나프타

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1. 개요

나프타는 고대 페르시아어에서 유래된 단어로, 다양한 용도로 사용되는 휘발성 액체 탄화수소 혼합물을 의미한다. 원유를 분별 증류하여 얻으며, 끓는점에 따라 경질 나프타와 중질 나프타로 구분된다. 주요 용도로는 가솔린 생산, 석유화학 원료, 용제, 연료 등이 있으며, 플라스틱 생산의 핵심 성분이기도 하다. 나프타는 인화성이 높고, 흡입, 섭취, 피부 접촉 등을 통해 노출될 경우 건강에 해로울 수 있어 취급에 주의가 필요하다.

나프타

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1. 개요
2. 어원
3. 역사
- 3.1. 고대
- 3.2. 현대
4. 종류
- 4.1. 끓는점에 따른 분류
- 4.2. 탄화수소 구조에 따른 분류
5. 용도
6. 건강 및 안전 고려 사항

2. 어원

고대 페르시아에서 휘발성 액체 연소물을 발견했고, 이를 '나프토'라고 부른 것이 어원이다.

콜맨 캠프 연료와 같이 백색 가스는 많은 랜턴과 스토브에 사용되는 일반적인 나프타 기반 연료이다.

'나프타'라는 단어는 라틴어와 고대 그리스어(νάφθα^{고대 그리스어})에서 유래되었으며, 중세 페르시아어 naft("젖은", "나프타")에서 파생되었다. 후자의 의미는 아카드어 napṭu에서 비롯되었으며(셈어 친족인 아랍어 نَفْط^아랍어 ["석유"], 시리아어 ܢܰܦܬܳܐ^syc, 히브리어 נֵפְט^히브리어와 같이 석유를 의미한다) , 원래는 단순히 원유를 의미하는 단어였다.

그리스어 νάϕθα^그리스어, 라틴어 naphtha^라틴어에서 유래되었으며, 기원전 18세기의 아카드어 napṭu^akk까지 거슬러 올라갈 수 있다. 그 외에도 페르시아어로 "젖어있는 것"을 의미하는 naft^{페르시아어}에서 유래되었다는 설도 있다.

3. 역사

"나프타"라는 용어는 과거에는 원유를 의미하기도 했지만, 현대 영어에서는 이 용법이 구식이다. 여러 현대 언어에서 이 단어의 동족어가 있는데, 일반적으로 "석유" 또는 "원유"를 의미한다.

우크라이나어와 벨라루스어 단어 нафта (nafta), 리투아니아어, 라트비아어, 에스토니아어 "nafta" 및 페르시아어 (نفت^{페르시아어})는 "원유"를 의미한다. 러시아어 단어 нефть^러시아어 (neft)는 "원유"를 의미하지만, нафта (nafta)는 리그로인의 동의어이다. 알바니아, 보스니아 헤르체고비나, 불가리아, 크로아티아, 핀란드, 이탈리아, 세르비아, 슬로베니아, 북마케도니아에서는 "nafta"(키릴 문자로는 нафта)가 구어체로 경유와 원유를 나타내는 데 사용된다.

체코와 슬로바키아에서는 역사적으로 "nafta"가 경유와 원유 모두에 사용되었지만, 원유에 대한 사용은 현재 구식이 되었고, 일반적으로 경유를 나타낸다. 불가리아어에서는 "nafta"가 경유를 의미하고, "neft"와 "petrol"(키릴 문자로는 петрол)은 원유를 의미한다. "Nafta"는 또한 아르헨티나, 파라과이, 우루과이에서 휘발유/가솔린을 지칭하는 데 일상적으로 사용된다. 폴란드에서는 nafta가 등유를 의미하며, 구어체로는 원유를 의미한다 (원유의 기술적 명칭은 ropa naftowa이며, 구어체로는 경유를 나타내는 데도 사용된다: ropa). 플란데런 방언에서는 "naft(e)"라는 단어가 구어체로 가솔린을 나타내는 데 사용된다.

3.1. 고대

마카베오기 하권(기원전 2세기)은 "두꺼운 물"이 느헤미야 시대에 제물에 뿌려졌고, 햇빛을 받자 불이 붙었다고 전한다. 이 책은 "느헤미야 주변 사람들은 이를 '네프타르'라고 불렀는데, 이는 정화를 의미하며, 많은 이들은 네프타에이로 부른다"고 덧붙인다. 이 물질은 미쉬나에도 언급되어 있는데, 안식일 램프에 사용할 수 있는 일반적으로 허용되는 오일 중 하나였으나, 랍비 타르폰은 올리브 오일만 허용했다(미쉬나 샤바트 2).

고대 그리스에서는 모든 종류의 석유 또는 송진을 지칭하는 데 사용되었다. 그리스어 νάφθα^그리스어는 세 아이의 노래(아마도 기원전 1세기 또는 2세기)에서 불타는 용광로를 지피는 데 사용된 물질 중 하나를 지칭한다. 찰스 브렌턴의 번역에서는 이를 "송진"으로 번역했다.

