석유화학_교정1025qxe

Transcription

1 석유화학으로 만드는 세상 석유화학산업의 이해

2 석유화학산업의 이해 석유화학으로 만드는 세상 석유화학으로 만드는 세상

3 석유화학산업의 이해 석유화학으로 만드는 세상

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5 차례 <석유화학으로 만드는 세상>은 석유화학산업에 대한 기초적인 이해와 석유화학 산업에 대한 이미지 개선을 위하여 제작된 것입니다. 본 책자 내용에 대한 문의는 한국석유화학공업협회 연구조사본부 최홍준( )에게 연락 주시기 바랍니다. 책을 펴내며 6 p 1부 석유화학으로 만드는 세상 1장 석유화학 시대 8p 1. 석유화학이 없다면 9p 2. 산업의 쌀, 석유화학 10p 3. 석기시대, 철기시대, 그 다음은? 12p 2장 산업의 지주, 생활의 친구 13p 1. 녹색 자동차를 만든다 13p 2. 전기와 전자에도 석유화학이 16p 3. 누가 화장실을 집 안에 넣었을까? 18p 4. 60억을 먹여 살리려면 20p 5. 석유화학으로 포장된 세상 23p 6. 옷을 뒤집으면 석유화학이 보인다 25p 7. 생활의 친구, 건강의 친구 30p

6 3장 미래를 여는 석유화학 34p 1. 첨단기술과 석유화학 34p 2. 나노 속의 석유화학 37p 3. 인공장기에서 사이보그까지 39p 4장 환경을 보존하는 석유화학 43p 1. 거꾸로 보는 환경 43p 2. 석유화학이 이끄는 저탄소 녹색성장 49p 3. 환경의 친구가 되어 가는 석유화학산업 50p 4. 석유화학산업의 환경 안전 보건 개선 운동 51p 2부 석유화학의 이해 1. 석유화학산업의 원료 55p 2. 석유화학제품의 제조공정 57p 3. 석유화학산업의 특성 59p 3부 석유화학산업의 발전 과정 및 제품 정보 1장 석유화학산업의 발전 67p 1. 세계 석유화학산업 67p 2. 한국 석유화학산업 72p 2장 주요 석유화학제품 정보 88p

7 책을 펴내며 자동차, 휴대전화, 텔레비전, 컴퓨터 등 어느새 생활 의 필수품이 된 이들 현대문명의 이기 덕분에 우리 의 삶은 더욱 편리하고 풍요롭게 변화해 가고 있다. 일반적으로 사람들은, 문명의 이기를 사용하게 된 것이 자동차는 자동차산업, 전자는 전자산업처럼 해당 산업의 발전 덕이라고 생각하기가 쉽다. 그러나 그 표면을 한 꺼풀만 벗겨내면, 석유화학산업의 뒷받침 없이는 어느 것 하나 이룰 수 없다는 것을 알 수있다. 이것이석유화학산업을 산업의 쌀 이라고하는이유 이기도하다. 문명의 혜택을 누리지 못하고 원시생활을 하는 인간 이 아니라면, 석유화학제품 없이는 제대로 생활하는 것이 불가능할 것이다. 우리가 먹고 자고 일하고 또 여가를 즐기며 살아가는 모든 것에 석유화학제품이 기본소재가 되지 않은 것이 거의 없다. 오늘날 석유 화학제품은 금속과 실리콘의 영역까지 넘보며 가장 유망한 소재로 각광받고 있다. 그러나 일반인들의 인식은 석유화학산업의 역할이나 기여에 비해 훨씬 못 미치고 있다. 석유화학제품은 자동차나 휴대전화 처럼 직접 눈에 보이는 것이 아니라 이들 제품을 만드는 기본소재이기 때문이다. 우리가 입고 있는 옷, 가방, 신발 같은 소지품을 비롯하여 사무실의 책상, 의자, 컴퓨터, 전화, 집 안 의 벽지, 바닥재를 비롯하여 온갖 가전기기, 주방용 품, 잡화용품에 이르기까지 석유화학제품을 소재로 하지 않은 제품이 거의 없을 정도로 우리 생활과 석유화학은 깊고 넓은 관계를 맺고 있다. 오늘날 석유화학 없는 세상은 상상할 수 없을 정도이다. 석유화학은 마치 물과 공기처럼 언제 어디서나 우리 생활을 지탱해 주고 있기 때문이다. 오늘날 석유화학산업은 이른바 브리지 산업 으로 석유화학으로 만드는 세상 6

8 불리며 주요 기간산업뿐만 아니라 정보통신, 나노, 바이오 등 첨단산업의 발전을 가능케 하는 소재산업 으로서의 역할을 맡고 있다. 또한 석유화학산업은 한국의 산업발전을 앞장서 이끌어 왔고 경제발전에 지대한 공헌을 한 대표적인 산업이다. 한국의 석유화학산업은 세계 5위의 입지 를 다졌고, 국내에서도 자동차, 철강, 반도체에 이어 4위의 생산 규모를 기록하고 있다. 역할뿐만 아니라 규모면에서도 여느 산업 못지않게 중요한 산업일 뿐만 아니라 특히 경쟁력 있는 대체 소재 개발이 현대의 과학 기술로는 어렵다는 점에서 유한한 천연자원인 석유는 앞으로 석유화학 산업의 원료로만 활용되어야 할 것이며 에너지원으로의 활용을 제한함으로써 지구 환경보전에도 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 이처럼 중요한 석유화학 산업 에 대한 일반인의 올바른 이해와 인식의 전환이 반드시 필요하다고 볼 수 있다. <석유화학으로 만드는 세상>은 석유화학산업에 대한 올바른 정보를 제공하기 위해 현대인의 생활과 석유화학제품이어떤관계를맺고있는지, 또 브리지 산업 으로서 석유화학산업이 첨단산업과 얼마나 깊은 관계를 맺고 있는지 살펴볼 것이다. 아울러 석유화학이 환경과 어떤 관계를 맺고 있는지, 또 환경 에 어떤 기여를 하고 있는지 짚어 볼 것이다. 본 책자 발간이 석유화학산업에 대한 일반인의 이해 의 폭을 넓히고, 석유화학산업에 대해 올바로 이해 하고 인식하는데많은도움이되기를바란다. 한국석유화학공업협회 회장허원준 7

