원유 증기분해 기술의 산업 적용 달성

뉴스환경연합 승인 2021.11.19 10:04 의견 0
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[뉴스환경연합 송성수 기자] 지난 18일 Sinopec(톈진)에 핵심 프로젝트인 '경질 원유 분해를 통한 에틸렌 생산 기술 개발 및 산업 적용' 시험을 성공적으로 마쳤다고 전했다. 이 기술은 원유를 에틸렌, 프로필렌 및 기타 화학제품("원유에서 화학물질로")으로 직접 변환을 통해 중국 최초의 원유 증기분해 기술의 산업적 적용을 실현을 가능하게 한다. 이러한 이정표는 중국 석유화학산업의 전환 및 업그레이드에 매우 중요한 의미를 지니는 한편, '이중 탄소(dual carbon)' 목표 달성에도 기여한다.

원유 증기분해 기술은 전통적인 원유 정제 공정을 '건너뛰고' 원유를 에틸렌이나 프로필렌 같은 가치 있는 화학제품으로 직접 전환하는 '원유에서 화학물질' 솔루션 중 하나다. 이는 마치 밀가루 분쇄 과정 없이 밀에서 직접 빵을 만드는 것과 비슷하다. 이러한 접근 방식은 생산 공정을 크게 단축시키고, 생산 비용을 낮추며, 에너지 소비와 탄소 배출을 크게 줄이는 효과를 가져온다.

이 기술은 Sinopec 베이징 화학연구소(Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry)와 Sinopec 공학 그룹(Sinopec Engineering Group, SEG)에서 개발 및 엔지니어링했으며, 산업적 시험은 Sinopec(톈진)에서 수행됐다. 이 기술로 중국 발명특허 45건과 국제 발명 특허 1건을 출원했다. 현재 전 세계적으로 원유 증기분해 기술의 산업 적용을 성공적으로 달성한 회사는 ExxonMobil과 Sinopec이 유일하다. 이 기술 공정으로 원유 100만t당 약 50만t의 화학제품을 생산할 수 있을 것으로 추정되는데, 그중 40만t은 에틸렌, 프로필렌, 경질 방향족 및 수소와 같은 고부가가치 제품이다. 전반적으로 Sinopec의 기술은 국제적으로 앞선 수준에 도달했으며, 막대한 경제적 가치와 잠재력이 있다.

화학제품의 기초 원료인 에틸렌은 '석유화학산업의 모체'라고 일컬어지며, 국가 석유화학산업의 발전 수준을 가늠하는 중요한 지표 중 하나다. 사람들의 생활 수준이 지속해서 향상됨에 따라, 화학제품에 대한 글로벌 수요도 증가하고 있다. 이에 따라 기초 원료인 에틸렌과 프로필렌에 대한 수요도 증가하는 추세다. 일반적으로 에틸렌과 프로필렌 생산에 필요한 원료는 정제소에서 원유 정제 과정을 거쳐야 하는데, 이는 생산 공정이 더 길 뿐만 아니라, 화학 원료 생산에 사용되는 원유는 30%에도 못 미친다.

Sinopec은 '원유에서 화학물질' 기술의 연구개발 및 적용을 계속 강조했다. 2021년 4월, Sinopec의 베이징 화학산업연구소가 독자적으로 개발한 원유 접촉분해(catalytic cracking) 기술은 또 다른 '원유에서 화학물질' 솔루션이다. 이 기술은 양저우에서 산업 적용을 완료함으로써, 중국을 원유 접촉분해의 글로벌 선두주자로 만드는 데 기여했다.

원유 증기분해 기술과 마찬가지로, 촉매분해의 화학적 수율도 약 50% 정도다. 이 두 가지 기술을 결합하면 원유에서 생산되는 화학물질의 총량은 70% 이상으로 증가할 것으로 기대된다. 이는 미래의 '원유에서 화학물질' 전환을 위한 경제적이고 효율적인 솔루션이 될 전망이다.

Sinopec은 신장웨이우얼 자치구에 있는 Tahe 회사에서 100만t 원유의 증기분해를 통한 에틸렌 생산 패키지 기술의 개발 및 엔지니어링 설계 시행을 준비하고, 원유에서 화학물질을 직접 생산하는 산업 시범 공장 건설을 통해 중국 석유화학산업의 변화와 발전을 위한 새로운 모델을 확립하고 있다.

미래를 위해 계획된 대규모 에틸렌 프로젝트의 경우, 원유 증기분해 기술이 핵심 기술 비교 및 선정 계획에 포함되면, 수요와 공급의 모순을 해소할 뿐만 아니라 기업의 혁신과 업그레이드 및 '이중 탄소' 목표 달성에 더욱 크게 기여할 전망이다.

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