輕油
- 상위 문서 : 석유
| 분별증류로 얻는 석유제품 | |
| LPG(액화석유가스) | ~30℃ |
| 휘발유 | 30~140℃ |
| 나프타 | 140~180℃ |
| 등유 | 180~250℃ |
| 경유 | 250~350℃ |
| 중유 | 350℃~ |
| 윤활유 | 잔여물 |
| 아스팔트 | |
영어: Diesel Fuel
독일어: Dieselkraftstoff, Dieselöl
일본어: 軽油 (けいゆ)
중국어: 柴油 (cháiyóu, 차이유)
1 정의
원유(原油)를 분별증류해서 얻어지는 물질로, 등유 다음에 나오는 액체 물질이다. 끓는점 약250 ~ 350℃에서 분리된 탄화수소의 혼합물로, 정유소에서 사용되는 증류탑에서는 등유 다음으로 분리되는 물질이다. 영어 표현인 diesel fuel의 용어는, 디젤엔진의 발명자인 독일의 발명가 루돌프 디젤(Rudolf Diesel, 1858-1913)의 성에서 따서 붙여진 것이다.
경유라는 표현은 중유에 비해 밀도가 낮다는 데에서 붙여진 이름이며, 가솔린 및 등유에 비해서는 당연히 밀도가 높으므로 가장 가벼운 기름이 아니므로 주의를 요한다. 물론 경차에 쓰이는 연료를 의미하는 것이 아니기 때문에 주의를 요한다[1].
2 성분 및 화학적 성질
경유는 탄화수소를 주성분으로 한 투명한 미색 액체이나 보통 노란색이나 녹색 계통의 방향족 탄화수소로 된 첨가제를 넣기 때문에 그 색깔을 띠고 있는 경우가 많다. 분별증류를 할 때 대략 250~350℃ 범위에서 나온다. 탄화수소 분자당 탄소수는 보통 10개에서 15개 사이이다.
화학적 성질은 다음과 같다.
| 밀도 | 820~845g/L |
| 인화점 | 55℃ 이상 |
| 발화점 | 220℃ |
탄화수소 이외에는 황과 수분 등을 포함하고 있으며, 황은 연소 후 이산화황을 생성하여 산성비의 원인이 되기 때문에 탈황처리를 거칠 것이 필요하다. 또한 수분을 잘 흡수하므로 연료저장고의 상태가 나쁜 주유소에서 주유하면 겨울철에 고생을 하는 원인이 된다.
휘발유나 등유가 환각성 있는 유기용제같은 냄새를 가진 것과 달리, 경유는 특유의 불쾌한 찌든 듯한 냄새가 있고, 그래서 여성들이 꽤 싫어하고 남성들도 역시 냄새는 굉장히 싫어한다. 미국에서 디젤승용차의 보급이 잘 이루어지지 않는 이유 중의 하나가 경유의 악취라고 할 정도이다. 매연에서도 역겨움이 느껴지는 시큼한 냄새가 난다.
경유는 휘발성이 낮아서 그냥 불을 당긴다고 불이 쉽게 붙지 않기 때문에 폭발위험이 적으며, 또한 디젤엔진에서는 공기를 압축시키면 고온이 되는 점을 이용하한 압축착화방식을 채택하고 있다. 이러한 특성 때문에 디젤엔진은 가솔린엔진에 비해 열효율이 뛰어나며, 과급기까지 장착하면 40% 중반대의 열효율을 기록하기도 한다. 이러한 이점 때문에 경유는 상용차량, 철도차량, 중소형 선박의 연료로 적합하다. 미국 대통령의 전용차도 피격시 폭발을 방지하기 위하여 디젤엔진을 탑재하고 경유를 연료로 쓴다.[2]
다만 기화될경우 얘기가 달라진다. 기화된 경유는 아주 자그만 스파크라도 일어나면 바로 폭발을 부른다. 실제로 라드브로크 그로브 열차 충돌사고당시 열차 충돌로 인한 압력이 열차의 경유탱크를 압축시키며 순간적으로 경유가 기화했고 열차가 전선을 끊으면서 폭발이 일어났다.
3 용도 및 규격
3.1 용도
경유는 디젤엔진의 연료로 널리 쓰이며, 디젤엔진을 탑재한 승용차, 버스, 트럭은 물론 디젤 기관차및 디젤동차, 중소형 선박의 연료이기도 하다. 대개는 물론 가정용 난방유로도 많이 쓰이기도 하나, 기름보일러 자체가 가스보일러로 대체되어 가면서 가정용으로서의 수요는 줄고 있다.