9 1부 석 유 화 학 으 로 만 드 는 세 상 석유화학으로 만드는 세상 8

10 { 1장 석유화학 시대 1. 석유화학이 없다면 어느 날 아침 눈을 떠 보니 벽에서 벽지가 사라졌다. 방바닥의 장판도 사라지 고 시멘트 바닥이 발에 밟힌다. 거실로 나가 텔레비전을 보니 브라운관만 덩 그러니 놓여 있다. 텔레비전 속 전선들도 구리선만 남아 있어 잘못 만졌다간 감전되기 십상이다. 집 안에서 온통 철제와 나무틀, 차디찬 시멘트만이 보이 는 게 너무나 휑하다. 전등 스위치가 사라져 불을 켤 수도 없다. 친구에게 이 기가 막힌 이 상황을 설명하려고 전화기를 찾았는데, 버튼과 수화기가 사라 진 채 구리선과 전기회로만 보인다. 어떻게 이런 일이. 일단 밖으로 나가 동태를 살피려고 옷장 문을 열었는데 더 황당하다. 옷이 다 사라진 것이다. 대체 무슨 일이 일어난 걸까? 딱 하나가 사라졌을 뿐이다. 바로 석유화학산업 이 없다면, 이런 어처구니없는 일이 벌어지게 된다. 석유화학이 없다면 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 9

11 2. 산업의 쌀, 석유화학 석유화학산업이 뭘까? 단순한 질문 같지만 대답하기는 쉽지 않다. 석유산업도 아니고 화학산업도 아닌, 석유화학산업이라니. 석유화학산업을 한마디로 정의하면, 납사 같은 석유제품이나 천연가스를 원 료로 에틸렌, 프로필렌, 벤젠, 톨루엔 등 기초유분을 생산하는 것이다. 또한 기초유분을 원료로 합성수지(플라스틱), 합성섬유(폴리에스터, 나일론 등) 원 료, 합성고무 그리고 정밀화학 중간재와 화성품을 제조하는 산업이다. 이렇게 만들어진 석유화학제품은 소비자가 바로 사용하는 제품이 아니라, 자 동차, 전자, 건설, 섬유산업 등의 기초소재로 사용된다. 석유화학제품은 여러 산업의 원료와 중간제품으로 사용된다 하여 산업의 쌀 이라고 불린다. 우연 의 일치인지는 몰라도 석유화학을 대표하는 합성수지 고체입자인 펠릿 (Pellet)의 모양이 쌀 알갱이와 거의 비슷하게 생겼다. 이 정도 설명으로 석유화학산업이 그런 것이구나, 하고 이해하는 사람은 거 의 없을 것이다. 자동차나 전기 전자, 통신, 섬유, 건축산업의 최종제품은 우 리가 일상생활에서 쉽게 접할 수 있지만, 석유화학제품은 이들 산업의 원료 로 쓰이는 중간제품인 탓에 머릿속에서 그림을 그리기가 어렵기 때문이다. 석유화학은 의식주와 관련된 각종 생활용품에서부터 전기 전자, 컴퓨터, 자 동차, 건설 등 주요 산업의 원재료를 공급하는 산업이다. 또한 지난 70여 년간 종이, 철, 유리같은각종천연소재를 대체하고, 새로운용도를개척하는 소재 산업의 하나로 빠르게 발전하여 왔다. 일반인은 석유화학산업과 석유산업, 화학산업을 서로 혼동하는 경우가 많다. 석유산업은 에너지산업으로 납사 휘발유 경유 같은 석유류 제품을 생산 하는 산업이고, 화학산업은 석유화학산업, 정밀화학산업은 물론 비료, 의약 산업 등을 포함하는 보다 포괄적인 개념의 산업 범주이다. 석유화학으로 만드는 세상 10

12 석유화학 수요산업의 생산계통도 원유 석유산업 가솔린 납사 등유 경유 B-C유 석유화학산업 합성수지 폴리에틸렌 폴리프로필렌 폴리스티렌 ABS PVC 합섬원료 기초유분 아크릴로니트릴 에틸렌 DMT 프로필렌 에틸렌글리콜 부타디엔 TPA BTX 카프로락탐 중간원료 합성고무 SBR P-X B R VCM SB-Latex SM 등 기타화학제품 MDI/TDI/PPG/ 초산에틸 카본블랙 초산/MIBK 에폭시/페놀/석유수지 AB PBT/PC/POM 등 엔지니어링플라스틱 가공산업 플라스틱 가공업 섬유산업 고무산업 페인트/접착제 세제산업 화장품산업 식품산업 비료 농약산업 의약품산업 기타특수소재 최종제품 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 11

