석유에서 각종 기름을 분리하는 것은 어떤 과학덕 원리인가요?
문득 궁금해 지는데 석유에서 각종 기름을 추출해서 분류를 하늗데 이런 분류가 가능하게 하는 과학적 근거는 무엇인지 어떤 원리인지 궁금해요
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
석유정제란 원유를 증류하여 각종 석유제품과 반제품을 생산하는 것을 말하며 이를 정유(oil refining)라고도 부른다. 원유의 주성분은 탄소와 수소의 화합물인 탄화수소이며 이 밖에 황, 질소, 산소 등의 화합물이 소량 함유되어 있다. 탄화수소는 그 분자를 구성하는 탄소원자와 수소원자의 수나 연결되는 모양에 따라 성질이 달라져 메탄, 프로판, 벤젠 등 여러 가지 종류로 구분된다. 원유의 주성분인 탄화수소는 증류에 의해 분리시킬 수가 있다. 즉, 이 탄화수소들의 각기 끓는점이 다른 특성을 이용하여 증류공정을 통해 원유에서 휘발유, 등유, 경유 등 주요 성분을 분리하여 뽑아낸다.
출처:대한석유협회
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
석유를 증유 시키는 과정에 온도별로 추출되는 기름이 다른 점을 이용한 것입니다. 온도가 가장 높은 제조단계에서 가장 순수한 기름을 얻을 수 있고 가장비싸죠.
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.
석유에서 다양한 유형의 기름을 추출하고 분류하는 과정은 정유 공정을 통해 이루어집니다. 이 과정의 과학적 근거는 주로 물질의 끓는점 차이에 기반합니다. 정유 공정에서 사용되는 주요 방법은 분별 증류입니다.
분별 증류의 원리
분별 증류는 석유를 구성하는 다양한 탄화수소 화합물이 각기 다른 끓는점을 가진다는 성질을 이용합니다. 석유는 수백 가지 다른 탄화수소 화합물로 이루어져 있는데, 이들 각각은 끓는점이 달라서 열을 가하면 서로 다른 온도에서 기화합니다. 분별 증류 과정에서 석유를 가열하면, 가장 낮은 끓는점을 가진 화합물부터 순차적으로 기화하여 증기 상태가 됩니다. 이 증기들은 분별탑 내에서 서로 다른 높이에서 응축되며, 이를 통해 다양한 유분으로 분리됩니다.
분별탑
분별탑은 바닥에서 가열된 석유 증기가 올라가는 긴 기둥입니다. 탑은 상단으로 갈수록 온도가 낮아지며, 각각의 화합물은 자신의 끓는점에 해당하는 온도에서 액체로 응축됩니다. 이렇게 해서, 분별탑의 다양한 높이에서 가솔린, 디젤, 연료유, 윤활유, 아스팔트 등과 같은 다양한 석유 제품을 분리할 수 있습니다.
정유 공정의 추가 단계
분별 증류 후에도, 얻어진 석유 제품은 종종 추가적인 처리 과정을 거칩니다. 예를 들어, 크래킹은 더 큰 탄화수소 분자를 더 작고 가치 있는 제품으로 분해하는 과정입니다. 개질, 수소첨가, 탈황과 같은 다른 공정도 제품의 품질을 개선하고 환경 규제를 충족하기 위해 사용됩니다.
결론
정유 공정은 화학적 원리와 물리적 성질(특히 끓는점 차이)을 이용하여 석유로부터 다양한 제품을 추출하고 분류합니다. 이 과정은 현대 사회의 다양한 에너지 요구와 산업 응용을 충족시키기 위해 필수적입니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
석유에서 각종 기름을 추출하고 분류하는 과정은 끓는점 차이를 이용하는 증류라는 과학적 원리에 기반합니다. 석유는 다양한 탄화수소 화합물로 구성되어 있으며, 각 화합물은 끓는점이 다릅니다. 석유를 가열하면 끓는점이 낮은 화합물부터 순서대로 증발하고, 이 증기를 응축하여 각종 기름을 얻습니다.
안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.