3.2 규격
품질의 지표를 표기할 때 휘발유에서는 옥탄가를 사용하는 반면에 경유는 세탄가라는 명칭을 사용하고 있다. 차량용 경유의 경우 세탄가는 대략 45 이상이면 되며, 고급경유 또는 고성능경유라고 불리는 제품은 세탄가 51 이상이다. 자세한 사항은 해당 항목을 참고할 것.
미국의 중유 품질기준 6단계 중 No.1~No.3이 증류 디젤유로, 좁은 의미에서의 경유에 해당되고 있다.
4 독성 및 오염물질
경유도 다른 석유제품과 같이 그 자체로 독성이 있으며, 특히 디젤엔진의 성분 및 연소환경상 가솔린엔진에서는 잘 발생되지 않는 오염물질을 배출한다.
- 질소산화물 - 상온에서 안정한 물질인 질소가 20기압, 500℃ 이상의 고온고압 환경인 디젤엔진 연소실 내에서는 불안정해지고, 연소 과정에서 산소와 결합하여 질소산화물을 생성하고, 광화학스모그의 주요 원인이 되기도 한다. 이를 위해서 연소온도를 조금 낮춘 디젤엔진이 있는데, 질소산화물 문제는 해결했지만 효율이 다소 떨어지는 문제가 있다.[3] 최근엔 SCR(선택환원촉매)을 장착하고 AdBlue(요소수)를 이용하여 질소산화물을 저감하는 장치가 사용된다. 최근 출시되는 트럭류의 연료탱크 근처에 달린 파란 마개달린 통이 AdBlue넣는 통이다.
- 이산화황 - 경유 속에 들어있는 황이 연소하여 만들어지며, 아황산가스라고도 한다. 이것이 빗물에 녹으면 아황산이 되므로 산성비에 일조한다. 그래서 세계 각국은 경유의 탈황처리 기준을 강화하여 저유황 또는 초저유황 경유(Ultra-low sulfur diesel)를 생산, 유통하도록 제도화하고 있다.
- 매연 - 플런저식 디젤엔진에서 필연적으로 발생했던 문제로, 긴 분자의 탄화수소가 불완전 연소되어 생긴다. 이 문제는 보쉬에서 개발한 커먼레일 인젝터 및 디젤미립자필터[4]의 개발로 상당부분 해결했으나, 탄소나노입자가 새로이 생기면서 골칫거리가 되고 있다. 인체는 탄소나노입자에 내성이 없다.
이러한 기술적 진보에 의한 오염물질 저감은 어느 정도 성과를 거두었지만, 어느 한 부도덕한 기업 덕분에 경유차 이미지를 시궁창에 쳐박게 되었다. 폭스바겐 사태 때문에 경유차 전반을 털어봐야 할지도 모른다.
트라이버튼의 설문 조사에 따르면, 2016년6월18일 현재, 46.8%의 응답자가 미세먼지를 줄이기 위해, 현재의 디젤차용 경유의 세금을 늘려야 한다고 답변했다. [5]
5 바이오 디젤
바이오 디젤 항목 참조. 참고로 우리나라에서 시판되는 경유에는 바이오 디젤을 무조건 2% 섞도록 정해져 있다.
6 관련 항목
- ↑ 경차는 한국 기준으로 배기량 1,000cc, 일본 기준으로 660cc 이하의 내연기관을 탑재한 자동차로, 탑재엔진은 대체로 가솔린엔진이다. 유럽의 경우 이보다 배기량이 조금 큰 1리터 초반대의 소형차의 경우에는 디젤엔진을 탑재하고 있는 경우가 많으나, 배기량 및 차체 사이즈에서 이미 경차가 아니다. 실제 일본에서도 경차에 경유를 넣는 혼유 사고가 종종 일어난다고 한다.
- ↑ 사실 그런면도 있지만.... 현재 미국 대통령 전용차는 베이스가 트럭이다. 쉐보레사의 차량인 코디악(GMC 톱킥)의 구동 샤시와 파워트레인을 쓴다고.
- ↑ 일단 카르노 기관의 열효율을 계산하는 식(E=1-Tl/Th)만 보더라도 고열원의 온도가 무조건 높으면 높을수록 열효율이 올라간다! 또한 저열원의 온도가 낮을수록 효율이 높아진다는 것도 알 수 있는데, 일부 차량의 인터쿨러 기능이 이를 이용한 것.
- ↑ Diesel Particle Filter, 약칭 DPF.
을지로골뱅이가 아니다!! - ↑ 답변자가 많지 않아 신뢰도가 높지 않으므로 이에 주의해 해석할 필요가 있다