13 3. 석기시대, 철기시대, 그 다음은? 인류 문명을 시기별로 구분하는 방법 중에서 생활과 문화의 혁신을 가져온 재 료를 통해 구분하는 것이 있다. 석기시대, 청동기시대, 철기시대로 나누는 것 이 바로 그런 구분이다. 그렇다면 지금은 어떤 시대일까? 석유화학제품은 산업의 쌀 이라는 애칭을 가질 만큼 주요 산업의 기초원료 로 사용되고 있다. 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 생활용품, 가전기기, 통신기 기, 자동차, 건자재 등 현대사회를 구성하는 제품들이 석유화학제품을 기반으 로 하고 있다는 점에서 현대는 바로 석유화학 시대 라고 정의할 수 있다. 우리가 몸에 지니고 다니는 것은 물론 우리가 일상생활에서 이용하는 모든 물 건 중에서 석유화학과 연관되지 않은 것은 거의 없다. 집 안의 건자재, 바닥 재, 전기 전자제품, 생활용품, 의복, 이불 같은 화섬제품, 지하철 버스 같 은 운송수단, 휴대전화, 엠피쓰리. 이뿐만 아니라 주요 산업에서 생산되 는 제품의 원료 대부분은 석유화학제품과 직접, 간접적으로 연결돼 있다. 결국 석유화학산업 덕분에 우리는 온갖 문명의 이기를 사용할 수 있게 되었 고, 보다 더 풍요로운 삶을 영위할 수 있게 된 것이다. 이만하면 현대를 석유 화학 시대 라고 정의해도 지나침은 없을 것이다. 몸의 70%는 물, 몸의 소지품의 70%는 석유화학제품 신용카드(All) 5/5 지갑(Inner Parts) 30/5 휴대전화(Case, Parts) 100/80 상의(All) 400/40 안경(Lens) 50/30 품목(부문) 중량(g)/석유화학제품 중량(g) 속옷(Liners) 100/5 하의(All) 300/300 벨트(Liners) 150/20 양말(합성섬유) 20/10 손수건(합성섬유) 10/5 신발(Heel, Inner mat) 300/100 가방(인조가죽) 700/600 필기구(Holder) 50/45) Total 전체중량 : 2,217(g) 석유화학제품 : 1,605(g) 석유화학부분 : 약 70% 석유화학으로 만드는 세상 12

14 { 2장 산업의 지주, 생활의 친구 1. 녹색 자동차를 만든다 자동차산업은 석유화학 제품을 대량으로 소비하는 대표적인 산업으로 석유 화학산업의 발전과 궤를 함께한 대표적인 산업이다. 실제로 자동차에서 철과 알루미늄을 제외한 나머지 부분은 모두 석유화학제품으로 이루어진다고 보 아도 큰 무리는 없을 것이다. 석유화학제품 중에서 자동차 생산에 가장 먼저 사용된 것은 1924년 듀폰이 개발한 듀코 라는 도료인데, 자동차 도장 시간을 크게 단축하면서 다양한 색 의 구현도 가능케 하여 컬러 자동차 시대를 열었다는 평가를 받고 있다. 1940년대에는 타이어코드의 소재가 면에서 나일론으로 대체되면서 타이어 의 내구성 향상에 결정적 계기를 마련하였고, 주행 중 타이어 터짐에 대한 공 포도 크게 감소하였다. 자동차 경량화 석유화학제품이 본격적으로 자동차에 적용된 때는 1950년대 이후라고 봐야 할 것이다. 이때부터 합성수지가 플라스틱 이란 명칭으로 자동차 생산에 적 용되기 시작하였는데, 초기에는 주로 장식성 부품에 사용되었다. 1955년 기 준으로 승용차 한 대당 플라스틱 사용량은 평균 5킬로그램 정도였다. 그러다 가 1970년대 두 번의 오일쇼크를 거치면서 자동차 산업에서 연비 향상이 큰 과제로 떠올라 자동차 경량화의 필요성이 급부상했다. 이 같은 시대적 요구에 따라 기존의 철과 알루미늄 구조가 플라스틱으로 상당 부분 대체되었다. 또 자동차의 고성능화 추세에 따라 이에 부합되는 고성능 플라스틱 적용이 확대되면서 1970년대 후반부터 자동차용 플라스틱 수요가 크게 증가하게 되었다. 1970년대 초에는 승용차 한 대당 플라스틱 사용량이 평균 45킬로그램에 이르렀고, 1990년대에 들어서는 대당 사용량이 80킬로 그램 이상으로 늘었다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 13

15 자동차용 플라스틱 비중 Plastics 12% Steel 63% Nonferrous 10% Rubber 4% Glass 3% 자동차 소재의 혁신 오늘날의 자동차는 내장재 전체와 외장재, 또 부품의 상당 부분이 플라스틱 으로대체되었다. 특히, 최근자동차생산의큰 흐름인경량화, 모듈화는 플라 스틱 수요 증가를 더욱 촉진시키고 있다. 또한 세계적으로 자동차 생산에 있 어 소재 단일화가 또 하나의 주류 패턴으로 부상하면서 자동차용 플라스틱 수 요를 증가시키고 있다. 이는 플라스틱의 새로운 용도 개발의 기폭제 역할을 하게 될 것으로 기대를 모으고 있다. 자동차에 쓰이는 석유화학제품은 범퍼, 램프커버, 자동차 옆문의 아랫부분에 대는 로커커버, 유리를 차체에 부착하는 몰딩, 사이드미러 하우징 등 곳곳에 사용되고 있다. 자동차의 내장재는 거의 다 플라스틱 제품이라고 해도 과언이 아닐 만큼 대부 분의 재료를 플라스틱에 의존하고 있다. 자동차 앞부분의 패널이나 계기판, 스테레오 하우징, 각종 기능조작판, 프론트박스 등을 모두 플라스틱 제품으 로 만드는데, 주로 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 등의 범용 플라 스틱이 사용되고 있다. 자동차의 보닛을 열면, 냉각수 용기를 비롯한 각종 용기들이 불투명한 흰색 의 플라스틱으로 돼 있는 것을 볼 수 있다. 또한 각종 유체를 운반시키는 파이 프도 우레탄폼이나 폴리염화비닐 등을 성형해서 만든 제품이다. 연료시스템에서도 플라스틱 제품 사용이 점차 확대되고 있다. 연료탱크에는 석유화학으로 만드는 세상 14

