석유폐수 정유폐수 처리 정보

석유폐수 정유폐수 처리 인사이트

안녕하세요, 에이알케이 홍보실 전소희 입니다. 이번 시간엔 석유정유에 대한 폐수처리 인사이트를 공유합니다. 석유산업은 아직은 친환경에너지, 재생에너지의 사용률이 높지 않은 관계로 완전 대체되지 않은 에너지 공급산업입니다.

하지만, 미국에선 셰일시추법이 개발되며 셰일오일이 급부상해 산유생산국 1위를 기록하고 역대 최고의 생산량을 나타내고 있습니다.

원유의 분별 증류를 통한 제품은 휘발유, 항공유, 경유, 등유로 운송 연료의 대부분에 사용됩니다. 기타 플라스틱, 제약, 비료, 살충제, 용제의 많은 화학 제품의 원료로 사용될 수 있습니다.

셰일 유는 주로 난방유, 선박용 연료, 철도 용 목재 방부제 등의 화학 약품으로 사용되며 원유와 달리 화학 제품의 원료로는 그다지 사용되지 않습니다.

반면, 셰일 오일의 고비 점 화합물은 등유, 디젤, 제트 연료 등과 같은 중간 유분을 생산하는 데 사용할 수 있으며 추가적인 열 분해에는 저비점 가솔린을 생산해야합니다.

이처럼 원유/셰일오일 등 ‘기름’으로 우리는 산업계 각 분야와 생활용품의 다양한 곳에 에너지와 제품으로 만나볼 수 있습니다. 아직도 여전히 건재한 오일산업은 폐수에 대한 끊임없는 연구와 처리가 필요한 분야입니다.

석유와 신재생에너지, 그리고 석유는 아직도 필요하다

석유고갈에 대한 두려움 때문에 실제로 중동에선 석유를 대체할 다양한 자원에 대한 투자로 수소산업과 풍력산업, 원자력산업에 대한 투자를 아끼지 않는 실정입니다.

이는 곧 에너지산업이 친환경 쪽으로 바뀌며 탄소저감 산업을 목표로 세계 각국이 RE100같은 공통 규약을 목표로 환경에너지 산업의 새로운 패러다임 전환을 목표로 함을 의미합니다.

그러나 석유는 고갈론에 반대하는 다양한 의견이 존재합니다. 예전부터 과학자들이나 지질자원학자들은 석유가 고갈될꺼라 예상했지만, 의외로 새로운 석유원 발굴과 시추를 해도 줄지 않고 계속 나오는 현상 때문에 예상과는 다른 석유의 매장량과 발견량이 늘어나는 상황에 석유고갈론에 대한 반대의견도 존재하고 있습니다.

중요한것은 탄소저감이라는 목표와 가설이 있기에 대체에너지 생산에 주력을 가하는 것은 중요하고, 마찬가지로 폐수처리에 있어서도 물재활용과 폐수처리시 소비되는 에너지를 줄여 탄소저감에 신경써야 한다는 것입니다.

국내에선 석유,정유에 투자하지 않는 대기업이 없을 정도로 석유산업은 고도의 플랜트 기술만 있다면 수요와 공급면에서 반드시 수요가 생기는 분야기에 우리는 환경기술적인 면에서 석유폐수와 정유폐수에 대한 고도처리 방식과 부산물의 활용에 대해서 관심을 가져야 하겠습니다.

그럼 본론으로 들어가겠습니다.

석유정제의 폐수 종류

석유정제업은 원유를 수입후 수입 된 원유를 정제 해 각 추출물과 부산물로 산업군별 제품으로 가공 된 후 유통되어 사용되게 됩니다.

석유 정제플랜트에서 정제되는 과정에서 폐수는 주로 정제시 폐수이며 다음과 같이 분류됩니다.

