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최근 몇 년간 중국의 대소 석유 정제소들은 모두 유제 업그레이드 및 개조 열풍에 휩싸였으며, 이 열풍은 몇 년에 걸쳐 전국으로 확산되었습니다.유제 업그레이드는 좋은 일로, 연료유의 품질을 향상시키고 환경 오염을 줄일 수 있으며, 이는 세계적인 정유 및 석유화학 산업의 발전 추세이기도 합니다. 하지만 제가 여기서 논의하고자 하는 것은, 특히 현재 발전 중인 중국의 경우, 정제되는 원유의 품질이 낮으며 석유 제품의 부족 현상도 계속 심화되고 있다는 점입니다. 또한 석유 제품의 품질에 지역별 차이가 있으며, 석유 정제 기술도 아직 그다지 발달하지 않았습니다. 비록 우리나라는 저품질의 원유를 처리할 수 있는 능력은 뛰어나지만, 세계적으로 선진적인 수준에 비하면 여전히 상당한 격차가 있습니다.그렇다면 현재 청정 연료를 적극적으로 도입하여 석유 제품의 황 함량을 대폭 줄이는 것이 우리나라의 상황에 부합하는가?모든 정유소가 유제 품질 개선에 드는 비용을 감당할 수 있을까?국민들이 받아들일 수 있을지에 따른 가격 상승인가?중국의 석유 품질 향상이 세계 환경에 미치는 영향은 얼마나 클까? 이 문제들에 대해 하나씩 제 견해를 설명드리겠으며, 여러분도 토론에 참여해 주시기를 바랍니다. 1. 유제 품질 개선이 국정에 부합하는가? 유제 품질 개선은 1980년대 후반부터 유럽을 시작으로 아메리카, 그리고 일본과 아시아까지 확산되었습니다.당시 중국의 자동차 산업은 막 시작된 단계였으며, 해외에서 다량의 휘발유 생산 라인이 도입되었습니다. 이러한 생산 라인들, 특히 엔진의 기준은 유로 III 기준을 따랐습니다.1990년대에 이르러 유로 IV가 도입되었고, 우리나라도 유로 IV 생산 라인을 도입했습니다.즉, 서구 선진국들은 자동차용 연료의 기준을 점차 높이는 동시에, 구식인 설계 및 제조 기술과 장비를 제3세계로 옮기고 있으며, 중국은 바로 이러한 구식 기술들을 받아들이는 거대한 시장입니다.그래서 우리나라는 자동차 산업을 대규모로 도입했으며, 중국은 사실상 세계적인 자동차 생산의 중심지가 되었습니다. 반면, 중국 내에서 자동차를 독자적으로 연구·설계·제조하는 국유기업은 거의 없습니다. 이러한 중요한 임무는 민간 자동차 기업들에게 돌아갔으며, 그들은 이 임무를 굳건히 수행해 나가고 있습니다.유럽과 미국에서 차례로 도입된 유로V와 향후 도입될 유로VI도 곧 시행될 예정입니다. 그렇게 되면 중국의 많은 자동차 기업들도 새로운 기술 업그레이드와 외부 기술 도입의 기회를 맞이하게 될 것입니다. 물론 이러한 비용은 분명히 우리 납세자들이 부담하게 될 것입니다.그러므로 가능한 한 빨리 연료 품질을 개선하는 것은 중국의 국정에 부합하지 않습니다. 왜냐하면 중국은 아직 유로 III와 유로 IV의 기술을 완전히 이해하고 숙지하지 못했기 때문입니다. 2. 모든 정유소가 유제 품질 개선에 드는 비용을 감당할 수 있을까? 말할 필요도 없이, 많은 소규모 정유소들, 특히 지역 내에 있는 정유소들은 이러한 석유 품질 개선에 드는 비용을 감당하기 어렵습니다.왜냐하면 유제 품질 향상은 일련의 정유 기술, 설비, 공정, 촉매 등의 비용 합계이기 때문입니다.현재 국V에 맞춘 연료의 업그레이드는 탈황입니다.유분의 탈황에 가장 주요한 방법은 수소화입니다. 휘발유의 경우 S-Zorb 공정이나 유사한 흡착 탈황 공정을 선택적으로 사용할 수 있지만, 디젤과 등유는 오직 수소화를 통해서만 탈황이 가능합니다.국III 및 국IV의 탈황 과정에서 수소를 사용할 경우, 촉매의 활성도, 수소 압력, 수소의 순도, 그리고 장비의 재질이 중요한 요소가 됩니다. 더욱 철저한 탈황이 필요한 경우에는 촉매의 활성도를 높여야 하며, 공정 조건도 조정해야 합니다. 또한 수소 압력을 높이고, 순환되는 수소의 순도도 향상시켜야 합니다. 이때 수소 처리 장비는 더 높은 압력으로 인한 수소 크리프 현상을 견딜 수 있어야 합니다. 따라서 현장에 있는 정지된 장비나 움직이는 장비의 재질도 더 우수한 등급으로 바꿔야 할 수도 있습니다. 이러한 경우 비용이 매우 크게 듭니다.일반적인 석유 정제용 수소화 설비의 운영 수명은 30년 이상이어야 하며, 심층 수소화로 전환하려면 많은 공장에서 새로운 수소화 장비와 촉매를 도입해야 합니다. 이러한 기반 시설 투자는 엄청납니다.물론 이렇게 하는 데에도 일정한 장점이 있습니다. 