버튼 공정(Burton Process): 연료 생산을 위한 열분해 크래킹

버튼 공정 개요

버튼 공정(Burton process)은 복잡한 유기 분자를 단순 분자(가솔린, 디젤 등 연료)로 분해하는 열분해 크래킹(thermal cracking) 공법입니다. 원유를 800°C(1,472°F) 초과, 700kPa(100 PSI) 조건에서 처리하면 원유 분자가 가솔린 분자 등 유가 물질로 분해됩니다. 1913년 특허, 그해 가솔린 생산량 2배 증대 기여. 이후 촉매 크래킹(catalytic cracking)에 주력 밀렸으나, 석유 디젤 등 연료유 제조에 여전히 중요 공법.

역사적 배경: 분별 증류의 한계 극복

초기 정제는 상압 분별 증류가 주류였으나 고비용·저효율, 가솔린 수요 급증 대응 불가. 20세기 초 화학자들이 개선법 연구 → 러시아 슈코프(Shukhov) 크래킹(1890년대 초), 미국 버튼 공정(1913) 발명. 열분해 크래킹으로 배럴당 가솔린 수율 대폭 향상.

열분해 크래킹 원리와 버튼 공정 조건

복잡 분자 → 단순 성분 분해가 핵심 원리. 버튼 공정 절차:

1. 원유를 압력 용기에 투입
2. 가열하며 압력 동시 상승
3. 최소 조건: 75 PSI(517 kPa), 450°C(850°F) 이상(더 높은 조건도 적용 가능)

촉매 크래킹으로의 전환과 잔존 가치

1913~1937년 주력 가솔린 생산법. 1937년 이후 유동층 촉매 크래킹(FCC)이 더 높은 가솔린 수율과 고부가가치 부산물로 대체. 단, 버튼 공정은 가솔린과 다른 온도·압력 조건에서 연료유 제조에 여전히 유용.