기계공학 취준일기 #12 NCC,ECC,CTO

석유화학산업은 나프타 또는 천연가스를 원료로 하여 합성수지, 합성섬유, 합성고무 및 각종 기초화학제품을

 

생산합니다. 국내에서는 기초화학제품을 생산하는데 주로 NCC(나프타)를 이용합니다.

원유 정제를 통해 나프타를 얻는다. 여기서 원유란 탄소와 수소의 화합물과 소량의 불순물이 섞여 있는 액체 혼합물이다.

 

비점을 이용한 분별증류로 원유 안의 구성성분을 분리한다. LPG, 가솔린, 나프타, 등유, 경우, 중유 순으로 분리되는데

 

약 30~180도 사이의 온도에서 생성되는 혼합물인 나프타이다. NCC공정으로 나프타를 고온으로 분해하여

 

에틸렌, 프로필렌 등의 기초유분을 생산한다. 기초유분으로 중간 원료를 거친 후

 

합성수지, 합성원료, 합성고무등의 기초 화학제품을 생산한다. 기초화학제품을 가공하여 최종제품을 제조한다.

 

원유가 고갈되고 있고, 고유가시대, 환경문제 등으로 인해 원유에서 분류되는 나프타가 아닌 천연가스, 

 

석탄을 이용해 기초화학제품을 생산한다.

 

기초유분 생산공정은 원료에 따라 3가지로 구성된다. NCC(Naphtah Cracking Center),

 

천연가스를 사용하는 ECC(Ethane Cracking Center), 석탄을 사용하는 CTO(Coal to Olefin)로 나뉜다.

 

1. NCC

 

나프타를 이용한 NCC는 열분해공정 -> 급냉공정 -> 압축공정 -> 정제공정을 통해 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔등의

 

기초유분을 생산한다. 원유에서 분류되는 나프타를 사용하니, 유가가 낮을수록 가격 경쟁력을 유지할 수 있다.

 

하지만, 나프타를 주원료로 사용하므로 제조원가는 상대적으로 높으나, 에틸렌(C2)부터 프로필렌, 부타디엔 그리고 

 

방향족 (BTX)까지 다양한 제품 생산이 가능하다.

 

2. ECC

 

출처 LG화학

ECC공정은 채굴된 천연가스를 천연가스액 (Natural Gas Liquid, NGL)상태로 변환한 후 분별공정을 거쳐 

 

산출된 에탄가스를 이용해 주로 에틸렌(C2)를 생산하는 공정이다. ECC공정은 C2 원가 경쟁력이 가장 높은 공정으로서

 

중동과 북미 지역에 많이 위치한다. 과거엔 천연가스 가격이 나프타보다 비싸서 북미 지역 ECC설비를 폐쇄했지만,

 

수평시추기술과 수압파쇄공법이 개발되면서 미국은 셰일가스를 본격적으로 상업생산하기 시작하면서 세계최대

 

천연가스 생산국으로 등극했다. 저가의 셰일가스를 활용해 ECC공정의 가격 경쟁력을 갖추었지만, 제품 생산에 

 

다양성이 부족(C2가 75%)해 NCC에 대한 경쟁력이 제한적이다.

 

3. CTO

 

CEO공정은 석탄을 원료로 사용해 올레핀(에틸렌, 프로필렌)을 생산하는 공정이다. 

 

석탄을 가스화해 합성가스를 생성한 후 메탄올로 전환하고 이를 이용해 올레핀을 제조한다. 이에 반해

 

석탄에서 출발하지 않고 외부에서 조달된 메탄올(주로 천연가스 기반)로부터 올레핀을 생산하는 공정도 있는데

 

이를 MTO(Methanol to Olefin)공정이라 한다. 석탄출발이 메탄올에서 출발한 공정보다 원가경쟁력이 우수하다.

 

CTO는 국제유가 상승으로 주목받았지만, 과도한 용수사용, 온실가스 배출등의 환경오염 문제가 있어

 

환경규제가 덜한 개발도상국에서 시작했다. CTO는 석탄을 원료로 사용하므로 NCC, ECC 에 비해 가격 경쟁력은 높지만,

 

C2와 C3만 생산이 가능해서 다양성이 낮은 단점이 있다.

 

위에서도 기술하였지만, NCC와 ECC가 경제적으로 우수한 경우는 유가가 낮을때와 높을때이다.

 

다운스트림의 구조에서 볼때는 NCC는 납사를 바탕으로 다양한 다운스트림 제품을 얻을 수 있지만, 

 

ECC는 에틸렌 위조로 생산한다. 따라서 고유가일땐 ECC가 유리하고 지금처럼 저유가 상황에선 NCC가 

 

다양한 제품을 통해 이득을 볼 수 있기에 유리하다. 

 

또한 NCC는 납사 공급만 가능하면 제품생산이 가능하지만, ECC는 천연가스가 생산되는 근처에서만

 

가동이 되기 때문에 천연가스가 고갈되면 설비를 가동할 수 없는 단점이 있다. 

 

세계적으로 ECC공정으로 제조된 에틸렌 공급이 40%를 넘어 증가하는 추세이다. 우리나라에선 천연가스 추출이 

 

안되므로 해외로 진출하여야 하지만 경기가 너무 안좋다..