바로 소규모 지역 정제소들이 업그레이드와 개조에 드는 비용 부담을 감당하지 못해 문을 닫게 되면서, 20년 전 주룽지가 추진했던 지역 정제소 청산이 완료된다는 것입니다.3대 석유사는 걱정 없지만, 지역 정제소들은 정말 힘든 시기를 보내고 있어요. 3. 국민들은 더 높은 유가를 감당할 수 있을까? 유제 업그레이드에 드는 비용은 결국 유제 판매 과정에서 상쇄되어야 하며, 즉 유를 사용하는 사람이 직접 그 비용을 부담하게 됩니다.저는 종종 일부 친구들이 미국의 정제유 가격과 중국의 정제유 가격을 비교하며 3대 석유회사를 비난하는 것을 봅니다.하지만 이는 분명히 어느 정도는 실제 상황입니다.중국에는 이제 개인 차를 가진 사람들이 점점 더 많아지고 있으며, 차를 운전하려면 돈이 필요합니다.하이브리드나 전기차에 대한 말은 듣지 마세요. 실제로 대규모로 보급되려면 아직 시간이 필요합니다. 진정으로 신뢰할 수 있는 하이브리드 차량은 해외 브랜드에만 있을 뿐, 우리나라 제품은 아직 그 수준에 이르지 못했습니다.자동차를 구입해야 하거나 구입하고 싶어 하는 사람들은 계속 늘어나고 있으므로, 연료 소비도 분명히 증가할 것입니다. 국제 유가는 앞으로 2년 동안은 더 이상 낮아지지 않을 것이며, 설령 낮아진다 해도 코코넛을 먹지 않는 사람들은 분명히 견디지 못할 것입니다. 그러면 그들은 중국과 갈등을 일으킬 것이고, 결국 원유와 석유 제품의 가격이 상승할 것입니다. 그리고 중국과 전 세계의 연료 가격도 오를 것입니다.견딜 수는 있지만, 그 능력은 사람마다 다릅니다. 어떤 사람들은 차를 잘 운전하지 않게 되고, 또 어떤 사람들은 차를 팔아버립니다.하지만 여전히 일부 사람들은 교통 체증과 차량 번호 제한 때문에 두 대, 심지어 세 대의 차를 더 구입합니다. 돈이 많은 사람들은 자신의 욕심대로 여분의 차를 몇 대 더 구입해 두는 것입니다. 4. 중국의 자동차와 석유 제품이 세계 환경에 얼마나 큰 영향을 미치는지 다시 살펴보겠습니다 자동차는 이미 100년이 넘었고, 중량급 내연기관 열차도 100년이 넘었습니다. 그렇다면 최초의 연료는 어떤 것이었을까요?저 옥탄가, 저 헥사인가, 고유황, 납 첨가로 거의 70년간 사용된 후에야, 그러한 고오염성·고독성 물질들이 대부분 내연기관 차량 때문에 발생한다는 것이 밝혀졌지만, 당시 중국에는 자동차가 거의 없었습니다.현재 전 세계의 내연기관 보유량을 보면, 중국은 그 비중이 그리 크지 않습니다. 반면 선진국들이 압도적인 비중을 차지하고 있습니다. 또한 미국에서는 여전히 많은 가정들이 연료를 이용해 난방을 하거나 가정용 디젤 발전기를 사용하고 있습니다. 이러한 경우들은 많은 자동차 오염 관련 통계에는 전혀 포함되지 않습니다.미국의 공군 전투기는 다른 **들의 수량을 합친 것과 거의 맞먹으며, 이 비행기들도 통계에 포함되지 않았습니다. 제가 말하고자 하는 것은, 오염의 책임을 따진다면 내연기관이 등장한 시점부터 계산해야 한다는 것입니다. 환경 오염은 점차적으로 쌓여가는 과정이므로, 산업혁명이 시작된 시점부터 계산하는 것이 좋습니다.그때 유럽과 미국 같은 선진국들은 이미 지구를 엉망으로 오염시켜 놓았습니다. 우리가 발전하려고 하면, 그들은 우리가 더 적게 오염을 일으켜야 한다고 말합니다. 우리는 그들의 기준과 일정에 따라 그들이 정한 규칙을 준수해야 합니다.이것이 바로 현대 강권의 행태다.우리도 오염을 원하지 않습니다. 하지만 중국의 발전을 위해서는 서구식의 그러한 대규모적인 발전 방식을 따를 수밖에 없습니다. 왜냐하면 그들은 선진적인 기술이나 장비, 공정을 저렴한 가격에 중국에 팔려고 하지 않기 때문입니다. 하지만 그들은 소위 ****와 같은 것들을 무료로 중국에 제공해 줍니다. 그러므로 중국의 자동차 및 자동차용 연료의 업그레이드는 너무 빠르게 진행되어서는 안 됩니다. 중국은 자국의 정유업체들에게 충분한 시간을 주어 점진적으로 업그레이드할 수 있도록 해야 합니다. 각종 연료의 기준은 20년에서 25년 정도 유지하는 것이 적절합니다. 이것이야말로 중국의 국정에 부합하며, 정유 비용을 줄이는 데에도 도움이 됩니다. 우리는 연료를 업그레이드하는 데 드는 비용을 활용하여 중국의 자동차 연구개발과 디자인을 발전시킬 수 있습니다. 국VI 기준은 15년 후에 도입하는 것이 좋습니다. 그래야 중국의 정유업체들이 숨을 고를 수 있고, 중국의 운전자들의 차량 운영 비용도 너무 높아지지 않습니다. 또한 국제적인 환경 보호 및 정유 기술 분야에서 협상할 여지도 생깁니다. 상대적으로 낙후된 상태라도 반드시 나쁜 것은 아닙니다. 서둘러 다른 나라를 따라가려는 것은 바람직하지 않은 행동입니다. 제 얕은 의견인데, 여러분의 토론을 부탁드립니다.