1. 석유 정제 공정시 발생 폐수
2. 탱크폐수 – 원유저장탱크, 벨러스트
3. 증기발생기
4. 냉각폐수
5. 기타 – 공장생활폐수(사무실,식당 등)

성격상의 분류는 1,2,3,5번의 공정폐수(프로세스폐수)와 4번 냉각폐수입니다.

석유폐수는 주로 유분이 많은 ‘기름폐수’에 해당하며 석유플랜트만의 시설인 원유 증류시설과 탈염탈황, 세정·세척시설 등에서 발생합니다.

기름폐수는 물에 뜨는 성질 때문에 분리는 쉬운 편이나 그 외의 물질은 가압부상/생물처리/모래여과/활성탄 흡착이 사용됩니다.

도표처럼 총 4가지의 처리공정에서 약13종 이상의 물질과 기름유분이 발생합니다.

석유정제의 폐수 처리공정

1차 유수분리 처리 : API, CPI, PPI 등의 유수분리기

앞서말한 바와 같이 정제공정폐수와 냉각폐수가 발생하는 석유정제 폐수는 API, CPI, PPI의 방식으로 유수(기름과 물)을 분리하는 과정을 거칩니다.

유수분리기는 유분, 팜유가 발생되는 석유정제 시설, 폐차, 군수송차량 정비소, 수력발전소, 원자력발전소,케미칼공장, 도장설비, 역사 및 공항 등에 사용됩니다. 1차 처리의 유수분리기에도 탈수를 통한 슬러지 처리가 필요하며 2차처리를 가지는 다소 복잡한 구조를 지니게 됩니다.

유수는 물위에 뜨는 기름의 특성상 어렵지 않으나 위에 말한 약 13종의 물질 때문에 다음과 같은 추가 처리방식이 필요합니다.

2차 처리

▶ 가압부상
▶ 활성슬러지
▶ 모래여과
▶ 활성탄 흡착

석유정제폐수 처리 설명

<그림2>와 같이 API오일세퍼레이터는 150μm(미크론)까지 유분의 기름방울을 제거가능합니다. 폐수에 유화, N헥산, 현탁물 등 <그림1>에 포함된 다른 물질이 있을 땐 다시 가압부상처리(횡류식)를 하게 됩니다.

1. 가압부상 처리는 pH7.5~8.5정도를 목표로 조정되며 알루미늄계 응집제를 사용해 조정.
2. 수산화알루미늄 플록 표면에 유분, 현탁물질을 흡착시킵니다.
3. 플록을 부상분리 : 고분자 응집제 첨가

위와 같은 API공정 + 횡류식 가압부상 처리는 수량이 많은 처리 시설에 사용되며 가압부상조 > 모래 여과탑 > 활성탄탑을 거쳐 처리수는 더 깨끗하게 나옵니다.

CPI의 경우 높은 효율과 소형화로 수량이 적은 설비에 적합하며 60μm(미크론)까지의 유분 제거가 가능합니다. 때문에, 석유정제 플랜트, 발전소 등 수량이 많은 곳엔 API 기타 유분이나 수량이 적은 곳에서는 CPI를 선택 적용하시면 되겠습니다.

석유폐수의 주요성분은 무엇인가요?

공정폐수로는 유분과 암모니아,페놀,황화수소,탄화수소,N헥산,염산,수산화나트륨,인산염,현탁물질 / 공장생활폐수로는 BOD,COD,계면활성제,대장균이 있습니다.

유수분리기의 역할과 종류는 어떻게 되나요?

유수분리기는 API(American Petroleum Institute)의 오일세퍼레이터는 150μm(미크론)까지 제거하는 수량이 많은 시설용과 CPI(Coagulated Plate Intercepter) 오일세퍼레이터는 60μm의 수량이 적은곳에 사용됩니다.

석유폐수의 API 공정 플로우를 알려주세요

상기 이미지처럼 1차 처리의 유수분리 단계와 2단계의 가압부상조를 통한 13종 이상의 폐수처리를 하는 방식으로 진행됩니다.

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