석유에서 각종 기름을 추출하고 분류하는 과정은 화학적인 원리를 기반으로 합니다. 석유는 다양한 화학 물질로 이루어져 있으며 이 중에서 우리가 사용하는 다양한 기름은 석유의 일부분을 분리해내는 과정을 거쳐 추출됩니다.
이 과정에서 가장 중요한 원리는 증류(증발과 응축)입니다. 석유는 다양한 온도에서 증발하며 각각의 화학 물질은 증발하는 온도가 다릅니다. 따라서 적절한 온도에서 증발시키면서 각각의 화학 물질을 분리해낼 수 있습니다. 예를 들어 석유의 화학 물질 중에서 분자 구조가 비슷한 물질들은 함께 증발하여 분리가 어려울 수 있습니다. 이때는 화학적 반응을 이용하여 분자 구조를 변화시키거나 다른 화학 물질과의 상호작용을 이용하여 분리할 수 있습니다.
석유에서 추출된 각종 기름은 다양한 성질을 가지고 있기 때문에 이를 분류하는 과정도 중요합니다. 이때는 화학적 성질을 이용하여 분류하거나 물리적인 방법을 사용하여 분리할 수 있습니다. 이를 통해 우리가 사용하는 다양한 기름을 추출할 수 있습니다. 감사합니다.
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안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 석유 속에는 다양한 물질이 섞여 있습니다. 그중에는 별로 값어치가 없고 독성이 있는 물질도 있는 반면 상당한 가치를 지닌 물질도 있습니다. 이 때문에 유전에서 석유를 채굴하여 우리가 사용하는 연료의 형태로 유효한 부분을 분리하기 위한 여러 단계의 공정을 거쳐야 합니다.
중요한 분리 방법의 하나가 바로 ‘증류’입니다. 증류는 고순도의 제품을 비교적 저비용으로 제조하는 방법으로 이와 같은 장점 때문에 석유산업은 증류법을 채택하여 사용합니다. 정유공장에서 하늘을 향한 탑들이 바로 증류탑입니다. 이러한 분별 증류의 역사는 본격적으로 석유를 사용하기 시작하던 바로 그때부터 시작되었습니다.
원유는 수많은 종류의 화합물이 한데 뒤섞인 혼합물입니다. 따라서 원유에서 유용한 성분을 얻으려면 혼합물을 분리해야 합니다. 이때 사용하는 방법이 바로 ‘분별증류’입니다. 물질마다 분자의 질량과 결합력에 따라 끓는점이 다르다는 원리를 응용한 방법입니다. 액체 상태의 원유를 가열해 서서히 온도를 높이면 휘발유처럼 가볍고 결합력이 약한 성분이 먼저 기체로 변해서 분리되고, 중유처럼 무거운 성분은 나중에야 기체가 됩니다. 이들을 각각 따로 모아서 다시 식히면 액체 상태의 휘발유와 중유를 얻는 방식입니다.
원유를 분별 증류할 때는 우선 채굴해 온 원유에서 소금기와 수분을 제거한 후 원유 탱크에 넣습니다. 여기서 원유에 열을 가해서 거대한 분별증류탑으로 보냅니다. 분별증류탑에 원유가 주입되면 우선 가장 낮은 온도에서 분리될 수 있는 가장 가벼운 성분인 LPG가 나옵니다. 뒤이어 차례대로 휘발유, 나프타, 등유, 경유, 중유를 얻으며 마지막에 남는 잔류물로 아스팔트를 만듭니다. 이때 온도는 400도 이상으로 올리지 않습니다. 이보다 온도가 높으면 원유에 포함된 물질의 성질이 변해버리거나 폭발할 위험이 있기 때문입니다.
