[석유화학] NCC, ECC, CTO는 무엇인가? (Feat. 에틸렌)

INTRO

원유에서 에틸렌을 얻는 방법으로는 납사의 NCC, 천연가스의 ECC, 석탄의 CTO까지 크게 세 방법으로 나뉩니다.

 

원료에 따라 NCC, ECC, CTO로 나뉜 세 방법은 다른 특징을 갖고 있습니다. NCC는 나프타 분해설비, ECC는 에탄 분해설비, CTO는 석탄 분해설비로 각각 불리며 이 3개의 공정 방법에 대해서 상세하게 살펴보겠습니다!

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출처 - 한화토탈에너지스

 

# NCC - 나프타 분해 설비 (Naphtha Cracking Center)

나프나(납사, Naphtha)를 분해하여 에틸렌, 프로필렌 등의 기초유분 생산

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출처 - 한화토탈에너지스

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- 원유에서 뽑아낸 나프타(Naphtha)를 원료로 에틸렌과 같은 기초 유분을 만드는 공정 (끓는점 35~130도의 경질 나프타를 주로 사용)

- 나프타(Naphtha)를 고온에서 분해한 후 냉각, 압축, 분리 등의 공정을 거쳐 기초유분인 에틸렌, 프로필렌 생산

- 우리나라 외 일본, 대만 등 아시아 국가들이 NCC를 가장 많이 운영

- 국제유가 추이에 따라 천연가스, 석탄을 사용하는 다른 공정과 비교하여 원가경쟁력 결정

- 에틸렌, 프로필렌 등 올레핀(Olefin) 계열 제품뿐만 아니라 벤젠, 톨루엔, 자일렌 (BTX) 등 아로마틱스(Aromatic) 계열 제품까지 생산할 수 있는 폭넓은 포트폴리오 형성

- 유가가 낮을수록 원가 경쟁력이 높아짐 (유가와 나프타 상관관계 97% 이상)

- 제조 원가가 가장 높음 (ECC와 CTO 대비 20~30% 높음)

- 국내 석유화학 설비는 나프타 의존도가 93~95% 수준 (천연가스 및 원유가 거의 생산되지 않아 원유를 수입하여 크래킹하기 때문)

- 국내 NCC 제조사 : YNCC, 한화토탈, 롯데케미칼, LG화학, 대한유화 등

 

# ECC - 에탄 분해 설비 (Ethan Cracking Center)

에탄을 분해하여 에틸렌 생산

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출처 - 한화토탈에너지스

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- 셰일가스(천연가스)가 본격적으로 개발된 2000년대 이후부터 주목받는 공정

  (셰일가스는 모래와 진흙 등이 단단하게 굳어진 퇴적암 지층인 셰일층에 매장되어 있는 천연가스)

- 천연가스가 많이 나오는 미국/중동에서 주로 쓰며, 천연가스에서 뽑아낸 에탄을 원료로 기초유분 생산하는 방식

- 북미, 중동의 에탄 비중은 각각 79%, 69% 수준

- 이 공정에서는 채굴된 천연가스 중 일부인 천연가스액 (Natural Gas Liquid, NGL)에서 여러 분리 공정을 통해 추출한 에탄가스로 에틸렌 생산

- 에틸렌을 대부분 생산하는 공정으로 NCC보다 제품 다양성 측면에서 메리트가 적음

  (에틸렌 비중 79% 수준, 프로필렌 2%, 부타디엔 3% 등 생산하며 BTX 거의 없음)

- NCC에 비해 원가 변동 폭이 작다는 장점이 있으며, 유가가 오를 때 수익을 극대화할 수 있음

- ECC 제조사 : 국내 제조사 없음, 롯데케미칼 (미국, 루이지애나)

 

# CTO - 석탄 분해 설비 (Coal To Olefin)

석탄을 원료로 에틸렌, 프로필렌 등의 기초유분 생산

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출처 - 한화토탈에너지스

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- 중국에서 주로 사용하는 공정

- 석탄을 가스화해 합성가스를 만든 후 메탄올로 전환, 이후 메탄올에서 올레핀 생산

- 석탄 가격이 원유와 천연가스에 비해 낮아 원가 경쟁력 측면에서 유리

- 에틸렌과 프로필렌을 집중적으로 생산함에 따라 공급 과잉 우려 생길 수 있음

- 공정 과정 중에 물이 많이 사용되며, 대량의 온실가스를 배출하여 환경오염 문제 발생

- 중국은 환경규제가 심하지 않고, 풍부한 석탄 자원을 갖고 있어 CTO 공정을 상업적으로 가동

- 올레핀족 외 제품 생산이 불가능하여 NCC, ECC보다 제품 다양성 측변에서 경쟁력이 낮음 (오직 에틸렌과 프로필렌 두 종류만 생산)

- CTO에서 만들어지는 메탄올을 수입해 올레핀을 만드는 공정은 MTO(Methanol To Olefin)라 부름

- CTO 제조사 : 롯데케미칼, 대한유화 (두 곳 모두 CTMEG로, MEG 주로 생산)

 

# 글로벌 에틸렌 생산 현황

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전 세계적으로 NCC, ECC, CTO, MTO 생산 설비를 한눈에 볼 수 있는 자료입니다.

아시아와 유럽은 주로 NCC, 북미와 중동은 ECC, 중국만 유일하게 NCC 외 CTO, MTO 생산 설비로 에틸렌을 생산합니다.

 

아래는 공정별로 에틸렌, 프로필렌 등 생산 비중을 정리해 둔 표입니다.

CTO (석탄 분해설비)는 오직 올레핀 계열만 생산된다는 점!!

ECC (에탄 분해설비)는 에틸렌을 주로 생산하는 공정이라는 점!!

참고하시면 좋을 것 같습니다.

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END

 

석유화학의 기초가 되며 에틸렌을 생산하는 3가지 공정인 NCC, ECC, CTO에 대해 알아보았습니다!

 

석유화학 공부를 시작하시는 분들에게 조금이나마 이해와 도움이 되셨으면 좋겠습니다!

 

 

※ 본 내용들은 다양한 사이트에서 관련 내용을 발췌하여 개인 공부용으로 정리했습니다.