KR20180007960A - 중유 정제 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중질유(이하, 중유)를 경유로 정제하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 중유를 예열하여 저장하는 예열탱크, 상기 예열된 중유를 제1 첨가제와 교반하여 제1 중유 혼합물을 생성하는 제1 교반탱크, 상기 제1 중유 혼합물을 여과하는 제1 필터 프레스, 상기 여과된 제1 중유 혼합물을 제2 첨가제와 교반하여 제2 중유 혼합물을 생성하는 제2 교반탱크, 및 상기 제2 중유 혼합물을 여과하는 제2 필터 프레스를 포함하여 중유를 예열과정을 통해 유동성을 원활하게 하고, 첨가제와 함께 교반한 다음, 필터링하여 경유를 산출하는 장치에 관한 것이다.

Description

중유 정제 장치 및 그 방법{Heavy oil refinement apparatus and method thereof}

본 발명은 중질유(이하, 중유)를 경유로 정제하는 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 중유를 예열과정을 통해 유동성을 원활하게 하여, 첨가제와 함께 교반한 다음, 필터링하여 경유를 산출하는 장치에 관한 것이다.

사회 및 산업분야에서 없어서는 안될 에너지 원인 석유(이하, 원유)는 그대로 사용할 경우 에너지 효율을 떨어져 분별증류라는 정제 과정을 통해 다양한 형태의 제품으로 생산되어 이용되어 오고 있다.

중유는 원유를 분별증류하여 휘발유, 등유, 중유 등의 각각 산업용에 알맞는 유류를 제조할 때 투입되는 원유의 종류에 따라 일부 차이점이 있을 수 있으나, 일반적으로 투입되는 원유량의 약 30% 내지 50% 정도가 중유로 증류되어 생산된다.

상기 중유는 분별증류 과정에서 먼저 정제된 등유나 경유에 비해 끓는점이 높아 쉽게 연소되지 않아 분무기와 같은 분사수단을 이용하여 작은 입자로 분사하여 대기와 잘 섞은 다음 연소시킬 수 있어 디젤기관의 연료, 화력발전의 연료 및 보일러 가열용으로 발열량과 열효율이 뛰어나고 저장하기에도 용이하여 널리 이용되고 있다.

다만, 중유는 자체적으로 불순물을 다량 함유하고 있어 연소 과정에서 침전물이 발생하여 펌프나 노즐의 분무구멍을 막거나 연소로 인한 황산화물(NOX)에 의한 대기오염의 문제가 발생할 수 있다.

또한, 끓는점이 높아 원유 분별증류과정에서 앞서 분류된 등유나 경유에 비해 증발하기 어려워 쉽게 연소되지 않는 문제점을 가지고 있다.

상기 문제점으로부터 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저장된 유류와 첨가제를 혼합 교반하여 상기 혼합물을 필터링 함으로써 에너지 효율에 차이가 없으면서도 불완전연소로 인한 공해를 억제하고, 고가인 유류에 해당되는 경유를 저유가인 중유를 통해 대체제조를 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치는, 중유를 예열하여 저장하는 예열탱크, 상기 예열된 중유를 제1 첨가제와 교반하여 제1 중유 혼합물을 생성하는 제1 교반탱크, 상기 제1 중유 혼합물을 여과하는 제1 필터 프레스, 상기 여과된 제1 중유 혼합물을 제2 첨가제와 교반하여 제2 중유 혼합물을 생성하는 제2 교반탱크, 및 상기 제2 중유 혼합물을 여과하는 제2 필터 프레스를 포함한다.

또한, 상기 제1 첨가물은 활성탄, 규조토, 질산을 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 첨가물은 석유, 백토를 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 방법으로는 저장탱크로부터 공급되는 중유를 예열하는 예열단계, 상기 예열된 중유를 제1 첨가제와 교반하여 제1 중유 혼합물을 생성하는 제1 교반단계, 상기 제1 중유 혼합물을 여과하여 상기 제1 첨가물을 고체 상태로 분리하는 제1 필터링 단계, 상기 제1 필터링 단계에서 제1 첨가물이 분리된 제1 중유 혼합물의 상태를 확인하는 확인단계, 확인이 완료된 상기 제1 중유 혼합물을 제2 첨가물과 교반하여 제2 중유 혼합물을 생성하는 제2 교반단계, 및 상기 제2 중유 혼합물을 여과하여 상기 제2 첨가물을 고체 상태로 분리하는 제2 필터링 단계를 포함하되, 상기 제1 첨가제는 활성탄, 규조토, 질산을 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 첨가제는 석유, 백토를 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함한다.

