Production of the Fine Polyethylene from Naphtha.

팀원 구성 및 역할

일정 세부내용 추진일정 비고 1 2 3 4 5 자료수집 설계 과정 중 의문사항이 있을 시엔 교수님을 찾아뵈어 질문 자료정리 및 - 인터넷 및 서적을 통한 자료수집 설계 과정 중 의문사항이 있을 시엔 교수님을 찾아뵈어 질문 자료정리 및 토론 수집한 자료를 바탕으로 정리 및 분석 최적의 공정을 선택 후 설계도 완성 최종발표준비 - 3-4주: ppt 초안 완성 - 5주: 최적의 공정법을 바탕으로 한 설계도를 추가해 ppt를 완성

설계과제명 & 목표 설계과제명 나프타로부터 Green-Fine Plastic의 제조 ⇨ ‘나프타로부터 Fine Polyethylene의 제조’ 설계과제의 목표 ; 원유의 증류과정을 통해 나오는 물질 중 하나인 Naphtha를 이용해 보다 고효율의 ‘Polyethylene’ 제조 공정을 설계한다.

Engineering = f(economy, efficiency) Precondition Engineering High Efficiency Economical

1. What ; Substance Crude Oil Naphtha Ethylene Poly Ethylene

2. How ; Method Getting Of Naphtha From Crude Oil 원유 증류 Getting Of Naphtha From Crude Oil Getting Of Ethylene From Naphtha 중합반응 The Best Polymerization Catalyst 공정과정 Reactor Volume Kinds of Reactor

원유 정제 과정

원유로부터 나프타 분리 : 상압증류탑 원유를 비등점의 차이에 따라 LPG, 나프타, 등유, 경유, 벙커유 유분으로 분리 원유 구성 성분이 일정한 압력과 온도에서 증발되려는 성질이 각각 다른점 이용 탑 내부의 온도와 압력을 높이에 따라 다르게 하여 혼합되어 있는 유분을 분리 대기압과 비슷한 상압에서 운전되기 때문에 상압증류탑이라 함 내부에 약30~40개의 단으로 구성되어 윗단에서 응축되어 내려오는 액상성분과 아랫단에서 기화하여 올라가는 기상성분의 접촉

상압증류공정도 나프타 상압증류탑 O/H Receiver LPG 탈염기 안정화탑 Flash Drum Stripper 원유 등유 가열로 Flash Drum 안정화탑 Stripper O/H Receiver 340°C 135°C LPG 탈염기 나프타 원유 등유 (Kerosene) LGO HGO 잔사유 (방카유)

나프타 분해 공정 열분해(크래킹) 가열에 의해 일어나는 분해 공업적 : 크래킹(Cracking) 나프타 분해 공정 나프타 분해 공정 나프타 분해 공정 경질나프타 가열장치 안에서 크래킹 나프타 에틸렌, 프로필렌 C6-C9 C2= C3= 나프타 분해공정 NCC 에틸렌(Ethylene) 석유화학공업의 가장 기본적인 물질 합성 유기화학공업에서 중요한 물질 생산량 및 사용량 : 화학공업의 규모의 척도

나프타 분해 공정 개략도

나프타 분해공정 기존공정 물질 :경질 나프타(C5-C7) 공정방식 : 열분해 특징 1) 석유화학산업의 단일 공정 2) 가장 많은 에너지 소비하는 공정 새로운 공정 물질 : 중질 나프타(C7-C11) 공정방식 : 접촉분해 및 올레핀 상온 분리기술 연속 재생 가능 촉매를 이용

접촉분해 및 올레핀 상온 분리기술 용어 설명 올레핀[ olefin ] : 알켄이라고도 함. 1쌍 이상의 탄소원자가 이중결합으로 결합되어 있는 불포화 탄화수소. 2. 나프타 [naphtha] : 원유를 증류할 때, 35∼220℃의 끓는점 범위에서 유출되는 탄화수소의 혼합체.

접촉분해 및 올레핀 상온 분리기술 개요 - 중질 나프타를 촉매분해하고 그 생성물을 상온에서 흡착분리하는 기술 목표 및 지향점 - 원료의 다변화 NCC 공정의 에너지 절약 및 국산화 기술 확보

중질 나프타 접촉분해기술 목표 접촉분해온도 < 700oC, 에너지 소비량 < 20 GJ/ton ethylene, C2= + C3= yield > 50% 연속재생방식 유동층 접촉분해기술 Catalyst attrition index : < 2%접 : 다공성 및 혼합금속 산화물계 촉매 이용 촉매 : 제올라이트 + Si-OH-Al- 골격갖는 분자체 * 다공성 촉매 : ZSM-5, 페리어라이트(Ferrierite), ZSM-11, 모더나이트(Mordenite), 베타-제올라이트, MCM-22, L-제올라이트, MCM-41, SBA-15 및 Y-제올라이트로 이루어진 군

올레핀 상온 분리(흡착)기술 목표 - 상온분리용 흡착분리소재 개발 [프로필렌 흡착량 1.8mmol/g, 선택도 3.5 @ 25℃ 3기압] 프로필렌 2 Nl/min 규모 공정 확립 [순도 99.5%, 회수율 90% 이상] - 불순물 전처리 기반기술 확립 올레핀 흡착제 : 프로필렌 선택성 흡착제 개발을 위하여 기질(무기산화물) 과 착합제(Ag, Cu 화합물)를 선정

폴리에틸렌 현재 세계에서 가장 많이 보급된 합성 고분자 물질로서 우리들의 일상생활에 많이 쓰이고 있다. 주요 용도는 포장재, 내구재, 파이프나 호스, 저가 재료 뿐 아니라 인공관절 내의 윤활면, 자동차 기름통 등과 같은 고부가가치 제품까지 널리 사용된다.

폴리에틸렌의 제조 석유정제 가스중의 에틸렌 회수 및 에탄, 프로판의 열분해 천연가스 중의 에탄, 프로판을 추출하여 열분해 경질류, 중질유의 열분해 ;국내에서는 중질 나프타 혹은 경질 가솔린의 열분해에 의해 에틸렌을 제조하고 있다.

폴리에틸렌의 제조방법 고압법 저압법 → 선택 중압법 기상 유동압, 액상중압법 스탠다드법

저압법 폴리에틸렌 제조공정도

3. Where; Application

Getting of Ethylene From Naphtha 에틸렌, 프로필렌 제조 에너지 약 30% 절감 나프타 원료 다변화로 올레핀 수급에 기여 연구의 목표인 30% 에너지 절감을 달성할 경우에 CO2 배출량을 연간 80만 탄소톤 저감할 수 있다

Getting of Polyethylene From Ethylene 공정에 있어 압력과 온도 조절은 비용과 직결됨 → 상대적으로 낮은 압력에서의 공정은 비용 절감의 효과 높은 효율