그런데 온도 제한 때문에 400도에서도 기체가 되지 않아 증류탑 아래쪽에 남은 잔류물, 즉 하부생성물에는 여전히 적지 않은 고부가가치 물질들이 분리되지 않은 채 남을 수 있습니다. 따라서 원유를 정제할 때는 하부생성물을 분리하는 ‘감압증류’ 공정을 추가로 거칩니다. 감압증류는 증류탑의 압력을 대기압(상압)보다 낮춘 상태(감압)에서 진행됩니다. 물질은 낮은 기압인 상태에서는 끓는점이 낮아집니다. 대기가 물질 표면을 누르는 힘이 약해지므로 적은 에너지로도 물질 표면에서 분자가 분리되어 나오는 것입니다. 따라서 하부생성물을 대기압의 10%에 채 미치지 못하는 약 75mmHg의 압력을 지닌 ‘진공탑’으로 보내면 400도보다 낮은 온도에서도 추가로 하부생성물에 섞인 물질을 분리할 수 있습니다. 이 과정에서 휘발유, 경유, 화학공업의 원료들처럼 값비싼 물질을 추가로 얻을 수 있습니다. 이처럼 하부생성물을 한번 더 분리하는 진공탑은 탑 안쪽의 압력 변화를 최소화하기 위해 증류탑보다 짧고 두껍습니다. 전형적인 분별 증류탑은 하루에 약 2만 5천 배럴의 원유를 분리할 수 있습니다.
출처 : 에너지정보문화재단 - [스토리] 에너지 패러다임(3) 분별증류로 현대화된 석유
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
석유에서 다양한 유분을
분류하는
과정을 정유라고 하며 이는
주로 증류라는 과정을 통해
이루어집니다
증류는 석유를 구성하는 다양한
수소화합물이
기 다른 온도에서
끓는다는 점을 이용하는 것입니다
석유를 정유소의 증류탑에 넣고
가열하면
그 온도에 따라 다양한
끓는점을 가진 성분들이 기체로
변합니다
이 기체들은 증류탑 내에서
서로 다른 높이에서 다시 액체로
응축되는데 이를 분별 증류라고
합니다
가벼운 성분들 예를 들어
가솔린이나 키로신은 증류탑의
상단에서 응축되고 무거운
성분들
예를 들어 디젤이나
윤활유는 하단에서
응축됩니다
이렇게 분리된 각각의 액체는
다시 처리 과정을 거쳐 순도를
높이고 불순물을 제거한 뒤에
최종 제품으로 변환됩니다
이 과정은 물리적 성질의 차이를
이용하기 때문에 추가적인
화학적 변환 없이도 다양한
석유 제품을 얻을 수 있게
합니다
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안녕하세요. 박성학 과학전문가입니다.
원유를 버너를 이용하여 끓이는데
이 끓는 온도에 따라 중유, 경유, 등유, 나프타, 휘발유, 액화석유가스 순으로 분류가 됩니다
안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.
석유에서 각종 기름을 추출하고 분류하는 과정은 정제라고 불립니다. 정제 과정은 석유에 포함된 다양한 탄화수소 화합물의 끓는점 차이를 이용하는 분별 증류라는 과학적 원리에 기반합니다.1. 석유의 구성
석유는 다양한 크기와 구조를 가진 탄화수소 화합물로 구성된 복합 혼합물입니다. 탄화수소 화합물은 탄소와 수소 원자로 이루어져 있으며, 분자량과 구조에 따라 끓는점이 다릅니다. 일반적으로 분자량이 클수록 끓는점이 높아집니다.
2. 분별 증류 과정
석유는 증류탑이라는 높은 탑에 가열되어 기화됩니다.
각 탄화수소 화합물은 끓는점에 따라 증류탑 내부에서 서로 분리됩니다.
끓는점이 낮은 가솔린은 가장 먼저 증발하고, 휘발유, 항공유, 경유, 중유, 윤활유 등 끓는점이 높은 기름들은 순서대로 증발합니다.
각 기름들은 증류탑에서 나온 후 응축되어 각각 저장됩니다.
3. 분류 기준
석유에서 추출된 기름들은 끓는점, 밀도, 점도, 화학적 성질 등을 기준으로 분류됩니다.
끓는점: 가솔린, 휘발유, 항공유, 경유, 중유, 윤활유 등
밀도: 가벼운 기름, 무거운 기름
점도: 묽은 기름, 걸쭉한 기름
화학적 성질: 포화 탄화수소, 불포화 탄화수소, 방향족 탄화수소
4. 정제 과정의 중요성
정제 과정을 통해 석유는 다양한 용도로 사용될 수 있는 유용한 기름들로 분리됩니다. 정제 과정 없이는 석유를 효율적으로 활용할 수 없습니다.