또한, 상기 제1 교반단계는, 상기 예열된 중유를 60℃ 내지 90℃ 에서 10분간 교반하는 단계, 상기 교반된 중유에 활성탄을 투입하고 10분간 교반하는 단계, 및 상기 활성탄을 투입한 중유에 규조토 및 질산을 투입하고 10분간 교반하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 교반단계는, 상기 제1 중유 혼합물을 70℃ 내지 90℃ 에서 5분간 교반하는 단계, 상기 교반된 제1 중유 혼합물에 석유를 투입하고 10분간 교반하는 단계, 및 상기 석유를 투입한 제1 중유 혼합물에 백토를 투입하고 40분간 교반하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따른 중유 정제 장치는 적용분야가 제한적인 중유를 정제하여 범용성이 있는 경유를 산출함으로써 원유를 경제적으로 이용할 수 있다.

발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 방법의 시퀸스를 나타내는 모식도이다.
도 2 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치의 평면도이다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치의 요부를 도시한 측단면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치를 통해 산출된 경유의 시험성적표이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, “및/또는”은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다(comprises)” 및/또는 “포함하는(comprising)”은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용하는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석하지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

경유 정제 과정을 개시할 수 있도록 원재료에 해당하는 중유가 저장되는 원료탱크가 배치될 수 있다. 상기 원료탱크는 다량의 중유를 저장할 수 있도록 대규모로 증축될 수 있다. 원료탱크에 저장되는 중유의 품질은 비중이나 점도 등에 따라 벙커 A유, 벙커 B유, 벙커 C유의 세 종류로 구분될 수 있다.

벙커 A유는 경유가 60% 이고 나머지 40%는 잔류유의 구성비를 가질 수 있다. 이때 잔류유는 구성성분중에서 유황을 적은 비율로 포함하고 있는 저유황중유, 유황을 많은 비율로 포함하고 있는 고유황중유로 분류될 수 있으며, 저유황중유는 유황분함유량이 0.5 % 이하인 것을 말하고, 고유황중유는 유황분함유량이 2.0 % 이하인 것을 말하며, 주로 보일러 소형의 내연기관에 사용될 수 있다.

벙커 B유는 경유와 잔류유의 비율이 일대일 또는 일대일과 유사한 구성비를 가질 수 있으나, 국제적으로 대응되는 규격이 전무하고 실질적으로 거의 생산되지 않는다.

벙커 C유는 경유가 10% 이고 나머지 90%는 잔류유의 구성비를 가질 수 있다. 상기 벙커 C유는 잔류유 비율이 높아 상술한 벙커 A유, 벙커 B유에 비해 높은 점도이며, 재강, 대형 보일러, 대형의 내연기관에 사용될 수 있다.

본 발명에서는 점도가 비교적 낮고, 경유 함유량이 높아 정제하기 용이한 벙커 A유를 통해 정제 과정을 수행할 수 있으나 상기 실시예에 제한되지 않으며 다양한 유종의 중유를 사용할 수도 있다.

도 1 을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치의 정제과정은 첫번째로 원료탱크에 원료를 공급할 수 있다. 원료로는 상술한 바와 같이 중유 중에서도 경질유인 벙커 A유가 투입될 수 있다.(S100)

두번째로 상기 원료탱크로부터 예열탱크로 원료인 중유를 이송(S10)할 수 있다. 상기 예열탱크에서 중유는 유동성이 확보되는 온도내에서 가열될 수 있다.(S200)

세번째로 상기 예열탱크로부터 제1 교반탱크로 예열된 중유를 이송(S20)할 수 있다. 상기 제1 교반탱크에서 예열된 중유는 제1 첨가제와 함께 교반되어 제1 중유 혼합물을 생성할 수 있다.(S300)

네번째로 상기 제1 중유 혼합물은 필터 프레스로 이송(S30)할 수 있다. 상기 필터 프레스에서 제1 중유 혼합물에 내재되어 있는 제1 첨가제를 여과할 수 있다.(S400)