16 핸들, Dash Board 등 (PVC, PU 등) Main Board, 편의설비 등 (합성고무, EPDM 등) 주로 폴리에틸렌 계열 제품이 사용되고, 연료펌프나 라인, 파이프 부분은 폴 리아세탈이나 나일론 같은 엔지니어링플라스틱 제품이 사용된다. 일반적으로 고급 차종을 제외한 일반 자동차의 좌석시트에는 우레탄으로 만 든 인조피혁, 그리고 폴리에스터 같은 합성섬유가 사용되고 있다. 자동차나 오토바이, 자전거처럼 바퀴가 있는 운송수단의 핵심 기능은 타이어 에 있다고 해도 과언이 아니다. 합성고무를 원료로 만든 타이어가 사용되면서 운송수단의 지면 마찰로 인한 에너지 손실이 크게 줄었고, 자기 무게의 몇 백 배 이상의 물체를 운반하는 것 이 가능해졌다. 또한 굴곡이 있는 지면을 지날 때 충격 흡수율이 높아 물체를 안전하게 운송할 수 있어 운수산업의 일대 혁신을 가져왔다. Packing류, 각종호스 (합성고무, EPDM 등) 미래 친환경 자동차의 지평 자동차용 주요 석유화학 제품 타이어 (SBR, BR 등) Bumper, 방향지시등 (PU, PP 등) Door 및 자동차 내장재 (PVC, PP 등) 최근 친환경 자동차를 비롯한 미래형 자동차 개발이 한창이다. 세계적으로 환경친화형 자동차가 향후 자동차 시장의 대세를 이룰 것으로 전망되고 있 다. 그 중 상업적 운용이 가장 유력한 것으로 하이브리드 자동차나 연료전지 자동차 등이 꼽히고 있다. 이들 미래형 자동차 개발은 고효율, 저공해를 목적으로 하기 때문에 가장 먼 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 15

17 저 동력원의 대체기술이 개발되어야겠지만 이와 더불어 자동차 경량화가 필 수 조건이라 할 수 있다. 경량화는 그 어떤 소재보다 가벼운 플라스틱의 물성을 얼마만큼 향상시키느냐 에달린것으로, 미래첨단자동차상용화의지평을열중요한요건이될것이다. 2. 전기와 전자에도 석유화학이 전기 전자 산업도 석유화학제품이 광범위하게 사용되는 대표적인 산업이 다. 이렇게 석유화학제품이 전기 전자 산업에서 광범위하게 사용될 수 있는 것은 바로 우수한 절연체라는 특성 때문이라고 할 수 있다. 전력공급의 완성, 석유화학 먼저, 전기산업에서 석유화학제품이 어떻게 이용되고 있는지 알아보자. 일반 적으로 전선이라 함은 전력 또는 전기신호를 보내기 위해 사용되는 선류의 총 칭으로, 알루미늄과 구리가 주원료로 사용된다. 그렇다면 전선의 어느 부분이 석유화학제품으로 구성되어 있을까? 알루미늄, 구리를 둘러싼 피복이 석유화학제품인 저밀도폴리에틸렌, 폴리염 화비닐을 주원료로 만들어진다. 일반적으로 합성수지를 비롯한 석유화학제 품은 딱딱한 제품이라고 생각하기 쉬우나 이 피복류는 합성수지 가공과정에 서 연화제와 안료를 첨가하여 만들어 전선을 보호하면서 전류의 흐름을 외부 와 차단시켜 주는 역할을 한다. 절연전선 석유화학으로 만드는 세상 16

18 전자 통신산업을 이끄는 석유화학 전자 통신산업에서는 석유화학제품이 어떻게 이용되는지 알아보자. 냉장 고, 세탁기, 텔레비전, 에어컨, 오디오, 컴퓨터 노트북, 휴대전화 등의 전 자 통신제품에서 전기를 통하게 하는 금속 부분을 제외하면 대부분의 부품 과 외장재는 석유화학 제품으로 만든다고 볼 수 있다. 가전제품 외장재의 원료로 많이 쓰는 합성수지로는 스타이렌(PS, ABS)이 있 다. 전자제품 내부의 케이스와 용기에는 폴리프로필렌과 폴리염화비닐이 많 이 쓰이고, 특정한 물성이 요구될 경우 우레탄폼이나 엔지니어링플라스틱 제 품도 상당 부분 쓰이고 있다. 또한 가전제품에서 철재 표면에 색을 입혀 부식을 방지하고 외관을 아름답게 하는 도료 재료 또한 아크릴수지나 불포화폴리에스터 수지 같은 석유화학제 품을 원료로 만든다. 최근 가전제품 생산 패턴이 빠르게 디지털화 슬림화 고급화되는 추세를 나타내고 있는데, 이 같은 생산패턴의 변화도 원료로 쓰이는 석유화학제품의 우수한 가공성과 성형성 때문에 가능한 것이라 할 수 있다. ABS 2% PVC% Others 3% Others 2% PP 9% PU 21% PP 25% PS 84% PS 27% ABS 16% PVC 8% 텔레비전용 플라스틱 비중 냉장고용 플라스틱 비중 첨단 정보통신제품의 보급, 석유화학에 달려 있다 인류의 첨단생활에 공헌한 대표적인 산업을 꼽으라고 하면 대부분 별 고민 없 이 전자 통신 산업을 떠올린다. 누구나 한 번쯤은 영화에서나 가능한 일들 이 실생활에서 적용되는 것을 보고 놀란 경험이 있을 것이다. 예를 들어, 가전 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 17

