석유화학산업 기초지식 쌓기

요즘과 같은 친환경, ESG 시대에 어울리는 단어는 아니지만 우리는 석유화학 없이 살아갈 수가 없습니다. 입고 있는 옷, 벽지, 자동차, 핸드폰 등 우리 일상을 둘러싸고 있는 석유화학 제품은 전체 생활 제품 중 70% 이상을 차지한다고 합니다. 이처럼 석유화학은 단어에서 느껴지는 거리감과 다르게 생각보다 멀리 있지 않고 우리 곁에 바짝 맞닿아 있습니다. 

 

 

석유화학의 범위와 제품종류

 

에틸렌, 프로필렌, 부타디엔의 특징

 

국내 업체들의 생산량

 

에틸렌 시황

 

 

1. 석유화학의 범위와 제품종류는 무엇이 있을까?

출처 : 석유화학협회

 

석유화학 산업은 주로 납사에서부터 시작됩니다. 천연가스를 시작으로 하는 ECC도 있지만 국내에서는 거의 100% NCC로부터 시작된다고 이해하시면 됩니다.
아래의 여천NCC에서 원유 채취부터 석유화학 제품이 나오기까지의 과정이 간결하게 표현된 움직이는 이미지를 제공하고 있어 참고하시면 아랫글을 이해하는 데 더욱 큰 도움이 됩니다. 

 

 

여천NCC

 

출처 : 석유화학협회

앞서 포스팅한 대로 NCC는 Naptha Cracking Center의 앞 글자를 딴 것으로 납사를 수입하거나 또는 자체 정유시설이 있는 공장의 경우 원유를 정제하여 나온 납사를 에틸렌 (C2), 프로필렌 (C3), 부타디엔 (C4), BTX (벤젠, 톨루엔, 자일렌) 등의 기초유분을 분리해 내는 전체 공정이라고 이해하시면 됩니다.
조금 더 깊게 들어가면 납사는 경질 납사 (끓는점이 낮은 납사)와 중질납사(끓는점이 높은 납사)로 나뉘는데 납사별 끓는점에 따라 만들어지는 기초유분 종류도 다릅니다.

• 경질납사 : 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔
• 중질납사 : 벤젠. 톨루엔, 자일렌

기초유분을 C2, C3, C4라고 부르는 이유는 탄소(C)의 결합구조와 개수에 따라 명칭을 달리합니다.

 

 

 

 

 

2. 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔의 특징

 

1) 에틸렌 

 

에틸렌은 납사를 분해해서도 얻을 수 있지만 천연가스 속의 에탄에서도 추출할 수 있어 ECC에서도 구할 수 있습니다. 즉, 에탄 또는 메탄올이 주원료입니다.

에틸렌을 흔히 '석유화학의 쌀'이라고 부르는데 에틸렌의 활용 범위가 다른 기초유분에 비해 어마어마하기 때문입니다. 그래서 NCC의 규모를 말할 때 연간 에틸렌 생산이 몇 톤인지를 기준으로 합니다. 에틸렌을 이용한 고분자 제품은 정말 많은데 대표적으로 폴리에틸렌(PE), PVC를 꼽을 수 있습니다.

 

2) 프로필렌

 

프로필렌은 추출하는 방법이 여러 가지입니다. 우선 위에 말한 대로 NCC가 있을 수 있고 두 번째로 중질유분해시설인 RFCC 그리고 탈프로판공정(PDH)를 통해서 얻을 수 있습니다. 에틸렌에 이어 석유화학에서 두 번째로 많이 쓰이는 유분으로 무색의 기체 형태를 띠고 있습니다.
가장 많이 쓰이는 곳은 전체 프로필렌의 2/3를 차지하는 폴리프로필렌(PP)이며 이 외에도 AN, PG, EDPM 등 다양한 범위에 쓰입니다.

 

3) 부타디엔 

흔히 BD라고 부르며 상온에서 독특한 냄새를 풍기며 물에 녹지 않는 기체 형태입니다. 부타디엔은 가격 변동이 매우 심한 원재료로 가장 큰 활용은 고무 생산과 연관된 제품입니다. 주로 SM(Styrene Monomoer)과 섞어서 SBR 또는 ABS 형태의 제품으로 가장 많이 생산되고 있습니다.

 

 

 

 

 

3. 국내 업체들의 생산량

한국석유화학협회 출처 자료이며 수치는 1000톤/년 기준입니다.

 

 

4. 에틸렌의 시황

에틸렌은 석유화학의 꽃입니다. 생산은 천연가스나 "납사 크래킹 센터(NCC)에서 생산합니다. 천연가스에서 저렴하게 에틸렌이 산지에서 처음 생산될 시기인 1990년대에는 납사 원료에 의한 NCC는 전부 문을 닫을 줄 알았습니다. 그러나 현재까지 NCC는 계속 증설되어 왔습니다.

초대형 장치산업인 NCC의 에틸렌 생산량은 표준 능력이 연산 300,000톤입니다. 프로필렌은 에틸렌의 60% 양이 부가적으로 생산됩니다. 우리나라가 각 생산 회사(SK, LG, GS칼텍스, 현대 오일, 여천NCC, 한화토탈, 롯데)도 공격적인 증설에 증설을 계속하여 연산 1400만 톤을 목전에 두고 있습니다. 심지어 3위 생산국인 사우디아라비아 자리를 넘보고도 있었습니다.

최근 LG화학에서 연산 800,000톤 NCC를 국제시장에 내놓았습니다. 사우디아라비아가 유력한 것으로 알려졌으나 아무도 모릅니다. 사우디아라비아는 탈석유화 정책을 추진 중에 네온 시티 등 타 수익 기반을 모색하고 있기 때문입니다. LG화학은 철저한 이익집단으로 2021년까지 호황을 누렸던 때를 벗어나자 던진 것입니다. 에틸렌 스프레드가 작년 하반기부터 올 상반기까지 연속하여 100달러 선으로 내려가면서 적자 폭이 커지기 때문입니다. 전에도 계열사 석유화학 공장 중에 5% 이하의 공장은 매각의 대상이었습니다.

오늘도 무더위에 동남아 전체가 열섬에 갇혔다. 지구온난화로 탈석탄 탈석유가 대세로 환경문제가 인류를 숨도 못 쉬게 합니다. 우리나라는 석유가 나지 않지만 석유제품을 수출하여 국가 경제에 이바지하고 있습니다. 에틸렌 부분도 마찬가지였으나 이제는 우리나라도 숨 고르기에 접어든 모양입니다. 기업의 탁월한 선택을 기대해 봅니다.

 

 

 

석유화학 기초산업에 대해 알아봤습니다.

다음 포스팅에는 석유화학기초유분에 대해 조금 더 세부적으로 포스팅해 보도록 하겠습니다.