다섯번째로 첨가제가 제거된 제1 중유 혼합물은 제2 교반탱크로 이송(S50)할 수 있으며, 상기 이송과정에서 여과된 제1 중유 혼합물의 부유물과 색상등을 육안으로 확인할 수 있다.(S40) 제2 교반탱크에서 제1 중유 혼합물을 제2 첨가제와 함께 교반되어 제2 중유 혼합물을 생성할 수 있다.(S600)

여섯번째로 상기 제2 중유 혼합물을 다시 필터 프레스로 이송(S60)할 수 있다. 상기 필터 프레스에서 제2 중유 혼합물에 내재되어 있는 제2 첨가제를 여과할 수 있다.(S400)

일곱번째로 여과된 제2 중유 혼합물은 저장탱크로 이송(S70)할 수 있으며, 이송된 제2 중유 혼합물은 경유로서 상기 저장탱크에 저장될 수 있다.(S700)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성요소를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치는 중유를 예열하여 저장하는 예열탱크, 상기 예열된 중유를 제1 첨가제와 교반하여 제1 중유 혼합물을 생성하는 제1 교반탱크, 상기 제1 중유 혼합물을 여과하는 제1 필터 프레스, 상기 여과된 제1 중유 혼합물을 제2 첨가제와 교반하여 제2 중유 혼합물을 생성하는 제2 교반탱크, 및 상기 제2 중유 혼합물을 여과하는 제2 필터 프레스를 포함한다.

중유 정제 장치에 공급되는 원료인 중유는 원료탱크(101) 내에 저장될 수 있다.

중유 정제 과정에서 중유는 송유관을 통해 각각의 탱크로 이송될 수 있다. 상기 송유관은 복수개로 중유 정제 장치를 구성하는 각각의 탱크와 탱크간을 이어주는 매개체의 역할을 수행할 수 있으며, 원료탱크(101)와 예열탱크(102)간을 연결하는 제1 송유관(10), 예열탱크(102)와 제1 교반탱크(103)간을 연결하는 제2 송유관(20), 제1 교반탱크(103)와 제1 필터 프레스(104)간을 연결하는 제3 송유관(30), 제1 필터 프레스(104)와 제2 교반탱크(105)간을 연결하는 제4 송유관(40), 제2 교반탱크(105)와 제2 필터 프레스(106)간을 연결하는 제5 송유관(50), 제2 필터 프레스(106)와 저장탱크(107)간을 연결하는 제6 송유관(60)을 포함한다.

송유관은 정제과정을 거치는 중유가 이송되는 통로의 역할을 수행하고, 각각 연결되는 구성요소간에 중유의 이송을 원활하게 할 수 있도록 압력을 부여하는 기어펌프(15,25,35,45,55,65)를 포함하고, 일부 구간에서 상기 송유관을 통과하는 중유의 양을 측정하기 위한 유량계(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 제1 송유관(10)은 원료탱크(101) 및 예열탱크(102)간을 연결할 수 있으며, 상기 제1 송유관(10)을 통해 중유가 예열탱크로 이송될 수 있다. 상기 제1 송유관(10)은 예열탱크(102)로 중유가 원활하게 이송될 수 있도록 압력을 부여하는 제1 기어펌프(15), 및 제1 송유관(10)을 통과하는 중유의 양을 측정하는 제1 유량계(미도시)를 포함한다.

예열탱크(102)는 원료탱크(101)로부터 이송되어오는 중유의 유동성을 높여 첨가물과 잘 희석될 수 있도록 중유의 온도를 높이는 예열과정을 수행할 수 있다. 상기 예열과정을 수행하기 위해 예열탱크의 내부에는 복수개의 막대형상인 전열히터(102a)가 배치될 수 있으며, 상기 전열히터(102a)는 예열탱크 내에 배치되어 고르게 열에너지를 발산할 수 있다.

예를 들어, 중유의 정제과정에서 적절한 유동성을 확보할 수 있도록 예열 온도를 60℃ 내지 90℃ 로 조정할 수도 있으나, 상기 실시예에 제한하지 않으며, 투입되는 중유의 양 또는 기타 환경요건에 따라 상기 예열 온도는 조정될 수 있다.