19 제품을 비롯한 집 안의 모든 기기들이 홈 네트워크로 연결되어, 집밖에서 휴 대전화로 보일러를 켜고, 욕조에 물을 받고, 조명을 켜는 것처럼 영화에서나 가능할 법한 일들이 실생활에 적용되고 있는 것이다. 또한 은행이 아닌 곳에 서 돈을 송금하고 이체한다는 것, 장소에 구애받지 않고 텔레비전과 영화를 보고, 인터넷을 한다는 것은 십여 년 전에는 상상으로나 가능한 일이었다. 이 른바 유비쿼터스를 실현하게 된 것이 바로 전자 통신 산업의 발전 덕분이 고, 이를 통해 인류는 문명의 혜택을 누리게 된 것이다. 전자 통신산업의 첨단화에 자체적인 기술 발전이 큰 역할을 한 것은 부인할 수 없는 사실이다. 그러나 우리가 첨단 문명의 이기를 누리려면 제품의 보급 화 상용화가 필수적으로 선행되어야 한다. 이는 원료가 되는 석유화학제품 없이는 절대로 실현될 수 없는 일이다. 앞으로 전자 통신산업의 첨단화가 어느 정도 실현될 수 있을 것인가, 그리고 인류가 그 혜택을 얼마나 누리느냐 는 제품의 상용화와 보급화에 지대한 역할을 하는 석유화학산업에 달려 있다 고볼수있다. 3. 누가 화장실을 집 안에 넣었을까? 이 책의 시작에서 오늘날을 석유화학 시대 로 정의하였다. 그만큼 석유화학 산업은 생활 밀착형 산업이며, 동시에 인류의 생활문화를 상당 부분 바꾼 주역 이기 때문이다. 건축산업도 예외일 수는 없다. 현대 주택문화의 변화를 이끌 고 새로운 건축양식을 들여온 장본인 역시 석유화학산업이라고 할 수 있다. 석유화학, 아늑한 주거문화를 만든다 넓고 시원한 원목무늬 바닥, 따뜻한 느낌의 카펫, 우아한 분위기의 벽지, 푹신 한 소파, 넓은 창에 단정하게 드리운 커튼과 베란다의 버티컬 블라인드. 현 대인의 쉼터인 아늑한 집이라고 하면 흔히 떠올리는 장면이다. 이때 떠오르는 모든 것들의 공통점은 바로 석유화학제품을 원료로 만든 제품이라는 것이다. 석유화학으로 만드는 세상 18

20 원목무늬 바닥은 무늬만 나무인 폴리염화비닐 바닥재이고, 따뜻한 느낌의 카 펫은 주로 나일론섬유로 만들어진다. 또 부드러운 분위기의 벽지는 종이에 폴리염화비닐을 코팅한 것이 대부분이고, 푹신한 소파는 폴리염화비닐이나 폴리우레탄으로 만든 인조가죽일 가능성이 높으며, 단정하게 드리운 커튼과 버티컬 블라인드는 대부분 폴리에스터섬유와 폴리프로필렌섬유로 만든다. 또한 창틀, 벽 속에 숨어 있는 단열재, 욕실자재 등도 주로 석유화학제품을 원 료로 사용한다. 창틀의 경우, 과거에는 나무나 알루미늄 새시가 주로 사용되 었으나, 80년대 이후 폴리염화비닐 창틀로 빠르게 대체되었다. 요즘같은고유가시대에는 지붕, 천정, 벽, 마루등에단열재를 사용하는것은 거의 필수라고 할 수 있다. 보통 단열재의 재료는 유리섬유 같은 광물계와 스 티로폼, 폴리우레탄 같은 석유화학계로 나뉜다. 요즘은 열효율이 높고 방수 성이 좋은 석유화학제품이 상대적으로 많이 사용되고 있다. 또한 과거 더러움의 상징으로 멀리 거리를 두던 화장실이 생활공간의 하나인 욕실로 편입된 것도 강화플라스틱을 원료로 욕조, 세면대, 변기를 일체형으로 만든 일체형욕실(Unit Bath Room)이 공급되었기 때문에 가능해진 것이다. 주택용품에 석유화학제품, 그 중에서도 폴리염화비닐이 다량으로 사용되는 이유는 무엇일까? 우선 경제성이 중요한 요인이겠고, 나무 종이나 천연섬 유에 비해 난연성이 우수하고, 주택용 자재로써 성형가공성이 우수하기 때문 이다. 석유화학, 유비쿼터스 공간을 완성한다 21세기에 접어들면서 이른바 유비쿼터스 IT 혁명 이 우리의 생활과 주거환 경을 바꾸고 있다. 최근에 지어진 첨단 아파트에는 홈 네트워크를 도입하여 외부에서 집 안을 제어하는 유비쿼터스 개념이 적용되고 있다. 가까운 미래의 거실에서는 가정의 모든 기기들이 디지털 신호를 매개로 서로 연결될 것이다. 사람이 소파에 앉으면 디스플레이는 주인을 인식하여 그날 배달된 메일을 검색해 준다. 또한 간밤에 다 보지 못한 영화를 다시 보여 주다 가 사람이 일어서면 자동으로 상영이 중지된다. 외부에서 휴대 단말기로 거 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 19

21 실의 모든 가전제품을 조작할 수 있고, 청소 로봇이 청소를 하게 된다. 바야흐로 사물과 환경에 컴퓨터를 장착해 기능을 지능화하고 사용자의 다양 한 요구를 충족시키는 맞춤형 시대가 도래하게 될 것이다. 이 같은 유비쿼터 스 공간의 완성은 이에 걸맞은 소재를 뒷받침 하는 석유화학을 통해 이루어지게 될 것이다. 석유화학이 만드는 미래주택의 유비쿼터스 4. 60억을 먹여 살리려면 19세기 말 식량부족이라는 어두운 그림자가 인류를 짓누르고 있었다. 인구 증가는 식량 공급을 초과할 것이며, 인구의 기하급수적인 증가는 결국 인류 를 파멸로 이끌게 될 것이라는 비관적 전망이 세계를 뒤덮고 있었다. 실제로 19세기 말의 인구는 약 16억 명이었고, 농업 생산량은 더 이상 증가하지 못하 고 있었다. 그러나 현재, 지구의 인구가 60억에 육박하였음에도 일부 국가를 제외하고는 기아사태는 드물다. 이는 단기간에 농업생산량이 크게 늘어났기 때문이다. 더구나 경작할 수 있는 토지가 크게 늘지 않은 상태에서 이루어진 것임을 감 안할 때 대단한 성과임을 알 수 있다. 또한 그 과정에서 세계적으로 농업인구 가 급감되었다는 것까지 감안하면 실로 엄청난 혁신이라 할 수 있겠다. 이는 농업의 생산성 혁신에 따른 것이다. 특히, 생산성 혁신에 석유화학산업 석유화학으로 만드는 세상 20

