원유를 정유하면 무엇이 나오나? 휘발유·경유·등유부터 아스팔트·황·코크스까지 정유 부산물 활용 총정리

원유를 정유하면 무엇이 나오나? 휘발유·경유·등유부터 아스팔트·황·코크스까지 부산물 활용 총정리

원유(크루드 오일)를 정유하면 “끓는점 차이로 분리되는 유종”과 “전환공정/정제공정으로 만들어지는 고부가 제품”이 함께 나옵니다. 이 글에서는 분별증류 → 전환공정 → 정제·블렌딩 순서로, 어떤 유종이 추출되는지와 남는 부산물이 어디에 쓰이는지를 체계적으로 정리합니다.

 

원유를 정유하면 무엇이 나오나?

 

I. 정유를 한 줄로 요약하면?

정유는 원유를 끓는점(비등점) 차이로 분리한 뒤, 무거운 분획은 전환공정으로 쪼개어 더 비싼 제품으로 만들고, 마지막으로 불순물(특히 황)을 제거하고 옥탄가·세탄가 같은 성능을 맞춰 블렌딩해 출고하는 과정입니다.

 

핵심 3단계
① 분별증류(물리적 분리) → ② 전환공정(무거운 걸 경질화) → ③ 정제·블렌딩(규격 맞춤)

 

II. 1차 분별증류로 나뉘는 대표 유종

정유사/원유 종류에 따라 구간 경계는 조금씩 다르지만, 기본적으로 “가벼운 것부터 무거운 것까지” 아래처럼 분리됩니다.

 

분류(컷)	대표 유종	특징	주요 활용
가스 계열	LPG 원료(프로판/부탄), 수소 등	가장 가벼운 성분	취사·난방·차량 연료(LPG), 탈황 공정용 수소
나프타	Naphtha	휘발성 강한 경질 액체	석유화학 핵심 원료(에틸렌/프로필렌), 일부 휘발유 블렌딩
휘발유 범위	Gasoline-range	옥탄가·환경규격 맞춤 필요	자동차 휘발유(개질/알킬화/이성화 후 혼합)
등유/항공유 범위	Kerosene / Jet fuel	연소 안정성, 저온 특성 관리 중요	난방용 등유, 항공유(Jet A/Jet A-1 등)
경유/가스오일	Diesel / Gas Oil	세탄가, 황 함량, 저온 유동성 중요	자동차/산업용 경유(탈황 등 처리 후 출고)
중질유	Heavy Gas Oil, Fuel Oil	그대로 쓰거나 전환공정으로 보냄	선박·산업 연료, 또는 FCC/하이드로크래킹 원료
잔사유(바텀)	Residue / Vacuum Residue	가장 무거운 분획	아스팔트, 코킹 원료(코크스), 선박연료 등 출발점

포인트: “바로 휘발유/경유가 되는 건 아니다”

분별증류로 나뉜 유종은 그 자체로 최종 제품이 되기 어렵고, 대개 뒤 공정에서 황 제거, 옥탄가/세탄가 조정, 혼합(블렌딩)을 거쳐 규격에 맞춰 출고됩니다.

 

III. 무거운 걸 가볍게: 전환공정(FCC·하이드로크래킹·코킹)

원유에는 무거운 성분이 꽤 많습니다. 정유사는 이 무거운 분획을 “잘게 쪼개서” 더 비싼 제품(휘발유·경유·항공유 등)으로 바꿉니다.

 

FCC(유동촉매분해)

• 무거운 가스오일 → 휘발유 성분 + 프로필렌 등
• 정유와 석유화학을 잇는 대표 공정
• 가솔린 수율을 크게 늘리는 역할

하이드로크래킹(Hydrocracking)

• 수소를 넣어 분해 → 경유/항공유급 고품질 생산에 강점
• 황 제거 효과도 동반되는 편
• 깨끗한 디젤(저유황) 생산에 유리

코킹(Coking)

• 매우 무거운 잔사유를 열로 분해
• 일부는 나프타/가스오일로 전환
• 고체 탄소질인 석유코크스가 부산물로 남음

왜 전환공정이 중요할까?

• 무거운 분획은 가격이 낮은 경우가 많음
• 전환공정은 “저가 → 고가”로 바꾸는 수익 레버
• 환경규제·수요 변화에 따라 중유 비중을 줄이는 흐름

 

IV. 규격에 맞추는 정제/개질/블렌딩(탈황·옥탄가·세탄가)

여기부터가 “최종 상품화” 단계입니다. 같은 유종이라도 규격을 맞추지 못하면 판매가 어렵기 때문에 정유사는 성능·환경 기준을 맞춰 제품을 만듭니다.

1. 탈황/수소처리(HDS): 황을 빼는 공정

황(S)은 연소 시 황산화물(SOx)을 유발하고, 촉매 공정에도 악영향을 주기 때문에 법규로 제한됩니다. 그래서 경유·등유·중질유까지 폭넓게 수소로 처리해 황을 제거합니다.