예열된 중유는 제2 송유관(20)을 거쳐 제1 교반탱크(103)로 이송될 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 송유관(20)은 예열탱크(102) 및 제1 교반탱크(103)간을 연결하여 예열탱크(102)에서 예열된 중유가 이송될 수 있으며, 제1 교반탱크(103)로 예열된 중유가 원활하게 이송될 수 있도록 압력을 부여하는 제2 기어펌프(25), 및 예열된 중유의 양을 측정하는 제2 유량계(미도시)를 포함한다.

교반탱크는 내부에 예열된 중유와 반응하여 경유를 얻을 수 있도록 하는 물질인 첨가제를 투입하여 중유 혼합물을 생성할 수 있다.

상기 첨가제는 제1 교반탱크에 투입되는 활성탄, 규조토 및 질산을 포함하는 제1 첨가제, 제2 교반탱크에 투입되는 석유 및 백토를 포함하는 제2 첨가제를 포함한다.

상기 교반탱크는 예열탱크로부터 예열된 중유에 제1 첨가제를 투입하여 교반하는 제1 교반탱크, 필터 프레스에서 걸러진 중유에 제2 첨가제를 투입하여 교반하는 제2 교반탱크를 포함한다.

또한, 상기 각각의 교반탱크에서 첨가제를 투입하여 교반과정을 완료한 중유 혼합물을 구분할 수 있도록 제1 교반탱크(103)에서 제1 첨가제를 투입하여 교반과정을 완료한 중유 혼합물을 제1 중유 혼합물, 제2 교반탱크(105)에서 제2 첨가제를 투입하여 교반과정을 완료한 중유 혼합물을 제2 중유 혼합물로 둔다.

또한, 교반탱크는 내부로 유입된 중유가 각층으로 분리되어 침전물이 발생하지 않도록 교반기 및 에어콤프레셔를 더 포함한다. 상기 교반기는 몸체의 일측 끝단에 연결되는 로터, 상기 로터의 중단 및 끝단에 배치되는 날개부를 포함하고, 교반탱크의 상측 외면에 배치되어 교반탱크 내부로 유입된 중유를 교반할 수 있다.

도 3 을 참조하면 예시적인 실시예에서 제1 교반탱크(103)의 상측면에 제1 교반기(103a)가 배치될 수 있으며, 상기 제1 교반기(103a)는 몸체의 일측 끝단에 연결되는 제1 로터(103b), 상기 제1 로터(103b)의 중단 및 끝단 상에 배치되는 날개부(103c)를 포함한다. 예열된 중유에 침전물이 발생하지 않도록 상기 교반기(103a)를 통해 동작하는 제1 로터(103b)의 회전력은 350RPM으로 설정될 수 있으나, 상기 실시예에 제한되지 않으며 침전물이 발생하지 않고 교반탱크 내로 투입되는 첨가제가 원활하게 교반되는 범위내에서 상기 로터의 회전력은 변동될 수 있다. 상기 제1 교반탱크(103)와 제2 교반탱크(105)의 내부는 동일하게 구성될 수 있다.

에어콤프레셔(110)는 상기 제1 교반탱크(103)와 일정 간격을 두고 이격하여 배치될 수 있으며, 외부 공기의 흡입을 통해 고압의 압축 공기를 생성하여, 상기 제1 교반탱크(103)와 연결되는 제1 에어 파이프(110a)를 통해 압축 공기를 투입할 수 있으며, 제1 교반탱크(103) 내부의 침전물 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 에어콤프레셔는(110)는 상기 제2 교반탱크(105)와 일정 간격을 두고 이격하여 배치될 수 있으며, 외부 공기의 흡입을 통해 고압의 압축 공기를 생성하여, 상기 제2 교반탱크(105)와 연결되는 제2 에어 파이프(110b)를 통해 압축 공기를 투입할 수 있으며, 제2 교반탱크(105) 내부의 침전물 발생을 억제할 수 있다.

계속해서 도 3 를 참조하면, 제1 교반탱크(103)의 내부로 예열된 중유가 이송됨에 따라 상기 예열된 중유의 유동성을 상실하지 않도록, 상기 제1 교반탱크(103)의 내부에 예열탱크(102)와 동일한 형태로 열을 발산하는 전열히터(103d)가 배치될 수 있다.

