5일자에서② 자율적 온실 가스 배출 기대할 수 있을까1억4000만여 년 전 생성된 우포늪은 국내 유일의 내륙 습지로, 주변 마을 사람들은 20~30년 전만 해도 소득의 80%를 이 늪에서 얻었다. 그러나 한 주민이 늪에서 잡는 붕어의 어획량이 많을수록 그 개인에게는 이익이지만 과다한 포획으로 인해 우포늪의 생태계가 파괴된다면 우포늪을 공유하고 있는 모든 사람들이 피해를 입게 된다. 이것이 바로 ‘공공 목장의 비극’인데 우포늪에서 자유롭게 붕어를 잡아 개인의 이익을 추구하려는 생각은 우포늪이 제한된 자원이라는 사실을 알면서도 어획량을 무제한으로 늘리는 결과를 가져오고 우포늪의 황폐화로 이어져 모두 멸망하는 비극을 초래할 것이다.- 고등학교 사회, 디딤돌③ 경제 논리에 의한 타율적 억제-교토 의정서 발효와 탄소 배출권 거래제 도입2005년 교토의정서 발효로 선진국은 온실가스 배출량을 의무적으로 감축해야 한다. 당사국이 온실가스를 감축하는 데 따른 경제적 비용을 최소화하기 위해 배출권 거래 등 시장 메커니즘을 도입하게 되었는데 여기서 배출권 거래란 할당된 감축 목표를 초과 달성하거나 배출량에 여유가 있는 국가(또는 기업)가 감축 목표를 달성하지 못한 국가에 온실가스 배출 권리를 팔 수 있게 한 것이다.IPCC는 탄소 배출권이 높은 가격(t당 100달러)에 거래된다면 많은 기업이 이를 확보하기 위해 온실가스 감축 장치를 만들거나 온실가스를 흡수할 수 있는 숲 등을 조성해 최대 절반 수준까지 온실가스 배출량을 줄일 수 있을 것으로 예상했다.[해결 방안은 없나]그런데 이러한 탄소 배출권 거래제를 둘러싸고 각국 간 갈등이 빚어지고 있는 이유는 무엇일까요? 과연 환경 문제를 극복할 수 있는 근본적 해결 방안은 없는 걸까요?① 환경 문제 발생의 근본 원인지구 환경 위기의 근본 원인은 인간 중심적인 자연관과 그에 따른 물질적 진보 개념에서 비롯되었다고 할 수 있다. 산업혁명 이후 급격한 발전이 낳은 인간의 의식 속에는 인간이 지구의 주인이고, 지구는 인간의 정복 대상이라는 이분법적 사고 방식이 깔려 있다. 이러한 인간 중심적이고 정복 지향적인 자연관은 인간과 자연을 분리시키고 무분별한 자연 착취와 자원 남용을 정당화함으로써 생태계의 급격한 파괴와 자연 훼손을 초래했다. 생태계의 자정능력을 넘어선 무분별한 남용으로 말미암아 자연 자원은 고갈되고 생태계의 자연스런 순환이 단절되기에 이르렀다.② 여전히 해결하기 어려운 지구 온난화 문제첫째, 지구온난화에 따른 위험은 장기적이고 불확실한 반면 이를 방지하는 데 따르는 단기 손실은 명백하기 때문이다. 미국은 온실가스를 줄이는 데 필요한 막대한 비용과 이로 인한 경제적 손실을 이유로 2001년 교토의정서에서 탈퇴를 표명하기에 이르렀다.둘째, 기후변화가 모든 지역과 국가에서 비슷한 정도로 재난을 야기하는 것이 아니기 때문이다. 일례로 도서 국가들은 지구온난화가 진행됐을 때 해수면 상승으로 국토 일부가 물에 잠기게 돼 생존에 직결되는 재앙을 직면한다. 반면 러시아와 같은 경우 동토가 녹으면 작물 재배 가능 기간이 늘어나고 석유 생산 비용도 줄어드는 등 이익을 보게 된다.셋째, 지구온난화를 방지하기 위한 사회 경제적 비용에도 국가별로 현격한 차이가 존재한다. 가령 ‘남북 문제’에서도 알 수 있듯 선진국과 개도국, 후발국 간 기술 격차 때문에 후발국의 부담이 더 클 수밖에 없다. 결국 과거 수백 년간 환경을 오염시켜 온 선진국의 책임을 이제 막 개발을 본격화하고 있는 후발 개발도상국이 떠안는 셈이 된다는 반발에도 충분히 일리가 있는 것이다.③ 생명 존중 사상세계화와 과학기술의 발달로 인해 한 국가나 집단을 넘어선 세계 윤리가 강조되는데 생명존중의 실천이 첫 번째 기본 방향으로 제시된다. 이러한 정신은 인간 중심주의 윤리를 넘어서서 생명 중심주의로 전환해 동ㆍ식물에 이르기까지 확대되어야 한다. 모든 생명체가 본래적 가치를 지니고 있다는 사실을 인식하고, 인간을 포함한 다른 생명체를 우리가 살아가기 위한 수단으로만 생각하지 않도록 노력해야 한다.- 윤리와 사상, 교육인적자원부환경 보호를 위해 개발을 완전히 중단할 수도 없고, 무분별한 개발을 추진할 수도 없는 것이 오늘날 전 세계의 고민이다. 지속 가능한 개발이란 ‘환경 보전과 경제 개발’을 모두 만족시키려는 의도로, 여러 개발을 추진할 때 미래 인류의 쾌적한 삶까지도 고려해 계속적 개발이 가능하도록 배려하는 것이다.화학공학과 0340926 신선미에너지공학 숙제 – CO2 배출권 거래