고대의 나프타는 "고도로 인화성이 높은 석유의 가벼운 분별 증류 분획물로, 극도로 휘발성이 강하고 냄새가 강하며 가스 상태의 액체로, 근동의 유전에서 흔히 발견된다"고 설명되며, 로마 시대의 라틴 작가들이 묘사한 소이 장치의 주요 성분이었다.

3.2. 현대

19세기부터 용제 나프타는 석유의 분별 증류로 추출한 생성물(자일렌 또는 트라이메틸벤젠)을 의미했다. 이러한 광물성 증류액은 "스토다드 용제"라고도 불렸으며, 원래 펠스 나프타 세탁 비누의 주요 활성 성분이었다. 펠스 나프타의 나프타는 이후 암 위험 때문에 제거되었다.

이 시기 "나프타"라는 용어는 일반적으로 휘발유와 비슷한 냄새가 나는 무색 액체인 석유 나프타를 의미했다. 그러나 탄화수소(톨루엔, 자일렌, 쿠멘 등)의 혼합물인 적갈색 액체인 "콜타르 나프타"도 일부 맥락에서 의도될 수 있었다.

4. 종류

"나프타"라는 용어는 다양한 출처에서 여러 수식어를 추가하여 보다 구체적인 의미를 부여한다.

경질 나프타와 중질 나프타를 모두 포함하는 "석유 나프타"는 일반적으로 원유의 15~30%를 차지한다(중량 기준).

나프타는 끓는점이나 탄화수소 구조에 따라 종류를 구분할 수 있다.

4.1. 끓는점에 따른 분류

한 출처에서는 끓는점을 기준으로 나프타를 구분한다.

* 경질 나프타는 30°C에서 90°C 사이에서 끓으며, 탄소 원자 5~6개로 구성된 분자로 이루어져 있다.
* 중질 나프타는 90°C에서 200°C 사이에서 끓으며, 탄소 원자 6~12개로 구성된 분자로 이루어져 있다.

또 다른 출처에서는 '경질'과 '중질'을 탄화수소 구조를 기준으로 구분하지만, 덜 정확한 구분선을 제시한다.

* 경질은 분자당 탄소 원자 5개에서 6개 사이의 직쇄형 및 환형 지방족 탄화수소로 주로 구성된 혼합물이다.
* 중질은 분자당 탄소 원자 7개에서 9개 사이의 직쇄형 및 환형 지방족 탄화수소로 주로 구성된 혼합물이다.

이 두 정의는 모두 유용하지만 서로 호환되지 않으며, 후자는 분자당 탄소 원자 6개와 7개를 모두 포함하는 혼합물에 대한 정보를 제공하지 않는다. 이러한 용어는 또한 광범위하여 널리 사용하기에는 적합하지 않다.

4.2. 탄화수소 구조에 따른 분류

한 출처에서는 비점을 기준으로 나프타를 구분한다. 경질 나프타는 30°C에서 90°C 사이에서 끓으며, 탄소 원자 5~6개로 구성된 분자로 이루어져 있다. 중질 나프타는 90°C에서 200°C 사이에서 끓으며, 탄소 원자 6~12개로 구성된 분자로 이루어져 있다.

또 다른 출처에서는 탄화수소 구조를 기준으로 경질과 중질을 구분하지만, 덜 정확한 구분선을 제시한다. 경질은 분자당 탄소 원자 5개에서 6개 사이의 직쇄형 및 환형 지방족 탄화수소로 주로 구성된 혼합물이다. 중질은 분자당 탄소 원자 7개에서 9개 사이의 직쇄형 및 환형 지방족 탄화수소로 주로 구성된 혼합물이다.

이 두 정의는 모두 유용하지만 서로 호환되지 않으며, 후자는 분자당 탄소 원자 6개와 7개를 모두 포함하는 혼합물에 대한 정보를 제공하지 않는다. 이러한 용어는 또한 광범위하여 널리 사용하기에는 적합하지 않다.

5. 용도

나프타는 옥탄가가 높은 가솔린을 만드는 원료, 에틸렌, 프로필렌과 같은 알켄을 생성하기 위한 증기 분해기의 재료, 화학 산업에서 세정용 용제 등으로 쓰인다. 라이터 연료, 캠프용 휴대용 난로와 세정용 용제가 나프타로 만들어지는 일반적인 제품이다.

나프타는 중질유의 점도를 낮춰 운송을 쉽게 하기 위해 사용되며, 플라스틱 생산의 핵심적인 구성 요소이기도 하다.