상기 제1 교반탱크(103)내에 투입된 중유는 교반 과정을 10분 진행한 후 첨가제를 투입할 수 있다. 첨가제는 예열된 중유와 반응하여 경유를 얻을 수 있도록 하는 물질로 여기서는 제1 교반탱크(103)에 투입되는 활성탄, 규조토 및 질산을 포함하는 제1 첨가제가 투입될 수 있다.

상기 제1 첨가제는 각각의 구성요소를 단계별로 투입하여 교반 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제1 첨가제는 상기 중유 100 중량부 대비 0.3 내지 1.0 중량부로 첨가될 수 있다.

상기 제1 첨가제가 상기 중유 100 중량부 대비 0.3 중량부 미만으로 포함되는 경우, 교반시 미량의 첨가제로 인해 중유에 포함되어 있는 다량의 함유물을 분리하기 어렵게 되고, 상기 함유물로 인해 블랙계열의 컬러를 포함하는 중유의 탁도가 감소하지 않아 양질의 경유를 정제하기 어렵다.

또한, 상기 제1 첨가제가 상기 중유 100 중량부 대비 1.0 중량부를 초과하여 포함되는 경우, 다량의 첨가제로 인해 중유내에 포함되어 있는 함유물 외에 다른 성분과도 반응하여 불순물이 검출되므로 역시 양질의 경유를 정제하기 어렵다.

보다 구체적으로, 상기 제1 첨가제는 활성탄, 질산 및 규조토를 포함할 수 있으며, 상기 활성탄은 상기 제1 첨가제 100 중량% 대비 35중량% 내지 40중량%, 상기 질산은 상기 제1첨가제 100 중량% 대비 15중량% 내지 20중량%, 상기 규조토는 상기 제1첨가제 100 중량% 대비 45중량% 내지 50중량%로 포함될 수 있다.

계속해서 도 2 를 참조하면, 상기 제1 교반탱크(103)에서 교반과정을 마친 제1 중유 혼합물은 제3 송유관(30)을 통해 필터프레스부의 제1 필터 프레스로 이송될 수 있으며, 상기 제3 송유관(30)은 제1 필터 프레스(104)로 제1 중유 혼합물이 원활하게 이송될 수 있도록 압력을 부여하는 제3 기어펌프(35)를 포함한다.

상기 필터프레스부는 내부에 배치되는 유압장치의 압력을 중유 혼합물에 부가하여 중유 혼합물에 내재되어 있는 첨가제 슬러지(Sludge)가 여과포(Filter Cloth)를 통과하면서 액체와 고체가 분리되는 방식을 적용할 수 있다.

한편, 필터프레스부로 이송된 중유 혼합물은 여과판을 통과하면서 첨가제가 분리될 수 있다. 상기 분리된 첨가제는 슬러지의 형태로 여과판의 외면에 형성될 수 있으며, 이후 필터 프레스 내부에 배치된 유압장치의 동작에 따라 압착되어 유분이 제거된 케이크 형태로 배출될 수 있다.

또한, 상기 필터프레스부는 상기 제1 교반탱크(103)에서 혼합된 제1 중유 혼합물에서 제1 첨가제를 거르는 제1 필터 프레스(104), 이후 제2 교반탱크(105)에서 혼합된 제2 중유 혼합물에서 제2 첨가제를 거리는 제2 필터 프레스(106)를 포함한다.

상기 제1 필터 프레스(104)는 제3 송유관을 통해 유입된 제1 중유 혼합물을 내부에 배치되는 여과판(미도시)에 통과시킴과 동시에 압착시켜 제1 첨가제를 제거할 수 있다. 상기 과정을 제1 필터링이라고 하며, 상기 제1 필터링 과정 이후 제1 필터 프레스(104)는 제1 첨가제가 제거된 제1 중유 혼합물을 제4 송유관(40)으로 배출할 수 있다. 이때 제4 송유관(40)이 제2 교반탱크(105)와 연결됨에 따라 제1 중유 혼합물은 제2 교반탱크(105)로 이송될 수 있다.

한편, 상기 제4 송유관(40)은 제2 교반탱크(105)로 제1 중유 혼합물이 원활하게 이송될 수 있도록 압력을 부여하는 제4 기어펌프(45)를 포함하고, 상기 제1 필터 프레스로(104)부터 배출된 제1 중유 혼합물의 상태를 확인할 수 있도록 외면에 확인창(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 확인창을 통해 제1 필터링 과정을 거친 제1 중유 혼합물의 색채와 내재된 침전물등을 육안으로 확인할 수 있다.