공학/기술| 2010.04.07| 4페이지| 1,000원| 조회(312)

지구 온난화, 원인, 극복방안, co2 배출권, co2거래

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공학윤리가 안고 있는 근본문제의 극복방향

『부분과 전체』 측면에서 본 공학윤리가 안고 있는 근본문제의 극복방향공학기술은 인간이 세상에 모습을 보인 이후부터 꾸준히 발전 되어왔다. 20세기에 공학은 이미 한시대의 끝에 이르러 원자의 비밀을 풀고, 생명을 구성하는 분자를 밝혀내고 전자컴퓨터를 만들어냈다. 양자혁명, DNA혁명 그리고 컴퓨터 혁명에 의해 촉발된 오늘날의 공학기술은 나날이 발전 되어지고 있다.하지만 공학기술이 발전 할수록 그에따른 이로운 점도 있지만 뜻하지 않게 해로운 점도 많이 생겨나고 있다. 그리고 공학적 윤리의식은 공학기술의 발전 속도를 따라오지 못하고 있다는 의견이 현 사회에 팽배하다. 그렇기에 더 늦기 전에 현 시점에서 지금까지의 무차별한 공학기술의 발전이 낳은 문제들을 짚어 보는 노력이 필요하며 해결방안을 모색해 봐야겠다.급속도로 성장하는 공학기술에 따른 문제점이 무엇인지 또, 해결책은 무엇인지에 대해 하이젠베르크의‘부분과 전체’시각에서 알아보기로 하자.첫째, 엔지니어들이 전체를 보지 못하고 부분만 보는 시각 때문이다.초개인·자아초월 심리학자인 켄 윌버(Ken Wilber)는 통합패러다임사상을 통해 온우주, 온상한, 온계통적인 ‘모든 것’를 설명하고 있다. ‘온우주’내의 모든 것은 서로 완전한 상호연결형태를 띄고 있으며, 이는 시스템적, 전일적, 홀라키적, 사상한적인 ‘전체’로 통합하여 이해해야 함을 말한다. 하지만, 많은 엔지니어들은 통합된 전체를 단순화하고 분리하여, 일부분의 지식에만 치중하는 잘못된 의식을 갖고 있다.왜냐하면 많은 엔지니어 들은 작업 현장에서 많은 제약과 압력에 부딪힘에 따라 엔니지어 자신의 역량과 기술을 발휘하여 윤리적으로 문제를 해결하려고 한다.그리하여 보통 엔지니어들은 복잡계 일 수밖에 없는 복잡한 실세계의 문제를 공학에서는 대개 닫힌 단순계/선형계로 이상화된 모형으로 단순화하여 실용해를 구하거나 근사수치해를 구하고 있다. 이러한 복잡계인 실세계에 이러한 해를 적용하기 때문에 전체를 보지 못하고 안이하게 부분의 합만을 챙기게 되는 엔지니어들이 많아지는 것이다. 