22 의 역할이 지대했고, 앞으로도 그 역할이 더욱 커질 것이라는 데 우리는 주목 해야 할 것이다. 시설농업 보급으로 생산성 혁신 농업에서는 주로 농약과 농업용 필름 생산에 석유화학제품이 많이 사용되어 생산성을 높이고 있다. 농업용 필름은 비닐하우스라든지, 밭을 덮는 검정색 비닐을 연상하면 쉽게 이해가 갈 것이다. 농업용 필름은 크게 비닐하우스용, 못자리나 원예작물 보 호용, 밭작물을 보호하는 비닐로 나눌 수 있다. 비닐하우스용 필름의 등장으 로 경지이용 효율이 크게 높아졌고, 계절과 날씨에 민감한 밭작물 원예작물 의 생산성을 크게 향상시켜 계절과 관계없이 농산물과 원예작물을 재배할 수 있게 되었다. 우리가 흔히 보는 농업용 필름은 밭작물이 심어진 경작지를 덮은 것이다. 이 때 비닐의 역할은 밭작물 주변에 잡초가 자라나 작물의 영양분을 뺏는 것을 막고, 또 토양이 강한 햇볕에 노출되어 쉽게 건조되는 것을 막는다. 농업용 하우스는 주로 폴리에틸렌을 원료로 생산되는 비닐하우스와 플라스 틱판 하우스로 나뉜다. 플라스틱판 하우스는 기존 비닐하우스의 내구성을 강화시킨 것으로 외형은 유리처럼 투명하지만 충격강도가 유리보다 강하며 경제성이 좋다. 한편 우리나라에서는 1990년대 중반 육묘산업이라는 하이테크 고부가가치 산업의 등장이 농업의 혁신을 가져왔는데, 이 같은 시설농업 보급에도 석유 화학이 결정적인 역할을 하였다. 육묘산업은 농작물의 어린모를 묘상 또는 못자리에서 기른 후 판매하는 산업으로 밭에 씨를 직접 뿌릴 수 없는 경우, 그 리고 어린 식물 시기에 주의 깊은 관리가 필요한 경우, 또는 밭의 이용률을 높 이기 위해 육묘 전문 업체에서 육묘를 재배하여 판매하는 경우에 필요한 시스 템이다. 이러한 육묘산업은 재배 농가의 수익증대를 이끌어 농업의 현대화와 부가가치 향상에 크게 기여하고 있다. 육묘산업에서 육묘상자와 컵, 깔판, 씨앗파종기, 분무기 등 육묘설비와 관련 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 21

23 된 대부분의 자재는 합성수지로 만든 플라스틱 제품이다. 이때 사용되는 육 묘재료가 갖추어야 할 물성은 수분으로 인한 부식이 없는 고강도 경량의 소 재여야 한다. 따라서 합성수지가 최적의 소재로 각광받으며 적용되고 있다. 시설 농업 수확하는 어업에서 기르는 어업으로 어업에서도 석유화학산업의 역할은 매우 중요하다. 이른바 수확하는 어업 에서 기르는 어업 으로 변화하여 어업 생산성의 혁신을 이루는 데 석유화학 산업의 역할이 지대했다는 것은 누구도 부인할 수 없는 사실이다. 물위에 띄워 경계선을 삼는 부표는 폴리스티렌을 발포시켜 만드는데, 매우 가벼우면서도 젖지 않고 물에 뜨는 성질이 있다. 또한 각종 어망과 배의 조정 을 위해서 사용되는 두꺼운 밧줄도 모두 합성수지를 이용하여 만든다. 강도 를 높이기 위해 합성수지를 녹여 얇은 실 모양으로 뽑아내고, 이러한 실들을 모아 얇은 줄로 꼰 후, 이들끼리 또 한 번 꼬아서 매우 강한 밧줄이나 어망으로 만든 것이다. 이 밧줄은 수백 겹의 합성수지 실로 만들어졌기 때문에 과거에 천연섬유나 짚 단으로 만든 밧줄보다 훨씬 질기다. 날카로운 칼이나 가위로도 끊기가 어려 석유화학으로 만드는 세상 22

24 5. 석유화학으로 포장된 세상 울 만큼 강도와 내구성이 우수하다는 평가를 받는다. 이러한 합성섬유 어망의 보급과 각종 플라스틱 제품의 활용으로 어법의 효율성이 높 아지면서 수산업 생산량이 크게 증가한 것으로 평가되고 있다. 어망 포장 물류산업 역시 석유화학제품의 거대 시장이라 할 수 있다. 일반적으로 포장 하면 제품 보호를 목적으로 제품을 봉투나 용기 등에 넣어 보관하는 것을 말하고, 물류는 이렇게 포장된 제품을 목적지까지 운송하는 수단으로 생각할 수 있다. 플라스틱 제품이 등장하기 이전의 포장 물류 자재의 재료 는 목재, 금속, 종이, 유리 등이 중심이었다. 이들과 비교해 플라스틱은 경량 성, 투명성, 내충격성, 디자인성, 양산성 등이 우수하여 오늘날 포장 물류의 중심 자재로 대량으로 사용하게 되었다. 오늘날 포장의 기능은 단순한 제품 보호에서 운송, 보관, 홍보 등의 기능으로 확대되었고, 이는 다시 물류의 현대화, 표준화에 기여하여 현대 유통시장의 혁명을 가져왔다. 여기에서도 플라스틱으로 대표되는 석유화학산업의 역할 이 매우 크다는 것을 강조하고자 한다. 플라스틱, 식품 포장에서 물류까지 포장 물류산업에서 석유화학제품은 필름, 봉투, 용기, 트레이, 시트, 팔레 트, 컨테이너 등 매우 다양한 용도로 쓰이고 있다. 먼저 식품 포장을 살펴보자. 일반적으로 식품 포장은 보호와 보관, 안전과 위 생, 경제성 등의 기능을 갖추어야 한다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 23

