기계공학 취준일기 #17 NAPHTHA REFORMING UNIT

저번시간 HSR에서 탈황 및 탈금속 등이 진행된 PRODUCT에서 방향족 성분이나, 고옥탄가

 

휘발유 성분이 많은 REFORMATE로 만들기 위해선 REFORMING 공정 (CATALYTIC REFORMER) 을 거쳐야 한다.

 

Naphtha Reforming Unit에 대해 알아보자.

 

https://blog.naver.com/sayrdk/40200895222 , https://m.blog.naver.com/yangseungjae/221056755225

많은 부분 참고하였다.

 

출처 구글

Naphtha Reforming Unit에 대해 알아보자.

 

 

Refoming Unit은 촉매를 이용하여 HSR을 방향족이나 고옥탄과 휘발유성분이 많은 REFORMATE를 만드는 공정이다.

 

CDU에서 나온 나프타는 n-paraffin 구조를 하고 있어 옥탄가가 높지 못해 휘발유로 사용하지 못하고,

 

대부분 paraffin이기에 방향족성분으로 전환하면 고부가가치가 되기 때문이다.

 

출처 https://blog.naver.com/sayrdk/40200895222

(여기서 잠깐 재밌는 사실은 예전엔 원유내 구성성분을 분석하기에 돈이 많이 들어 사람들이 원유 추출후 찍어먹어 

 

보았다고 한다. 그때 황의 함량이 높으면 쓴 맛이 나서 sour란 단어를 사용하고, 품질이 좋은 (황 함유량이 낮은) 

 

원유는 상대적으로 달콤해서 sweet이라는 단어가 나왔다.)

 

Reforming unit은 반응이 진행됨에 따라 reactor 내부의 촉매에 coke가 쌓이게 된다.

 

coke가 많이 쌓이게 되면 촉매의 효율이 떨어지고, 이에따라 촉매재생(catalyst regeneration)을 실시해야 한다.

 

촉매재생 방식에 따라 reforming unit을 두 가지로 크게 나누는데

 

첫째는 semi-regeneration type (platformer) 과

출처 https://en.wikipedia.org/wiki/Catalytic_reforming

 둘째, continuous-regeneration type (CCR(continuous catalyst regeneration)) platformer가 있다.

출처 https://m.blog.naver.com/yangseungjae/221056755225

light naphtha의 경우 catalytic reforming을 거치면 주로 butane또는 그보다 분자량이 낮은 탄화수소 분자로

 

쪼개지는 경향이 있어 high-octane gasoline을 만들기 위한 blending성분으로는 적합하지 않기 때문에

 

주요 polymer의 원료인 polymer grade ethylene과 propylene을 생산하는 steam cracking의 feedstock으로

 

주로 활용된다. 또한 LSR은 CATALYTIC REFORMER에서 아로마를 형서하는 경향이 있는데

 

특히 벤젠은 발암물질이고 많은 아로마의 경우 환경규제인 경우가 많고, gasoline에 섞는 아로마틱 역시

 

제한적이기 때문에 LSR은 원료로 부적합하다. 

 

촉매와 높은 수소 부분압력 조건에서 수많은 화학반응이 catalytic reforming process에서 일어난다.

 

catalytic reforming의 종류와 방식에 따라 반응온도는 약 500도와 5~45atm을 갖는다.

 

catalytic reforming에 많이 사용되는 촉매는 백금이나 레늄같은 귀금속을 사용하는데,

 

귀금속은 황화합물이나 질소화합물과 같이 촉매에 독성으로 작용하는 물질에 매우 민감하여 이전 공정인

 

hydrotreating unit에서 황화합물과 질소화합물을 제거한 후에 공급도니다. 

 

주요 catalytic reforming reaction은 다음과 같다.

 

1 : Naphthene(cycloalkanes)으로부터 수소를 제거하응 dehydrogenation을 거쳐 aromatics를 만든다. 아래는 naphtene인 methylcyclohexane으로부터 aromatics인 toluene이 만들어지는 dehydrogenation reaction이다.

 

2 : normal pafaffin을 isopafaffin으로 만드는 isomeriztion action이다. 아래는 normal octane으로 부터 isoparaffin인 2,5-dimethylhexane을 만드는 isomerization reaction이다.

3 : pafaffin을 aromatics로 만드는 연속적인 dehydrogenation reaction과 aromatiztion reactio이다. 연속적인 두 반응을 dehydrocycliztion reaction이라고 한다. 아래는 normal heptane으로부터 toluene을 만드는 과정이다.

4 : pafaffin을 쪼개어 보다 작은 분자로 만드는 hydrocracgking reaction이다. 아래는 normal heptane으로부터 isopentane과 ethane을 만드는 과정이다. 

 

위키피디아에서 가지고 왔지만, 전체를 번역한 링크를 남긴다. 

https://m.blog.naver.com/yangseungjae/221056755225