02. OIL&GAS SYSTEM AND PROCESS
화공플랜트의 공정
이 글은 브런치북 "화공플랜트 EPC 엔지니어링"을 아마존에 출간하기 위하여 AI 도움을 받아 영문으로 번역한 내용입니다. 보완한 원문을 한글 서적으로도 출간하기 위해 영어 번역본 아래에 함께 올립니다.
OIL & GAS SYSTEM
In the previous chapter, we briefly introduced the processes of an Oil & Gas Plant. In reality, however, each stage involves numerous systems and processes, many of which are highly complex and require advanced technical expertise. It would be impossible to explain or fully understand all of them here.
That said, in order to grasp the fundamentals of an Oil & Gas Plant, it is important to at least know what kinds of systems and processes exist. In this chapter, we will summarize the most common systems and their purposes. For professionals already working in the industry, this may seem very basic. But for newcomers or those outside the field, this overview will provide a useful foundation for understanding EPC projects. For deeper study, specialized technical references are recommended.
Broadly speaking, Oil & Gas Plants are divided into two categories:
Process Systems, which handle the production and treatment of oil and/or gas.
Utility Systems, which supply essential resources such as water and air to support production.
Note that system names may vary depending on the project, but their functions remain essentially the same.
PROCESS SYSTEMS
Separation
Fluids extracted from a well are not pure gas; they typically contain a mixture of oil, gas, and water. The separation process divides these into their respective components.
UTILITY SYSTEMS
Power Generation System
Turbines and generators that produce electricity required for plant operations.
**The rest of this chapter is omitted for the final publication.**
OIL & GAS SYSTEM
앞에서 Oil & Gas Plant의 공정을 아주 간단하게 설명하였지만 단계마다 수많은 시스템(System)과 공정(Process)들이 있습니다. 이 시스템은 또한 각각 매우 복잡한 공정을 가지고 있으며, 대부분 고도의 전문성이 요구되는 과정이기에 여기서 이 모든 시스템을 설명하거나 이해하는 것은 불가능합니다. 하지만 Oil & Gas Plant를 이해하려면 어떤 시스템과 공정이 있는지 정도는 꼭 알아야 하기에, 여기서는 가장 많이 사용하는 시스템의 종류와 용도만 간략히 정리하겠습니다. 화공플랜트 분야에 종사하는 분들에게는 아주 기초적이 내용일 수 있으나 이 분야가 아니거나 새로 입문하는 분들께서는 이 정도만 알아도 EPC 프로젝트를 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 더 깊은 내용은 전문 서적을 참조하시면 되겠습니다.
화공플랜트에서는 보통 유체(Oil and/or Gas)의 처리 및 생산과정을 Process System, 그리고 생산과정에 필요한 Water나 Air 등을 공급하기 위한 Utility System으로 구분합니다. 참고로 각 시스템은 프로젝트에 따라 이름이 다른 경우도 있으나 용도는 같으므로 개념을 이해하는 데 문제는 없을 것입니다.
원유의 분리 공정(CDU, Crude Distillation Unit)에 대해서는 인터넷에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다.
PROCESS SYSTEM
Separation(분리 공정)
Well을 통해 뽑아 올린 유체(천연가스를 생산하면 순수한 Gas만 나오는 것이 아니라 Oil, Water와 섞여있습니다.)를 Oil과 Gas 그리고 Water로 분리하는 공정
Dehydration(제습 공정)
분리공정에서 분리된 Gas에 포함된 습기를 제거하는 공정
Gas Treat & Compression(가스 처리 및 압축공정)
Gas를 목적지로 송출하기 전에 압력을 높이기 위해Compressor로 가압하는 공정
Condensate Storage
분리된 Oil을 저장용 Tank에 저장 후 목적지로 운송
Export(운송)
가압된 Gas를 Export Pump를 사용하여 Pipeline을 통해 목적지로 운송하는 과정
Refinery(정제 공정)
원유(Crude Oil)를 받아 증류공정(CDU, Crude Distillation Unit)을 통해 LPG, 가솔린(Gasoline), 나프타(Naphtha), 디젤(Diesel), 벙커씨유(B-C) 등으로 분리하는 과정으로, 용도에 따라 자동차 등의 에너지로 사용되거나 석유화학 제품의 원료로 사용할 수 있도록 분리하는 공정.