2. 휘발유 품질: 옥탄가를 맞추는 공정들

개질(Reforming)

• 저옥탄 성분을 고옥탄 성분으로 전환
• 휘발유 블렌딩에 중요한 고옥탄 성분 확보

이성화/알킬화

• 가솔린의 연소 특성·노킹 저항을 개선
• 최종 휘발유 “성능 맞춤”에 기여

3. 디젤 품질: 세탄가·저온 유동성·청정성

경유는 “잘 점화되는 성질(세탄가)”, 추운 날씨에서의 흐름(저온 유동성), 그리고 황 함량 같은 규격이 중요합니다. 따라서 탈황과 함께 다양한 블렌딩을 통해 시장/계절 규격에 맞춰 출고됩니다.

 

블렌딩(혼합)이 곧 제품 설계
휘발유·경유·항공유는 단일 스트림이 아니라 여러 성분을 섞어 “옥탄가/세탄가/증기압/저온성/황 함량” 등을 맞춘 결과물입니다.

 

V. 아스팔트 등 부산물은 어디에 쓰이나?

“정유 부산물”은 남는 찌꺼기가 아니라, 별도의 시장을 가진 제품군입니다. 대표적으로 아래 항목들이 있습니다.

 

1. 아스팔트(비투멘)

• 원료: 잔사유(Residue)를 산화/블렌딩 등으로 성상 맞춤
• 용도: 도로 포장, 방수시트, 지붕재, 코팅

2. 윤활기유(Base Oil)

• 원료: 특정 중질 분획을 정제·수소처리·탈왁스 등으로 제조
• 용도: 엔진오일/산업용 윤활유의 기반

3. 왁스(파라핀·마이크로크리스탈린)

• 원료: 기유 제조 과정에서 분리되는 왁스 성분
• 용도: 양초, 포장 코팅, 화장품, 공정 보조재

4. 석유코크스(Petroleum Coke)

• 원료: 코킹 공정에서 남는 고체 탄소질
• 용도: 시멘트/발전 연료(등급별), 고품질은 전극 등 금속 산업

5. 황(Sulfur)

• 원료: 탈황 과정에서 나온 황화수소(H₂S) 회수
• 용도: 비료(황산 등), 화학 원료, 산업용

6. 석유화학 원료(고부가 축)

• 나프타/LPG/FCC 부산물 → 에틸렌/프로필렌 등
• 플라스틱(PE/PP), 합성섬유, 합성고무 등으로 확장

정유-석유화학 통합이 강할수록 유리한 이유

나프타·LPG·FCC 산출물을 석유화학으로 연결하면, 유가/수요 변동에도 수익 구조가 분산되는 효과가 있습니다. 그래서 많은 정유사가 석유화학과 “콤플렉스(복합화)” 형태로 운영됩니다.

 

VI. 정유 산출물 한 장 요약

아래 흐름만 기억하면 정유 산출물 구조가 깔끔하게 잡힙니다. 원유 → 분별증류 → 가스/LPG 나프타 휘발유 범위 등유·항공유 범위 경유(가스오일) 중질유 잔사유 → 전환공정(FCC/하이드로/코킹) → 탈황·개질 → 블렌딩 → 최종 제품(휘발유·경유·항공유 등)

 

정유의 결론
“가볍게 분리 → 무거운 것은 쪼개서 업그레이드 → 규격 맞춰 섞어 출고 → 남는 부산물도 산업적으로 100% 활용”

 

VII. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1. 원유에서 ‘그대로’ 휘발유/경유가 많이 나오나요?

원유 자체에 휘발유·경유 범위 성분이 포함되긴 하지만, 시장 규격(환경/성능)을 맞추려면 대개 전환공정과 정제·블렌딩을 거쳐야 합니다. 특히 휘발유는 옥탄가 맞춤이 중요합니다.

Q2. 등유와 항공유는 같은 건가요?

둘 다 등유 범위(Kerosene-range)에서 나오지만, 항공유는 동결점·불순물·연소 특성 등 관리가 더 엄격하고 품질 기준이 높아 별도로 생산/관리되는 경우가 많습니다.

Q3. 아스팔트는 ‘찌꺼기’인가요?

잔사유에서 출발하는 “무거운 제품”인 건 맞지만, 도로/방수 산업에서 필수적인 재료입니다. 정유 부산물은 버리는 게 아니라 별도의 제품군으로 가치가 형성됩니다.

 

 

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VIII. 마무리

정유는 단순히 “원유를 끓여서 나누는 작업”이 아니라, 전환공정으로 고부가 제품을 만들고 정제·블렌딩으로 규격을 맞추며, 동시에 아스팔트·윤활기유·왁스·황·코크스 같은 부산물까지 산업적으로 활용하는 종합 제조 공정입니다.