상압증류와 감압증류의 차이점은 무엇입니까?

상압증류와 감압증류는 증류해야 할 물질에 따라 다르게 적용되는 증류 방법이다. 상압증류과정은 정유공정 중 가장 중요하고 기본이 되는 공정으로 증류의 원리에 의해서 원유를 가열 냉각 및 응축과 같은 물리적 변화를 통하여 일정한 범위의 비점을 가진 석유를 분리시키는 공정이다. 또한 고비점 유분을 고온에서 증류하면 열분해가 발생하여 품질 및 수율 저하와 가열관내 코크스 생성, 부착에 따른 가열관 손상을 초래하게 되므로 열분해 방지를 위해서는 증류탑의 압력을 감압상태로 하여 유분의 비점을 저하시켜 증류시키는 것이 감압증류(Vacuum Distillation)이다. 즉, 가열을 통해 물질을 증류시키는 것이 상압증류이며, 가열시 분해가 일어나는 물질에 대해서 압력을 낮추어 분리를 하는 것이 감압증류이다.

해설 및 핵심용어 정리

원유 정제의 제 1 단계는 원유의 상압증류로부터 시작된다. 상압증류 장치는 "원유증류장치" 또는 "Crude Topping (Crude Distillation unit)"라고도 한다. 가열로에 넣은 원유에 열을 가해 300~350℃로 만들면 이 때 발생되는 원유 증기가 증류탑 안에서 상승하면서 온도가 낮아져 탑의 윗부분에 있는 끓는점이 낮은 것부터 먼저 순서대로 각 트레이(tray)에 응축(액화)되어 휘발유 유분, 등유 유분, 경유 유분으로 모여 나오게 된다. 탑의 아랫부분에 남은 성분은 남은 기름으로 회수된다.

원유를 대기압 하에서 350℃이상 가열하면 열분해 되기도 하므로 품질이 좋은 제품이 될 수 없다. 따라서 윤활유와 같이 높은 비점의 유분을 얻기 위해서는 보다 낮은 온도에서 증발할 수 있도록 감압해서 증류하여야 한다. 이러한 증류 방법을 감압증류라고 한다.

상압증류에서 휘발유 유분, 등유 유분 및 경유 유분을 분리해낸 잔사유(residual oil)를 감압하여 증류탑에서 증발하게 하면 아스팔트나 찌꺼기 등의 각 유분으로 분리된다. 이렇게 감압증류에서 얻어진 유분은 다시 용제 정제공정을 거쳐서 각종 윤활유의 제품의 기본이 되는 기유가 된다. 또한 일부 유분은 분해 장치로 분해되어 가스나 분해 휘발유가 된다.