환경 보호 수준을 높이는 것은 결국 좋은 일입니다. 우리는 계속 살아가야 하니까요. 사실 가장 중요한 것은 연료의 질을 향상시키는 문제가 아니라, 생산 능력을 무분별하게 확대하는 문제입니다. 이런 문제들은 이미 상당히 많습니다. 아마도 연료의 질을 향상시키는 것이 석유 산업 전체의 혁신을 촉진할 수 있을 것입니다.강력한 압력이든, 환경 보호에 대한 압력이든, 어쨌든 우리는 석유 제품의 품질을 높이고 비용을 줄여야 합니다. 이것도 일종의 산업 혁명의 방식이라고 할 수 있겠죠.
qugd님: 수소를 사용하지 않고도 처리 비용이 낮은 탈황 기술이 있다면 어떨까요?
말씀해 보세요, 어떤 기술인가요? S-Zorb인가요?가솔린에만 적용되며, 촉매 분해 가솔린인 경우에만 가능하고, 코크스화 가솔린의 경우에는 안 될 수도 있습니다. 심층 탈황은 그렇게 쉽지 않습니다.
심층 탈황이란 주로 티오펜계 황화물을 제거하는 것을 말하는 것 같습니다.그것들이 “기름과 소금을 흡수하지 않기” 때문에, 많은 일반적인 방법들은 그것들을 다룰 수 없으며, 고온 고압 하이드로젠 처리를 통해 어쩔 수 없이 그것들을 처리해야 합니다.상온 상압에서 수소화하지 않는 방법으로 그것들을 처리할 수 있다면, 그야말로 편한 일이 아닐까?!
이 게시물은 마지막으로 qugd가 2020-2-23 14:58에 수정했습니다. 보아하니 형제분은 유체 내 황의 분포에 대해 잘 모르는 것 같군요. 티오펜형 황화물은 석유 제품의 일부에 불과하며, 수소화는 총 황 함량을 10ppm 이하로 낮추는 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다.하지만 고압 수소화의 비용은 석유 정제를 잘 모르는 사람들이 생각하는 것만큼 간단하지 않습니다. 비수소화 탈황의 첨단 기술에 대해서는 현재 실용적인 사례가 거의 보고되지 않고 있습니다.
오랜 친구, 고마워!말한 바와 같이, 티오펜형 황의 함량은 적지만, 국IV 기준에서 정한 50ppm의 황 함량에 있어 중요한 “기여 요인”입니다!국Ⅴ 기준(황 10ppm 이하)을 충족시키려면 더 많은 비용과 옥탄가를 희생해야 합니다. 제 개인적인 의견일 뿐, 부족한 점이 있다면 친구분께서 바로잡아 주시기 바랍니다!
이 게시물은 마지막으로 qugd에 의해 2020-2-23 14:59에 수정되었습니다. 피렌의 문제점은 그 안정적인 공액 구조에 있습니다. 이는 벤젠과 유사하게, 6개의 전자로 이루어진 큰 π결합 때문입니다.개방 상태로 두면 강한 산화에 의해 분해되거나, 강한 환원에 의해 포화 상태가 됩니다. 산화는 불가능하므로 오직 환원만이 가능한데, 환원을 위한 가장 효과적인 방법은 고압 수소화입니다.고온 고압 하에서 수소화에 사용되는 촉매는 일반적으로 코발트-몰리브덴형 또는 코발트-몰리브덴-니켈형을 사용하며, 이러한 촉매의 가격은 니켈보다 훨씬 비쌉니다.