5.1. 석유화학 원료

나프타는 주로 접촉개질(catalytic reforming) 공정을 거쳐 옥탄가가 높은 가솔린을 만드는 데 원료로 쓰인다. 또한 석유화학 산업에서 증기 분해기(steam cracker)를 통해 에틸렌, 프로필렌과 같은 알켄을 생성하는 데 사용되며, 화학 산업에서는 세정용 용제로도 쓰인다. 나프타로 만들어지는 일반적인 제품에는 라이터 연료, 캠프용 휴대용 난로, 세정용 용제 등이 있다.

5.2. 용제

나프타는 주로 접촉개질(catalytic reforming) 공정을 거쳐서 옥탄가가 높은 가솔린을 만들 때 원료로 쓰인다. 또한 석유화학 산업에서 증기 분해기(steam cracker)를 통해 에틸렌, 프로필렌과 같은 알켄을 생성하는 데 사용되며, 화학산업에서 세정용 용제로도 쓰인다. 나프타로 만들어지는 일반적인 제품에는 라이터 연료, 캠프용 휴대용 난로, 세정용 용제 등이 있다.

5.3. 연료

나프타는 주로 접촉개질(catalytic reforming) 공정을 거쳐 옥탄가가 높은 가솔린을 만드는 데 사용되는 원료이다. 또한 석유화학 산업에서 증기 분해기(steam cracker)를 통해 에틸렌, 프로필렌과 같은 알켄을 생성하는 데 사용되며, 화학 산업에서는 세정용 용제로도 쓰인다. 나프타로 만들어지는 일반적인 제품에는 라이터 연료, 캠프용 휴대용 난로, 세정용 용제 등이 있다.

경질 나프타는 일부 상업적 용도로 연료로 사용된다. 대표적인 예로 지포와 같이 심지를 사용하는 라이터가 있는데, 부싯돌과 휠을 사용하여 점화하기 위해 저장소에서 심지로 "라이터 액체"(나프타)를 빨아들인다.

나프타는 끓는점이 낮아 점화가 쉬워 캠핑용 스토브와 석유 랜턴의 연료로도 사용되며, "백색 가스"라고도 불린다. 나프타는 연료관을 덜 막기 때문에 케로신보다 선호되기도 한다. 야외 장비 제조업체인 MSR은 야외 활동을 즐기는 사람들이 다양한 국가에서 올바른 제품을 얻을 수 있도록 돕기 위해 상표명과 번역 목록을 발표했다.

나프타는 역사적으로 증기 기술이 비실용적인 일부 소형 발사 보트의 연료로도 사용되었으며, 대부분 전통적인 증기 발사체와 관련된 안전 법규를 피하기 위해 제작되었다.

내연 기관 연료로 사용되는 석유 나프타는 사용량이 매우 적으며, 효율성이 낮고 옥탄가도 낮아 일반적으로 40~70 RON 정도이다. 디젤보다 점화 지연 시간이 길지만, 개조되지 않은 디젤 엔진을 작동시키는 데 사용할 수 있다. 나프타는 압력 상승률이 높아 연소 시 소음이 발생하는 경향이 있다. 필요할 때만 고옥탄 혼합물을 사용하는 옥탄 요구량 방식에서 저옥탄 베이스 연료로 나프타를 사용할 가능성이 있다. 나프타는 정제 시 배출량이 적다는 장점이 있다. "원유 채취에서 탱크까지" 연료 에너지 손실은 13%로, 석유의 22% 손실보다 낮다.

5.4. 중질유 희석

나프타는 중질유의 점도를 낮추어 운송을 용이하게 하는 데 사용된다. 희석하지 않은 중질유는 일반적으로 파이프라인으로 운송할 수 없으며, 유조선에 펌핑하기도 어려울 수 있다. 다른 일반적인 희석제로는 천연 가스 콘덴세이트와 경질유가 있다. 그러나 나프타는 특히 효율적인 희석제이며, 운송 및 처리 후 희석된 중질유에서 재활용할 수 있다. 경질유의 세계 생산량이 감소하고, 보다 무거운 매장량의 개발로 전환됨에 따라 오일 희석제의 중요성이 증가했다.

5.5. 플라스틱 생산

나프타는 플라스틱 생산의 핵심적인 구성 요소이다.

6. 건강 및 안전 고려 사항

인간은 작업장에서 흡입, 섭취, 피부 접촉 및 눈 접촉을 통해 나프타에 노출될 수 있다. 미국 산업안전보건청(OSHA)은 작업장에서 나프타에 대한 허용 노출 기준을 8시간 작업일 기준으로 100ppm(400mg/m³)으로 설정했다. 미국 국립 산업 안전 보건 연구원(NIOSH)은 8시간 작업일 기준으로 100ppm (400mg/m³)의 권장 노출 기준(REL)을 설정했다. 하한 노출 기준의 10배인 1000ppm 수준에서 나프타는 생명과 건강에 즉각적인 위험을 초래한다.

다양한 나프타 공급업체의 안전 데이터 시트(SDS)는 인화성 탄화수소 혼합물, 인화성, 발암성, 피부 및 기도 자극 등 다양한 위험을 나타낸다.