석유 시리즈 2편 - 석유제품이란 무엇인가

가스러쉬 당해본 적 있어?

오랜 역사를 갖고있어 우리가 익히 알고 있는 전략 시뮬레이션 게임인 스타크래프트라는 게임에서 자원은 미네랄과 베스핀 가스, 두 가지다. 기본 건물/유닛을 만들기 위해서는 미네랄, 고급 건물/유닛을 만들기 위해서는 미네랄과 베스핀 가스가 필요하다. 초반에 상대방의 기술발전을 방해하기 위해 베스핀 가스 간헐천(Vespene Geyser)에 자신의 건물을 지어 상대방이 가스를 빠르게 채취할 수 없도록 하는 공격 방식을 가스러쉬라고 한다.

테란 / 저그 / 프로토스 각각의 종족마다 베스핀 가스를 채취하는 건물 이름이 다른데, 각각 정제소(Refinery) / 추출장(Extractor) / 융화소(Assimilator)이다. 그 중에서도 인간 종족 테란의 가스 채취 건물인 정제소, Refinery는 실제로 에너지 및 석유산업에서 아주 핵심적인 기능을 수행한다. (스타크래프트는 참 잘 만들어진 게임인 것 같다.) 오늘은 Refinery란 무엇이며 어떤 Output을 만드는지에 대해 알아보도록 하자.

Refinery

스타크래프트가 아닌 현실에서, 정제소라고 불리는 Refinery는 ‘특정 재료를 정제하거나 원자재를 가치있는 제품으로 변환하는 일련의 화학 공학 단위 공정과 단위 작업으로 구성된 생산 시설’이다. (위키) 소금, 설탕, 철, 천연가스 등의 원료(Feedstock)를 Refine하기도 하지만 사실 흔히 말하는 Refinery는 원유를 정제하여 석유제품(연료와 부산물)을 만드는 정유 공장이다.

원유는 어떻게 정제되는가? 기본적으로 끓인다. 원유에는 다양한 성분들이 혼합되어 존재하는데 이 떄 서로의 끓는 점 차이를 이용하여 물질을 분리할 수 있다. 보통 CDU(Crude Distillation Unit)으로 통칭하는 증류탑에 원유를 넣고 끓인다. 그럼 가벼운 물질들이 상단에서 나오고 무거운 물질들은 하단에서 나온다. 대략적인 개념은 아래 그림과 같다.

그림에 나와있는 것처럼 원유를 정제하면 LPG(Liquified Petroleum Gas, 석유 가스), Gasoline(휘발유), Naphtha(납사 혹은 나프타), Jet(항공유)/Kerosene(등유), Diesel(경유), Fuel Oil(선박유), Asphalt(아스팔트) 등이 나온다. 단순히 끓이는 화학 공정 이외에 아주 다양한 공정이 존재하지만 아주 단순하게 보면 열을 통해 분리하는 공정, 촉매를 투입하여 분리하는 공정이 있다. 사실 정유 산업에서 공정의 종류를 구분하는 다양한 기준들(1, 2)이 있지만, 나 역시 아직 공정 부분에 대해서는 완벽하게 알지 못하므로 참고 자료를 참조하면 좋을 것이다.

Refined Products

이렇게 다양한 공정들을 거치면 정제제품(Refined Product) = 석유제품(Oil Product)으로 우리가 흔히 아는 LPG, 휘발유, 등유, 경유 등이 나온다. (항공유(Jet)는 등유(Kero)와 성분상 큰 차이가 없으나 항공 운항을 위해 필요한 가공 작업 후 제품으로 팔리게 된다. 그래서 보통 Jet/Kero 라고 묶어서 부른다.) 기본적으로 석유의 가장 큰 활용처는 연료(Fuel)이며 이로 인해 석유제품은 연료제품(Fuel Product)라고 불리우기도 한다.

1배럴의 원유에서 나오는 석유 제품을 비율로 보면 휘발유가 가장 많고, 그 다음으로 많은 제품은 경유와 항공유이다. 물론 이 비율은 경제성과 수요에 따라서 이 비율은 조정되어왔으며 최근에는 석유화학 산업이 고도화 되면서 Naphtha나 LPG 같은 제품들이 조금씩 더 생산되었던 때도 있었다.

더 빨리 끓여져 상단에서 추출되는 제품들을 Light Distillates, 경질유(輕質油)라 하며 LPG, Naphtha, Gasoline 등이 여기에 속한다. Middle Distillates는 중질유(中質油)로, Kero/Jet, Diesel 등이 여기에 속한다. Heavy Distillates도 중질유(重質油)로 통칭되며 Fuel Oil, Asphalt가 여기에 속한다.

그래서 어쩌라고

오일 시리즈 글을 통해 석유의 개념을 다시 짚어가며 기록하는 것에 의미를 두고자 한다. 그런데 쉽지는 않은 것 같다. 산업에서 권위를 가지는 기관들끼리도 분류 기준이 아주 조금씩 다르기도 하고, 영어 밖에 할 줄 모르는 나는 아랍어나 중국어로 된 자료들을 보기 어려워서 석유에 대한 ‘완벽한’ 글을 쓰기는 어려운 것 같다. 그래도 꾸준한게 중요하니까! 계속 해보자.