상기 제2 교반탱크(105)는 상기 제1 교반탱크(103)와 그 구성이 동일하므로 상세한 설명은 생략할 수 있으나, 투입되는 첨가제는 상이하며, 여기서는 석유와 백토를 포함하는 제2 첨가제가 투입될 수 있다.

상기 제2 첨가제는 상술한 제1 첨가제의 투입과 동일하게 각각의 구성요소를 단계별로 투입하여 교반 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 첨가제는 상기 제1 중유 혼합물 100 중량부 대비 30 내지 31의 중량부로 첨가될 수 있다.

상기 제2 첨가제가 상기 제1 중유 혼합물 100 중량부 대비 30 중량부 미만으로 포함되는 경우, 및 상기 제2 첨가제가 상기 제1 중유 혼합물 100 중량부 대비 31 중량부를 초과하여 포함되는 경우는 상술한 바와 같이, 제1 첨가제의 투입량과 동일하게 30 중량부의 미만일 경우 탁도가 감소하지 않아 양질의 경유를 정제하기 어렵기 때문이며, 31 중량부를 초과할 경우 불순물의 검출로 인해 양질의 경유를 정제하기 어렵기 때문이다.

보다 구체적으로, 상기 제2 첨가제는 석유 및 백토를 포함할 수 있으며, 상기 석유는 상기 제2 첨가제 100 중량% 대비 94중량% 내지 99중량%, 상기 백토는 상기 제2 첨가제 100 중량% 대비 1중량% 내지 6중량% 로 포함될 수 있다.

이후 제2 교반탱크(105)에서 생성된 제2 중유 혼합물은 제5 송유관(50)을 통해 제2 필터 프레스(106)로 이송될 수 있으며, 상기 제5 송유관(50)은 제2 필터 프레스(106)로 제2 중유 혼합물이 원활하게 이송될 수 있도록 압력을 부여하는 제5 기어펌프(55)를 포함한다. 상기 제2 필터 프레스(106)에서 상기 제2 중유 혼합물은 제2 필터링 과정을 수행할 수 있다.

상기 제2 필터링 과정은 상술한 제1 필터링 과정과 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 제2 필터링 과정을 거친 이후 제2 중유 혼합물은 경유와 그 성분이 동일할 수 있으며, 생성된 경유는 제6 송유관(60)을 통해 저장탱크(107)에 저장될 수 있으며, 저장탱크(107)로 경유가 원활하게 이송될 수 있도록 압력을 부여하는 제6 기어펌프(65)를 포함한다.

이하, 본 발명에 따른 구체적인 실험예를 기재하기로 한다. 다만, 본 발명은 하기 기재되는 실험예에 제한되는 것은 아니다.

[실험예]

제1 첨가제를 예열된 중유가 이송된 제1 교반탱크에 투입하여 제1 중유 혼합물을 제조하였다.

구체적으로, 상기 제1 중유 혼합물은 60 내지 90 온도의 중유 1000L 에 침전물이 생기지 않도록 10분간 교반하고, 이후 활성탄 1.3kg 을 투입하여 다시 10분간 교반하고, 이후 질산 500ml 및 규조토 1.5kg 을 투입하고 10분 내지 20분간 교반하여 제1 중유 혼합물을 제조하였다.

교반과정을 마친 제1 중유 혼합물은 제1 필터 프레스로 이송되고, 상술한 제1 필터링 과정에 따라, 상기 제1 필터 프레스 내부에 배치되는 여과판에 제1 첨가물을 필터링하여 제1 첨가제를 제거하였다.

상기 제1 필터링 과정 이후 제1 중유 혼합물은 제2 교반탱크로 이송되고, 이후 제2 첨가제를 제2 교반탱크에 투입하여 제2 중유 혼합물을 제조하였다.

구체적으로, 상기 제2 중유 혼합물은 70℃ 내지 90℃ 온도의 제1 중유 혼합물 1000L 에 침전물이 생기지 않도록 5분간 교반하고, 이후 석유 300L 를 투입하여 다시 10분간 교반하고, 이후 백토 1.3kg 을 투입하고 40분간 교반하여, 제2 중유 혼합물을 제조하였다.

