Coal to Naphtha vs Coal to Olefin (석탄기반 납사/올레핀 공정 비교)

Coal to Naphtha (석탄에서 납사 생산)

(1) 석탄 → 합성 가스 (Syngas / 일산화탄소CO와 수소H2의 혼합물 상태) → 합성 원유

  • 석탄에 고온/고압을 가하여 합성가스 생성
  • 합성가스를 피셔-트롤시(Fischer-Tropsch) 공정을 거쳐서 액체상태의 합성 원유 생성

※ Fischer – Tropsch 공정: CO와 H2의 혼합상태인 합성가스를 촉매(철/코발트 등) 통해 화학적으로 결합 (탄소체인 형성)

(2) 합성 원유를 정유하여 납사/연료유 생산

(3) 납사는 Cracking을 통해 올레핀/방향족 모두 생산 가능하나, 실질적으로는 연료유를 만드는 것이 주요 목표이며, 여기서 납사는 부산물로 볼 수 있음

Coal to Olefin (석탄에서 올레핀 생산)

(1) 석탄 → 합성가스 (Syngas)

(2) 메탄올 합성 (합성가스를 촉매를 통해 메탄올로 변환)

(3) 제올라이트(Zeolite) 촉매를 통한 물(H2O) 제거

  • 메탄올(CH3OH)에서 물(H2O)를 제거하여 에틸렌(C2H4)과 프로필렌(C3H6)으로 변환
  • 이때, 반응조건/촉매를 조절하여 에틸렌를 더 뽑을지(MTO), 프로필렌을 더 뽑을지(MTP) 결정

1. Coal to Naphtha

[Process Flow]

  • Step 1: Gasification
    • Coal is subjected to high temperature and high pressure to produce Syngas (a mixture of CO and H2).
  • Step 2: Fischer-Tropsch (F-T) Synthesis
    • Syngas undergoes the [Fischer-Tropsch process], where CO and H2 are chemically combined using catalysts (such as Iron or Cobalt) to form long carbon chains, resulting in Synthetic Crude (Syncrude) in liquid form.
  • Step 3: Refining & Production
    • The synthetic crude is refined to produce Naphtha and various fuel oils (Diesel, Kerosene, etc.).

[Key Characteristic]

  • While Naphtha produced via this route can be cracked to yield both olefins and aromatics, the primary objective of this process is typically the production of liquid fuel oils. In this context, Naphtha is essentially considered a by-product.

2. Coal to Olefins

[Process Flow]

  • Step 1: Gasification
    • Coal is converted into Syngas (CO + H2).
  • Step 2: Methanol Synthesis
    • Syngas is converted into Methanol (CH3OH) through catalytic synthesis.
  • Step 3: MTO/MTP Reaction (via Zeolite Catalyst)
    • Water (H2O) is removed from the Methanol using a Zeolite catalyst to convert it directly into Ethylene (C2H4) and Propylene (C3H6).

[Key Characteristic]

  • The process allows for production control: by adjusting reaction conditions and catalyst types, producers can decide whether to maximize Ethylene (MTO – Methanol-to-Olefins) or Propylene (MTP – Methanol-to-Propylene) yields.