C2C(Crude oil to chemicals)

아람코의 C2C 기술은 기존의 여러 산업 공정을 제거하거나 간소화하고자 하며, 이를 통해 화학제품 생산 비용을 절감하고 동시에 아람코 석유 사용과 관련된 탄소발자국을 줄입니다.

화학 산업에 종사하지 않는 사람들에게는 직접적이고 최적화된 방식으로 원유를 화학제품으로 전환한다는 이 프로그램의 목표가 비교적 단순하게 느껴질 것입니다. 그러나 화학 엔지니어와 화학자들은 외견상으로는 간단해 보이는 이 명제의 이면에 존재하는 현실을 알고 있습니다. 또한 다란에 위치한 아람코 연구개발센터의 과학자들은 이러한 현실에서 새로운 지평을 열겠다는 확고한 의지를 갖고 있습니다.

다란 본사의 대규모 연구 시설인 연구개발센터에서는 아람코 과학자들이 바쁘게 일하고 있습니다. 일부는 연료 기술 연구에 몰두하고, 다른 일부는 미래의 연소기관을 최적화하는 연구에 집중하고 있습니다.

화이트보드에는 가장 뛰어난 인재들의 머릿속 생각과도 같은 복잡한 공식들이 빼곡히 적혀 있습니다. 지속가능성, 미드스트림, 다운스트림을 아우르는 다양한 연구 의제를 추진하는 이곳에서 기술은 빠르게 움직입니다.

아람코의 C2C 목표 달성을 위해 이미 많은 협력, 인수, 합작투자가 이루어졌습니다. 또한 연구개발센터에서는 야심찬 기술 전략이 본격적으로 진행 중입니다.

아람코는 원유의 화학적 구성과 화학제품으로의 전환 방법을 밝혀내어 새로운 지평을 열고 있습니다.

연구개발센터 관리자 아마르 A. 알 나휘(Ammar A. Al Nahwi)는 “이 연구는 촉매와 분리 장치의 혁신을 통해 원유에서 화학물질을 직접 추출하는 가장 빠르고 최적화된 경로를 찾아내는, 진정으로 선구적인 연구입니다”라고 말합니다.

일반적으로 정유 플랜트에서 처리되는 원유는 납사, 디젤, 등유, 경유, 고비점 잔류물과 같은 다양한 유분으로 전환됩니다.

이러한 유분 제품 중 일부는 전통적 석유화학 제품의 원료로 사용됩니다. 하지만 이는 비용이 많이 듭니다. 이 공정은 대규모의 비용과 에너지 집약적인 정제 과정을 필요로 합니다.

이 공정을 개선하기 위한 한 가지 접근방식은 현재의 정제 공정을 최적으로 통합하여 석유 배럴당 더 많은 화학제품을 생산하는 것입니다. 여기에는 통합 정제설비에서 사용되는 기존의 입증된 기술과 공정을 조정하여 석유 배럴당 화학제품 생산량을 일반적인 수준인 8%에서 12%로, 그리고 최대 50%로 증대하는 것이 포함됩니다.

사우디 아람코-사빅 C2C 파트너십은 이러한 접근방식의 좋은 예입니다. 그러나 만약 더 적은 수의 공정으로 수율을 더욱 높일 수 있다면 어떨까요?

연구 트랙 중에서 가장 발전된 분야는 TC2CTM(Thermal Crude to Chemicals) 프로그램입니다.

사우디 아람코는 이미 미국의 선도적 기술 기업 CB&I(현 맥더모트 (McDermott)) 및 쉐브론 루무스 글로벌 (Chevron Lummus Global)과 공동개발협약을 체결하여 해당 기술의 기술 개발과 실증을 더욱 가속화하고 있습니다.

이러한 협력을 통해 기술의 상용화가 한층 더 앞당겨질 것이며, 아람코 팀은 쉐브론 루무스 글로벌 리치몬드 기술센터에서 보다 대규모로 기술을 실증하기 위해 노력하고 있습니다.

C2C 팀이 프로그램을 성공시키기 위해서는 내부 지원과 글로벌 파트너십이라는 두 가지 핵심 요소가 가장 중요합니다. 회사 내 파트너십, 특히 화학 사업과의 파트너십이 매우 중요합니다. 프로그램 추진을 위해서는 기술, 엔지니어링, 경제성 측면에서 화학 사업과의 연계가 중요합니다.

글로벌 파트너십 역시 핵심적인 역할을 합니다. 타 기관의 설비와 지식을 활용하여 일정을 단축하고 작업을 최적화할 수 있으며, 동시에 장기적인 관계를 구축하여 비즈니스를 강화할 수 있습니다.

C2C 프로그램의 모든 연구 트랙 중 가장 야심찬 분야는 킹압둘라과학기술대학교와 공동으로 수행되고 있습니다. 킹압둘라과학기술대학교 내 아람코 연구센터에서 근무하는 아람코 과학자 올라 알리(Ola Ali)는 C2C 연구의 성배를 찾고 있습니다. 바로 단 한 가지 공정을 통해 모든 원유 유종을 고도화하고 화학제품으로 직접 전환할 수 있는 촉매 공정을 개발하는 것입니다.

“아람코는 단 한 가지 공정을 통해 반응을 이끌어내는 것을 목표로 하고 있습니다”라고 알리는 자신 있게 말합니다. “그 핵심에는 크래킹, 탈수소화, 탈방향족화, 황 제거 등이 가능한 다기능 촉매가 있습니다.”

연구는 아직 초기 단계이며 알리는 이 작업이 얼마나 큰 규모인지 잘 이해하고 있습니다.

“이는 매우 도전적인 프로젝트입니다. 단 한가지 공정을 통해 원유를 고도화하고 크래킹하는 것은 마치 공상과학 소설에 나오는 이야기처럼 들립니다. 그러나 2017년에 아람코는 킹압둘라과학기술대학교 촉매센터와 3년 간의 협력을 마무리하며 우수한 성능을 보이는1세대 촉매를 개발했습니다”라고 알리는 설명합니다.

프로젝트 진행을 측정하는 기준이 필요하다면, C2C 분야에서 아람코의 특허 건수가 증가하고 있으며 현재 약 50건에 이른다는 점을 생각해볼 수 있습니다.

팀원들은 파트너들과 최첨단 연구와 협력을 지속하며 미래에 대한 공동의 비전을 공유합니다.

이들은 2025년이면 세계적인 규모의 TC2CTM 복합 시설이 건설될 것으로 전망합니다. 다른 연구 트랙 역시 곧 결실을 이룰 것으로 믿으며, 단 한가지 공정을 통한 직접 전환 분야에서 중요한 발견과 돌파구가 나타날 것으로 생각합니다. 또한 2025년까지 특허 건수가 두 배로 증가할 것으로 예상하고 있습니다.

“이는 도전적인 목표이지만 과학자라면 도전적인 목표를 추구해야 합니다”라고 알 나휘가 설명합니다. “연구개발 여정이 시작되는 시점에는 상황이 항상 좋아보이지는 않습니다. 그러나 훌륭한 팀, 확고한 계획, 원칙에 입각한 실행과 열정이 있다면 대박을 터뜨릴 가능성이 훨씬 더 높아집니다.”