[화학공학] 에탄에틸렌 혼성 분리 시스템

1. 서론

에탄과 에틸렌은 석유 화학 산업에서 매우 중요한 원료로서 각각의 역할이 크다. 특히 에틸렌은 폴리에틸렌, 기타 화학 제품의 원료로 사용되기 때문에 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 반면, 에탄은 주로 연료 및 가정용 가스로 활용되며, 이 두 물질은 분리 공정에서 높은 난제 중 하나이다. 이들 혼성 혼합물은 비슷한 몰질량과 끓는점 특성을 갖고 있어 전통적인 분리 방법으로 분리가 어렵다. 예를 들어, 에틸렌의 끓는점은 약 -104°C이고, 에탄은 약 -89°C이지만 이 차이는 희박하여 냉각이나 증기압 차이만으로는 효율적인 분리가 어려운 실정이다. 2020년 기준 글로벌 에틸렌 생산량은 약 1억 4천만 톤에 달했으며, 이는 전체 석유화학 제품 생산의 약 30%를 차지한다. 그러나 이와 동시에 혼합물을 효과적으로 분리하기 위한 기술 개발은 계속되고 있다. 전통적으로는 크래킹 공정을 통해 분리하는 방법이 널리 활용되어 왔으나, 이 방법은 많은 에너지 소비와 비용이 들며, 환경 문제도 제기되고 있다. 이에 따라 에탄-에틸렌 혼성 분리 시스템은 에너지 효율 향상과 비용 절감을 위해 신기술 개발이 중점적으로 이루어지고 있으며, 공정 최…