RFCC(Residue Fluid Catalytic Cracking Unit)
Refinery 공정의 증류공정에서 나온 중질유를 다시 한번 가공, 분해, 탈황을 거쳐 휘발유, 등유, 경유 등 경질유를 생산하는 공정으로 고도화 공정(Conversion Process)이라고도 합니다.
Petrochemical(석유화학 공정)
앞서 정유공장에서 생산된 Naphtha를 사용하여 각종 화성 또 수지 제품을 만드는 과정
이외에도 Gas에 포함된 수은 성분을 제거하기 위한 Mercury Removal Process, H2S 또는 CO2를 제거하기 위한 Sulfur Recovery 공정 등이 후속 공정들이 많이 있으나 대체로 정유 공정 또는 석유화학 공정에서 처리합니다.
UTILITY SYSTEM
Power Generation System(발전 시스템)
Plant운영에 필요한 전력을 생산하는 설비 (Turbine and Generator)
Produced Water Treatment System(수처리 공정)
Separation 공정에서 분리된 물은 Oil이나 Sand 등이 함유되어 외부로 직접 배출할 수 없기 때문에 Filter를 통해 유분을 제거한 후 별도 저장소로 보내는 공정
Drain System
유분이 함유된 물을 화학처리를 통해 국제 환경 기준에 따라 유분 함량을 줄이기 위한 설비
Flare System(가스 처리 시설)
플랜트 운전 중 비상 사태가 발생할 경우 가스를 소각하여 안전하게 대기 중으로 방출하기 위한 System
Fresh, Potable, Utility Water System
Plant내에서 필요한 물을 생산하는 시스템으로 물의 용도에 따라 다양한 종류가 있으며, 특히 사람이 먹을 수 있는 정도의 물을 생산하는 경우 Drinking Water System이라고도 함.
Air System
Plant 운영에 필요한 Instrument Air 혹은 Utility Air를 생산하는 설비
Fuel System
Plant 운전에 필요한 연료를 공급하는 시스템
Nitrogen System
Plant 운영에 필요한 질소(Nitrogen)을 생산하는 설비
Chemical Injection System
Plant에 소요되는 약품을 주입하는 시스템
Sewage System
Plant 운전 중에 발생하는 오물이나 하수 처리 설비
Essential (Emergency) Diesel Generator
비상용 발전 설비
HVAC(Heating Ventilation & Air Conditioning) System
건물내부의 온도 및 공기 조절 설비
Fire Fighting System(소방 시스템)
화재가 발생할 경우 대처하기 위한 소방 설비
Fire Water System(소방용수 공급 시스템)
소방용 물을 공급하기 위한 시스템
여기서 한가지 참고할 것이 있습니다.
위의 시스템 중에서 일부는 Licensed Package라고 해서 특정 회사에서 개발하여 특허를 가진 System이 있습니다. 예를 들어 RFCC Unit는 UOP(Universal Oil Products)와 MW Kellogg에서, 그리고 Sulfur Recovery Unit는 Dow Chemical과 Parsons 등에서 개발한 시스템으로 각자 고유의 Process가 특허로 등록되어 있어 마음대로 사용할 수 없습니다(참고로 M&A를 거쳐 이름이 변경된 회사도 있습니다). 그런가 하면 Separation System이나 Dehydration처럼 공개된 Process(Open-art process)는 특별한 제약이 없이 사용할 수 있는 시스템도 있습니다. 다만, 어느 시스템을 사용할 것인지는 프로젝트 초기 Basic Design 단계에서 발주처에서 이미 결정되기 때문에 EPC 단계에서는 특별히 고려할 필요는 없습니다.
지금까지 Oil & Gas Plant의 System과 Process의 종류와 용도에 대해서 간략히 알아보았습니다. 이외에도 다양한 시스템이 있으나 비교적 많이 사용되는 시스템 위주로 소개하였습니다.
조금 복잡할 수 있지만 Oil & Gas Plant를 이해하려면 어떤 시스템과 공정이 있는지 개념 정도는 꼭 알고 넘어가는 것이 좋습니다.
대한민국 플랜트 산업의 부흥을 꿈꾸는 자, oksk