25 플라스틱은 내열, 가스 차단, 치수 안정, 경량, 재활용 등의 기능이 우수하여 포장재와 용기 생산에 폭넓게 적용되고 있다. 실제로 우리가 마트나 슈퍼마켓에서 구입하는 식품의 포장과 용기의 대부분 은 석유화학제품으로 만들었다고 봐도 큰 무리는 아닐 것이다. 석유화학제품으로 만든 다양한 필름이 식품 포장에 사용되고 때론 기능성 필름이 적용되기도 한다. 최근 석유화학제품으로 만든 페트병은 유리나 알루미늄 용기 를 대신해 빠르게 그 자리를 차지하고 있다. 유제품 음료와 컵 라면 용기 또한 석유화학제품인 폴리스티렌이 많이 사용되고 있다. 한편, 일반 포장에서는 레진봉투가 등장하면서 종이봉투를 빠 르게 대체하기 시작했는데, 쓰레기봉투를 비롯한 레진봉투에 는 폴리에틸렌이 주로 사용된다. 이밖에도 각종 세제, 목욕용품 등의 용기 생산에도 합성수지가 폭넓게 사용되고 있다. 식품이나 일반 생활용품 포장 외에도 전자 전기기기 포장에 도 석유화학제품이 사용되고 있다. 또한 물류용으로는 팔레트 를 비롯하여 플라스틱 컨테이너에 이르기까지 다양한 부문에 서 석유화학제품이 사용되고 있다. 산소 맥주 산화를 철저히 막는 활성신소재 스캐빈져캡 철 나일론 PET병맥주의 재료 구성 레진 석유화학제품으로 포장된 세상에서 사는 우리 포장과 물류의 원료로 석유화학제품이 많이 사용되는 이유는 첫째, 오늘날 대 부분의 판매가 재래시장과 달리 마트의 계산대에서 한꺼번에 이루어지다 보 니, 상품을 일정 단위로 미리 포장하여 진열하는 것이 필요하기 때문이다. 둘째, 대량으로 생산 판매되는 제품을 효율적으로 운송하기 위해 플라스틱으 로 된 트레이, 필름, 봉투 같은 석유화학제품의 활용도가 높아졌다는 것이다. 셋째, 대형 마트가 늘어나면서 진열하기 쉽고 포장지에 상품 정보를 표시하 기 쉬운 석유화학제품이 많이 시용된다는 것이다. 가까운 편의점이나 마트에 가서 상품의 포장 뒷면을 살펴보라. 앞에서 언급 석유화학으로 만드는 세상 24

26 한 석유화학제품의 이름을 포장지 뒷면에서 쉽게 찾을 수 있을 것이다. 우리가 평소에 먹고, 마시고, 사용하는 것 대부분의 포장재는 석유화학제품 을 원료로 만든 것이다. 그렇다면 우리는 석유화학제품으로 포장된 세상에 살고 있다고 할 수 있지 않을까? 석유화학제품으로 만든 식품포장지의 예 6. 옷을 뒤집으면 석유화학이 보인다 일반적으로 석유 하면 휘발유나 등유 같은 연료 로 생각하기 쉽다. 또 머리 가 아플 정도로 독한 냄새가 나는 끈끈한 까만 액체로 여기기도 한다. 석유에 대해지식이 좀있는사람은, 내연기관의 연료, 가정용, 산업용 에너지원정도 로 여기는 경우가 일반적이라 할 수 있겠다. 석유로부터 우리가 입는 부드럽고 뽀송뽀송한 옷을 만들어낸다는 것은 일반 인은 상상조차 하기 어려운 이야기일 수도 있다. 그러나 실제로 우리가 입고 있는 옷의 대부분은 석유에서 나온 석유화학제품 을 원료로 만든 실로 만든 것이다. 지금 입고 있는 옷 안쪽의 태그를 보면 바로 알 수 있다. 태그의 성분조성표에 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 25

27 서 폴리에스터나 나일론, 레이온 등의 석유화학제품 이름을 쉽게 접할 수 있 을 것이다. 믿기 어렵겠지만, 그것들이 바로 석유에서 나오는 석유화학제품 을 원료로 한 합성섬유이다. 섬유 중에서 천연섬유를 제외한 모든 섬유는 석유화학제품을 원료로 만든 합 성섬유라고 볼 수 있다. 대표적인 합성섬유로는 폴리에스터와 나일론, 아크 릴섬유등이있다. 나일론, 석탄과 공기와 물로 만든 섬유 세계 최초의 합성섬유인 나일론은 아주 우연한 기회에 한 연구원의 예리한 통 찰력으로 발견되었다. 폴리에스터가 얼마나 늘어나는지 알아보려고 장난을 친 것이 계기가 됐다. 연구원이 폴리에스터 덩어리를 막대기에 붙여 넓은 방 안을 돌아다녔더니 가는 실이 뽑아져 나온 것이다. 듀폰사의 케러더스라는 연구원은 이 말을 듣고, 녹는점이 낮아 섬유를 만들 수 없는 폴리에스터에 이러한 성질이 있다면 녹는점이 높은 폴리아미드에도 같은 성질이 있을 것이라고 생각해 실험을 했다. 그의 예상대로 폴리아미드 는 긴 실을 뽑아냈고, 이것이 바로 나일론 발명의 초석이 되었다. 나일론은 1939년에 뉴욕 만국 박람회에서 가장 주목을 받은 출품작 중의 하 나였다. 듀폰사는 석탄과 공기와 물만으로 만든 섬유, 거미줄보다 가늘고 강철보 다 질긴 기적의 실 이라며 나일론을 대대적으로 광고하였다. 석탄에서 분해 된 탄산과 석유에서 만든 아디프산을 원료로 반응시킨 것으로 나일론66이라 는 제품이다. 듀폰의 나일론 개발 이후 라이벌 회사인 독일 이게파르벤도 연구 개발에 박 차를 가해 듀폰의 나일론과 전체적인 성질은 같지만 분자구조가 약간 다른 나 일론을 개발하였다. 이는 석유에서 나온 카프로락탐을 중합시킨 것으로 나일 론6라 불린다. 1940년 5월15일, 뉴욕에서 나일론 스타킹이 처음 발매되었을 때 불과 몇 시 간 만에 400만 켤레가 팔렸다고 한다. 당시 나일론의 인기는 가공할 만했는 석유화학으로 만드는 세상 26