교반과정을 마친 제2 중유 혼합물은 제2 필터 프레스로 이송되고, 상술한 제1 필터링 과정과 동일한 과정인 제2 필터링 과정을 거쳐 제2 첨가제를 제거하였고, 상기 제2 첨가제가 제거된 제2 중유 혼합물은 경유와 동일한 성분을 가지게 된다. 이로써, 본 발명에 따른 경유를 제조하였다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 중유 정제 장치를 통해 생성된 경유의 시험성적표이다.

상기 벙커 A유를 원료로 하여 본 발명의 실시예에 따른 중유 정제 장치를 거쳐 나오게 되는 경유는 디젤엔진 또는 이와 유사한 내연기관의 연료로서 한국석유관리원에서 제정한 경유품질기준에 적합하여야 하며 상기 경유품질기준은 다음 표 1 에 도시하였다.

상기 표 1 에서 등급은 경유를 사용하는 내연기관의 규모에 알맞은 용도를 뜻하며, 항목은 각 등급에 해당하는 경유의 구성성분 및 성능을 뜻한다. 표 1에 도시된 바와 같이 유동점, 동점도, 증류성상, 잔류탄소분, 황분, 회분, 및 세탄 수치를 제외한 대부분의 경유 기준요건은 동일하다.

도 4 를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중유 정제 장치를 통해 제조된 경유는 대부분의 테스트 항목에 있어서 기준치를 만족하여 상술한 표 1 의 등급의 구분없이 내연기관의 연료로 사용할 수 있음을 확인할 수 있었으며 상세한 설명은 생략한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101 : 원료탱크 102 : 예열탱크
103 : 제1 교반탱크 104 : 제1 필터 프레스
105 : 제2 교반탱크 106 : 제2 필터 프레스
107 : 저장탱크 110 : 에어콤프레셔

Claims (6)

1. 중유를 예열하여 저장하는 예열탱크;
   상기 예열된 중유를 제1 첨가제와 교반하여 제1 중유 혼합물을 생성하는 제1 교반탱크;
   상기 제1 중유 혼합물을 여과하는 제1 필터 프레스;
   상기 여과된 제1 중유 혼합물을 제2 첨가제와 교반하여 제2 중유 혼합물을 생성하는 제2 교반탱크; 및
   상기 제2 중유 혼합물을 여과하는 제2 필터 프레스를 포함하는 중유 정제 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 첨가제는 활성탄, 규조토, 질산을 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함하는 중유 정제 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 첨가제는 석유, 백토를 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함하는 중유 정제 장치.
4. 저장탱크로부터 공급되는 중유를 예열하는 예열단계;
   상기 예열된 중유를 제1 첨가물과 교반하여 제1 중유 혼합물을 생성하는 제1 교반단계;
   상기 제1 중유 혼합물을 여과하여 상기 제1 첨가제와 고체 상태로 분리하는 제1 필터링 단계;
   상기 제1 필터링 단계에서 제1 첨가물이 분리된 제1 중유 혼합물의 상태를 확인하는 확인단계;
   확인이 완료된 상기 제1 중유 혼합물을 제2 첨가제와 교반하여 제2 중유 혼합물을 생성하는 제2 교반단계; 및
   상기 제2 중유 혼합물을 여과하여 상기 제2 첨가물을 고체 상태로 분리하는 제2 필터링 단계를 포함하되,
   상기 제1 첨가제는 활성탄, 규조토, 질산을 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함하고,
   상기 제2 첨가제는 석유, 백토를 포함하는 군에서 적어도 하나를 포함하는 중유 정제 방법.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 교반단계는,
   상기 예열된 중유를 60℃ 내지 90℃ 에서 10분간 교반하는 단계;
   상기 교반된 중유에 활성탄을 투입하고 10분간 교반하는 단계; 및
   상기 활성탄을 투입한 중유에 규조토 및 질산을 투입하고 10분간 교반하는 단계를 포함하는 중유 정제 방법.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 교반단계는,
   상기 제1 중유 혼합물을 70℃ 내지 90℃ 에서 5분간 교반하는 단계;
   상기 교반된 제1 중유 혼합물에 석유를 투입하고 10분간 교반하는 단계; 및
   상기 석유를 투입한 제1 중유 혼합물에 백토를 투입하고 40분간 교반하는 단계를 포함하는 중유 정제 방법.
   

Images