안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.
원유를 분리해서 휘발유, 경유, 등유등으로 사용이 가능한 이유는 각각의 끓는 점이 다르기 때문에
이 특성을 이용하여 분별증류를 통해 분리 하는 것입니다.
안녕하세요. 정연곤 과학전문가입니다.
석유의 분리는 증류에 의해 이루어 집니다.
이는 석유의 다양한 성분들의 다양한 끓는점을 이용하여 분리하는 원리 입니다.
안녕하세요. 김찬우 과학전문가입니다.
석유가 나오기 전 상태를 원유 라고 합니다. 최초 땅속에서 채취되는 것이 바로 이 원유 인데 원유에서 정체 과정을 통해 우리가 사용하는 석유를 얻을 수 있습니다. 원유 상태에는 여러가지 불순물이 있게 때문에 여러과정을 거쳐 석유를 정체하게됩니다. 가장 기본적인 방법은 끓이는 것 입니다. 원유를 가열하여 끓이게 되면 물질별로 증발을 하게 되는데 재료별로 끓는점(비등점)이 달라 분순물을 거르고 원류에서 석유 등을 체취하게 됩니다. 석유 뿐 아니라 등유, 경유, 아스팔트 등도 얻어 낼 수 있습니다. 과학적 원리는 끓는점을 활용해서 원유에서 채취한다가 결론이 되겠습니다
그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다. 추가로 궁금하신 사항이 있으시면 언제든지 댓글달아주시면 답변 드리겠습니다:)
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다. 석유에서 각종 기름을 분리하는 과정은 증류(distillation) 과정을 통해 이루어집니다. 석유의 다양한 성분들은 서로 다른 끓는점을 가지고 있기 때문에, 증류탑을 통해 석유를 가열하여 각 성분을 분리해내는 원리입니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
석유 기름을 추출하고 분류하는 많은 방법 중 하나는 정제 과정입니다. 정제는 석유에서 불순물을 제거하고, 구성 성분을 분리하거나 변형시키는 과정입니다. 이러한 과정에서 다양한 원리와 기술이 사용됩니다.
일반적으로, 석유 분류는 다음과 같은 원리에 기반합니다:
끓는점(분자량) 차이: 석유는 다양한 유기 화합물로 이루어져 있으며, 각 화합물은 특정한 끓는점 범위를 가지고 있습니다. 정제 과정에서 석유를 열분해하고 증발시키면, 끓는점이 다른 화합물들이 분리됩니다. 이를 이용하여 석유를 분류할 수 있습니다.
분자 구조: 각 기름은 자신만의 특정한 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 화학적 성질과 물리적 성질에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 포화 탄화수소(알칸)와 불포화 탄화수소(알켄, 알킬 벤젠) 등은 다른 분자 구조를 가지고 있으며, 이를 통해 서로 다른 기름으로 분류할 수 있습니다.
화학천이: 석유의 화학적 구성에 따라 양, 질 및 비율이 다른 화합물들을 생성할 수 있습니다. 화학적 반응을 통해 석유를 변형시키고 분류하는 방법도 있습니다. 예를 들어, 크랙킹(cracking)은 분자를 분해하여 원하는 유형의 기름을 생성하는 화학적 반응입니다.
안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.
석유에서 각종 기름을 분리하는 과정은 증류라는 과학적 원리를 활용합니다. 이 과정은 석유의 다양한 성분들을 분리하여 순수한 기름을 얻는 방법입니다.
증류는 물질의 끓는 점의 차이를 이용하여 분리하는 방법입니다. 석유는 다양한 성분들로 이루어져 있으며, 각 성분들은 서로 다른 끓는 점을 가지고 있습니다. 증류탑이라는 장치를 사용하여 석유를 가열하고, 끓는 점이 다른 성분들을 순차적으로 분리합니다. 이렇게 분리된 순수한 기름은 다양한 용도로 활용됩니다.
증류는 석유 정제 과정에서 중요한 역할을 하며, 다양한 기름 제품을 생산하는데 필수적입니다.
