저탄소 시대, 고순도 나프탈렌의 기술적 혁신 | DODGEN 고순도 분리 기술

목차

시장 개요 및 전망

최근 몇 년 동안 정제 나프탈렌 시장은 꾸준한 성장세를 보이고 있습니다. 2024년 글로벌 시장 규모는 약 16억 8,000만 달러에 달했으며 2030년에는 22억 달러로 성장하여 연평균 성장률(CAGR) 3.51%에 달할 것으로 예상됩니다.

중국의 정제 나프탈렌 시장은 2025년 120억 위안에서 2030년 165억 위안으로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 6.5%로 세계 평균보다 훨씬 높을 것으로 전망됩니다.

2025년 중국의 정제 나프탈렌 수요는 67만 8천 톤(전 세계 수요의 42.31%)으로 추정되며, 고순도 및 에너지 효율적인 다운스트림 제품에 대한 수요 증가에 힘입어 2030년에는 89만 8천 톤(전 세계 수요의 47.81%)으로 증가할 것으로 예상됩니다.

데이터 출처: https://www.renrendoc.com/paper/426423496.html[1]

《2025-2030 중국 정제 나프탈렌 산업 공급 예측 및 시장 동향 및 전망 보고서》

다운스트림 애플리케이션 분야

중요한 유기 화학 원료인 정제 나프탈렌은 세분화된 시장 전반에 걸쳐 뚜렷한 특성을 지닌 다양한 다운스트림 응용 분야를 가지고 있습니다. 화학, 염료, 제약, 살충제, 건설, 섬유, 전자, 신에너지 등 다양한 산업에서 사용됩니다. 그 유도체는 이러한 분야에서 핵심 중간체 또는 기능성 소재로 사용됩니다.

기존 생산 프로세스의 문제점과 병목 현상

정제 나프탈렌(RN) 생산을 위한 기존 공정은 실제 적용 시 여러 가지 문제에 직면해 있습니다. 이러한 문제점과 기술적 병목 현상은 주로 다음과 같은 측면에 반영되어 있습니다:

  • 에너지 효율성

  • 분리 및 정화 효과

  • 프로세스 설계의 한계

  • 장비 성능

  • 환경 규정 준수 비용

이러한 요소는 생산 효율성과 제품 품질 개선 모두를 크게 제약합니다.

특히 에너지 소비는 중요한 문제입니다. 증류와 같은 전통적인 분리 기술은 매우 에너지 집약적이며, 화학 제품 생산에 사용되는 총 에너지의 약 60%를 차지합니다. 근본적인 원인은 오래된 에너지 절약 기술과 낮은 장비 효율성에 있습니다.

이 문제는 순도 수준이 점진적으로 높아지는 고순도 화학 제품 생산에서 더욱 두드러집니다:

  • 증류탑의 이론적 플레이트 수의 급격한 증가

  • 에너지 소비의 기하급수적 증가

  • 순도 증가에 따른 분리 계수 감소

이러한 요인들이 함께 작용하여 에너지 수요가 기하급수적으로 증가하여 기존 공정으로는 초고순도 소재를 생산할 수 없게 됩니다.

DODGEN 정제 나프탈렌 정제 기술 솔루션

1. 프로세스 경로

도겐은 국제적으로 앞선 “4+2 단계 동적 용융 결정화” 기술을 활용하여 대규모 정제 나프탈렌 용융 결정화 공정을 개발했습니다. 이 다단계 세분화된 정제 방식을 통해 산업용 나프탈렌을 고순도 수준으로 효율적으로 업그레이드할 수 있습니다.

이 공정은 나프탈렌-인덴 시스템의 고체-액체 평형 원리를 기반으로 하며 ≥95% 원유 나프탈렌을 원료로 사용합니다. 핵심 정제는 결정화 - 땀 - 용융의 순환 3단계 작업을 통해 이루어집니다.

결정화 단계: 용융물은 용융 결정화기의 내벽에 결정 층을 형성합니다. 냉각수는 온도를 정밀하게 제어하여 결정의 침전을 제어할 수 있도록 합니다.

발한 단계: 결정 층 사이에 갇힌 간질성 불순물을 배출하기 위해 온도를 서서히 높입니다.

용융 단계: 정제된 결정층을 녹여 고순도 액체 나프탈렌으로 수집합니다.

이 시스템은 2단계로 더욱 보완됩니다. 정적 결정화기, 를 사용하여 잔류 액체에서 잔류 나프탈렌 성분을 회수하여 전체 제품 회수율을 최대 91%까지 보장합니다.

2. 프로세스 이점

  • 초고순도 및 수율

제품 순도는 99.5%를 초과하며 불순물 함량(예: 메틸나프탈렌)은 0.5% 이하로 업계 표준보다 훨씬 높습니다.
2단계 정적 모액 회수 시스템은 전체 수율을 91%로 높여 원재료 손실을 효과적으로 줄입니다.

  • 고효율, 에너지 절약 설계

떨어지는 필름 용융 결정화기 는 고온 및 저온 미디어 순환을 통해 쉘 측면 낙하 필름 열전달을 채택합니다.
액체 체류 시간이 짧고 열 전달 효율이 높아 각 배치를 단 2~3시간 만에 완료할 수 있습니다.
기존 공정에 비해 증기 및 냉각수 사용량을 줄여 에너지 소비를 30% 절감합니다.

  • 안정성과 확장성

스케일업 효과 없음: 단일 튜브 파일럿 시험의 프로세스 데이터를 산업 생산으로 바로 확장할 수 있습니다.

동적 + 정적 결정화 통합은 원자재 변동에 적응하고 안정적인 연속 작동을 보장합니다.

일반적인 프로젝트 개요: 정제 나프탈렌 30,000톤/년 계획

  1. 제품 순도가 95%에서 99.5%로 개선되었습니다.

  2. 연간 약 10,000톤의 표준 석탄 에너지 절감 효과

  3. 연간 약 25,000톤의 탄소 배출량 감소

또한, 도겐 는 전 세계적으로 여러 대규모 정제 나프탈렌 프로젝트를 수행해 왔으며, 전체 프로젝트 수명 주기에 걸쳐 포괄적인 전문 솔루션으로 해외 고객이 정제 능력을 확장할 수 있도록 지원하고 있습니다.

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