나프타 분해 공정(Naphtha cracking, NCC)의 공정 과정과 각 과정별 연료 사용량 계산

목차

1. 서론
1) 정의
2) 중요성 및 필요성

2. 나프타 분해 과정
1) 열분해 (Thermal Cracking)
2) 증기 분해(Steam cracking)
3) 촉매 분해(Catalytic cracking)

3. 나프타 분해과정 순서도(flowchart)

4. 구성 요소
1) 열분해(Cracking) 공정
2) 급냉(Quench) 공정
3) 압축 공정

5. 나프타 분해 과정 최적화
1) 온도 조절
2) 원료 다변화
3) 생산 기지 세계화

6. 위험 요소와 주의할 점
1) 아세틸렌과 디올레핀
2) C2 아세틸렌 (C_2 H_2)
3) C4 아세틸렌과 부타디엔
4) 사고 사례

7. 물질 수지 분석
1) 생성물의 질량비와 에너지 구성비
2) 물질 수지 분석

8. References

본문내용

1.1 정의
나프타란, 원유를 증류할 때 35∼220℃의 끓는점 범위에서 유출되는 탄화수소 혼합체이며, 중질 가솔린이라고도 한다. 원료로는 주로 경질 나프타(끓는점 35~130℃)가 쓰이며, 중질 나프타(끓는점 130~220℃)나 두 가지를 모두 포함하는 풀레인지 나프타(full-range naphtha)가 쓰이기도 한다. 나프타는 탄소 5~12개의 고리로 이루어져 있으며, 이를 열분해하여 석유화학기초원료인 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 자일렌, C4유분, 열분해 가솔린(PG) 등을 생산하며, 이 공정을 행하는 곳을 나프타분해시설(NCC)이라 한다.
나프타를 800℃ 이상의 가열로에 투입시키면 탄소 연결고리가 분해되면서 탄소수 1~4개 정도의 경질 탄화수소 혼합물(수소, 메탄, 에틸렌, 프로필렌, 프로판, C4유분, 연료가스 등)이 주로(약75%) 생성된다.

1.2 중요성 및 필요성
나프타는 한국 및 유럽의 석유화학공업의 중요한 주원료이고 일부는 암모니아를 합성하여 비료를 만들거나 도시가스에 사용된다. 나프타 분해에 의해 생기는 에틸렌·프로필렌·부탄·부틸렌 유분·방향족 등에서 많은 석유화학 반응을 거쳐 합성수지·합성고무·합성섬유 등이 제조된다.
또한 나프타의 접촉 개질에 의한 벤젠·톨루엔·크실렌 제조, 접촉수증기 개질을 통한 메탄올 합성, 직접산화에 의한 아세트산 합성, 고온열분해로 생성되는 아세틸렌과 에틸렌에 염소를 반응시키는 염화비닐 제조 등 많은 용도가 있다.

2. 나프타 분해 과정

2.1 열분해 (Thermal Cracking)
현대의 열분해는 7000kPa (70bar) 근처에서 운전된다. 높은 압력에 의해 응축되어 더 무거운 분자가 없어지면서 가볍고 수소가 더 많은 생산물이 형성되는 불균화반응(disproportionation)이 일어난다. 또한 가벼운 탄화수소, 증류액(distillates), 버너 연료(burner fuel), 석유 코크스(petroleum coke)를 생산하기 위해 사용된다.

참고 자료

네이버 지식백과] 나프타분해 [naphtha cracking]
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1074467&cid=40942&categoryId=32404
T. Ren, M. Patel, and K. Blok, “Olefins from Conventional and Heavy Feedstocks: Energy Use in Steam Cracking and Alternative Processes”, Energy, Vol.31 (No.4), p425-451, (2005).
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https://gscaltexmediahub.com/energy/story-of-oil-with-photo-5/
한국자동차공학회 http://journal.ksae.org/_common/do.php?a=full&b=22&bidx=726&aidx=9898
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