사진으로 보는 쉬운 에너지이야기 – 나프타편 (중요한 기초 원료가 되다)

GS칼텍스 - 2014.06.18

상압증류탑(Crude Distillation Unit, CDU)은 원유를 비등점의 차이에 따라 LPG, Naphtha, Kerosene, Diesel, B-C유분으로 분리하는 시설입니다. 원유를 구성하고 있는 성분들이 일정한 압력과 온도 하에서 기체로 증발되려는 성질이 각각 다른점을 이용하는 것인데요.

탑 내부의 온도와 압력을 높이에 따라 점차 변화시켜, 혼합되어 있는 유분을 각각의 유분으로 분리하는 원리입니다.

원유를 정제하면 가장 먼저 경질유분(LPG, Naphtha유분)이 생산되고, 그 다음으로 중간유 분(등유, 경유 유분)과 중질유분(B-C유분)이 추출됩니다.

오늘의 주인공은 나프타 또는 납사라고 불리는 Naphtha인데요. 고대 페르시아에서 발견된 휘발성의 액체연료를 그리스어로 ‘나프타’라고 불렀다는 것에서 유래한 이름이지요. 나프타는 넓은 의미로는 휘발성 석유류를 총칭하며, 좁은 의미로는 원유를 상압증류할 때 200∼370℃의 비점 범위 30℃∼150℃ 정도의 온도 범위에서 얻어지는 경질유분을 말합니다.

GS칼텍스 여수공장은 상압증류탑에서 추출된 나프타유분을 Stabilizer라는 공정에 투입하여 LPG와 나프타(Whole Straight Run Naphtha, WSR)로 분리해냅니다. 이 WSR을 또다시 Rerun 공정에 투입하면 경질나프타와 중질나프타로 분류되지요. 끓는점이 100℃ 이하인 것을 경질나프타(Light Straight Run Naphtha, LSR)라고 하는데요. 경질나프타는 NCC의 원료로 사용되어 주로 용제 및 석유화학의 원료로 쓰입니다.

여기서 잠깐! 나프타분해설비로 불리는 NCC(Naphtha Cracking Center)는 나프타를 분해하여 석유화학의 기초원료인 에틸렌, 프로필렌 등 기초유분을 생산하는 설비를 의미합니다.

NCC에서 나프타를 고온에서 분해하면 폴리에틸렌과 폴리스틸렌의 원료가 되는 에틸렌, 폴리프로필렌의 원료인 프로필렌, 합성고무의 원료인 부탄과 부틸렌 등의 성분을 얻을 수 있습니다. GS칼텍스는 NCC를 보유하고 있지 않기 때문에 경질나프타는 전량 국내 석유화학사에 판매됩니다.

GS칼텍스 경질 나프타는 금속과 황함량이 낮고, 성상이 일정하며, 높은 파라핀 함량으로 NCC의 수율을 높인다는 강점을 가지고 있습니다. 게다가 배관을 통해 안정적으로 공급하기 때문에 안정적인 수급에도 한 몫을 하고 있죠.

100~220℃ 범위에서 증류되는 유분은 중질나프타(Heavy Straight Run Naphtha, HSR)라고 하며 중질나프타는 다시 개질시설(Reformer)을 거쳐 휘발유 제조나 벤젠, 톨루엔, 파라자일렌 등의 방향족 공정의 원료로 투입 됩니다. 이러한 방향족은 또다시 합성플라스틱과 합성섬유의 원재료로 쓰이게 됩니다.

GS칼텍스 중질나프타는 금속과 황함량이 낮고, 색상이 맑고 투명하며, 높은 납센(Naphten)과 아로마틱 (Aromatic) 함량으로 파라자일렌과 같은 고가의 방향족 제품의 수율을 높인다고 합니다.

여수공장에는 총 4기의 개질시설이 있고, 이의 원료로 쓰이는 중질나프타가 부족하여 중동 또는 러시아 등에서 나프타를 추가적으로 수입하고 있다고 하네요. 때문에 여수공장의 나프타분리 시설로 불리는 NSU(Naphtha Splitter Unit)는 수입나프타를 또 다시 경질나프타와 중질나프타로 분리해냅니다.

우리가 일상생활에서 흔히 사용하는 신발, 의류, 자동차 범퍼, 가전제품 케이스 등이 결국에는 나프타로부터 탄생되었다고 볼 수 있습니다. 석유화학 공정의 가장 기초적인 원료인 나프타, 석유한 방울 나지 않는 나라에서 석유화학제품이라는 황금을 창조해 내는 자랑스러운 제품입니다!