또한 열린 실세계 기술문제의 생태,환경,경제,사회,문화적 공간과의 상관성과 그 파급효과는 설계,분석,평가 과정에서 전혀 고려하지 못하는 부분적 기술에 그치고 있는 것이 현실이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 엔지니어 스스로 열린사고와 부분만 보지않고 전체를 바라볼 수 있는 시각 즉, 홀라키적인 시각을 키워야 할 것이다.두 번째, 엔지니어적 입장에서 말하고 싶은 것은 기술적인 문제이다.자연을 관찰하고 실험하고 발견하는 과학과 다르게 공학은, 그러한 과학을 설계하여 생산하고 건설하는 조금 더 생산적이고 조금 더 실생활과 밀접한 학문이라고 생각한다. 때문에 어떤 프로젝트를 진행하는 과정(설계,생산,건설 등)에서 단위기술에서 더 상위의 부분기술로, 더 상위의 분야기술로, 더 상위의 시스템기술로 홀라키적으로 통합적용되어 하나의 거대한 프로젝트 시스템이 구현되는 것이다. 이러한 과정에서 어떠한 시너지 효과가 날 것인지, 또한 어떠한 문제가 생길것인지를 생각하고 프로젝트를 진행하는 것이 엔지니어의 임무이다. 그러므로 이러한 과정에서의 ‘부분과 전체’의 조화와 통일은 그 어느것 보다도 중요하게 생각되어야 할 엔지니어의 역할이라고 생각한다.세 번째, 공학 교육의 측면에서 말할수 있다.우리가 배우고 있는 공학은 ‘복잡계’로 이루어진 실세계의 문제들을 이상화된 모형으로 단순화하여 선형적인 근사치를 뽑아내는 지식의 주입식 습득이 대부분이다. 이는 단순수치계산이나 수식암기등으로만 미래의 엔지니어들의 역량을 점치고 있다는 점에서 매우 위헙하다. 또한, 이러한 교육을 받은 엔지니어는 자신과 같은 엔지니어를 교육을 통하여 또 낳을 것이고, 이러한 엔지니어들은 프로젝트를 실행하며 사회 구석구석에 영향을 미치게 될 것이며, 전체를 보지 못하고 부분과 부분합만으로 안일하게 대처하게 되어 결국, 대형 사고를 불러올 수도 있다. 물론, 고전적 학문의 밑바탕은 매우 중요하다. 그러나 우리의 공학교육은 거기에서만 그치고 있다는 것이 매우 문제이다. 우리나라의 교육은 매우 수동적이고 주입식이어서, 능동적이고 융통적으로 사고해야 할 엔지니어들에게는 많은 혼란을 가져올 수 있다. 그러나, 미래의 엔지니어들은 엔지니어로서의 자부심을 가지고 예방윤리차원에서의 바로된 윤리 의식을 가지고 사고하고 실행해야 할것이다.

공학/기술| 2010.03.17| 3페이지| 1,000원| 조회(200)

문제점, 공학 윤리, 근본문제, 극복방향

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