28 섬유원료 (Textile Fiber) 실 (Yarn) 직물 편물 (Knitted Fabric) 의류제품 (Apparel Goods) 데, 미국 여성이라면 적어도 한 켤레 이상의 나일론 스타킹을 가지고 있을 정 도였다고 한다. 나일론의 발견으로 그동안 면화, 비단, 모피 등의 자연물에 의존하던 섬유 생 산이 인공으로 대량 생산되는 화학제품으로 넘어가, 의복의 재료를 값싸게 얻을 수 있는 길이 열렸다. 섬유가 만들어지기까지 천연섬유 (Natural Fiber) 화학섬유 (Chemical Fiber) 원면 Pulp 원모 면 Linter 마 Caporolactam 견 DMT/TPA AN-monomer 방적 (Spinning) 중합 / 방사 (Polymerization/Spinning) 면방적(링/오픈 헤드) 레이온, 리오셀, 큐프라 모방적 (Staple Fiber) 아세테이트, 나일론(6,66) 마방적 폴리에스터, 아크릴, PVC 견방적 비닐리덴, 폴리에틸렌 폴리프로필렌, 비닐론 폴리우레탄(스판덱스, 라이크라) (연사) 부직포 (Nonwoven Fabric) 제직/편직 (weaving/knitting) 염색/가공 (Dyeing/Finishing) [침염 날염] 봉제 (Sewing) <자료>한국의류산업협회 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 27

29 폴리에스터, 다리지 않는 섬유 합성섬유 중에서 가장 대량으로 폭넓게 사용되는 것은 폴리에스터라고 할 수 있다. 폴리에스터는 단독으로는 물론이고 면과의 혼방, 모직과의 혼방으로도 폭넓게 사용되고 있다. 또한 폴리에스터는 섬유 가닥 속에 구멍이 있어 보온력이 좋기 때문에 겨울 외투나 점퍼를 만들 수도 있다. 물에 빨아 입을 수 있어 일명 물실크라 불리는 폴리에스터는 광택이나 촉감이 실크와 거의 같아서 속옷, 웨딩드레스, 전통 의복인 한복에까지 사용된다. 사실 폴리에스터 섬유로 만들 수 없는 옷이 없 을 정도이다. 그렇다면 이렇게 만능 섬유인 폴리에스터는 어떻게 개발되었을까? 참고로 제품명에 폴리 라는 접두어가 붙으면 폴리 뒤에 나오는 제품이 다 량 중합되었다는 것을 뜻하는데, 예를 들어 폴리에틸렌은 에틸렌이 다량 중 합되었다는 뜻이다. 단, 폴리에스터의 경우는 에스터 라는 제품이 중합된 것 이 아니라 에스터 라 불리는 결합형태가 반복된다는 의미이다. 나일론으로 세계 합성섬유 시장을 재패한 듀폰에게 위기감을 느낀 유럽의 화 학회사들은 나일론의 기세를 꺾을 만한 대체 제품을 찾아내기 위하여 혈안이 되어 있었다. 당시, 영국의 한 업체가 아로마틱 화합물과 에틸렌계 제품을 반 응시켜 에스터 결합으로 연결되는 고분자 합성에 성공한 것이 계기가 되었 다. 이 업체는 이것이 섬유로 이용가치가 충분히 높다는 것에 착안하여 아이 씨아이(ICI)와 함께 상업화에 착수하였으나, 고분자덩어리에서 미세한 실을 뽑아내는 기술 개발이 어려워 무산되었다. 결국 아이씨아이는 듀폰과 합작으 로 폴리에스터를 개발했고, 두 회사는 지역을 나눠 판매하게 되었다. 폴리에스터 시판 때도 듀폰의 광고는 대중에게 매우 인상적으로 다가왔다. 폴리에스터를 수영장에서 적셨다가 말리는 장면에 세탁 후 다리지 않고 입 는옷, 영원히 다려진 옷 이라는 광고 문구를 넣은 것이다. 일상복에서부터 산업용 특수복까지 과거에는 합성섬유가 흡습성이나 감촉에서 천연섬유에 뒤떨어진다고 여기 석유화학으로 만드는 세상 28

30 던 때도 있었다. 하지만 최근에는 천연섬유를 능가하는 감촉과 기능성을 겸 비한 합성섬유가 잇따라 개발되면서 일상생활부터 산업까지 그 활용 범위가 더욱 넓어지고 있다. 온도 변화에 따라 색이 바뀌는 카멜레온 섬유, 태양열을 효과적으로 흡수하 는 축열섬유, 방수스키복이나 방수재킷처럼 땀은 빠져나가지만 빗물은 스며 들지 않는 기능을 가진 섬유들이 그 예라 할 수 있다. 또 한 합성섬유 중에는 아라미드라는 초강력 섬유가 있는 데, 이 섬유는 강도가 우수하고 내열성이 좋아 특히 산업 용으로 폭넓게 적용되고 있다. 아라미드로 만드는 섬유는 반도체 생산라인에서 반드시 입어야 하는 방진복부터 방탄복, 소방대원의 방열복, 용 접공의 용접복, 우주왕복선의 우주복으로도 이용되고 있다. 합성섬유의 적용은 여기에서 그치지 않는다. 합성섬유 제조기술이 탄소섬유나 인공피혁, 심지어는 인공장기 기술로 이어지는 등 그 적용 가능성은 앞으로도 무궁무 진하다 할 수 있겠다. 합성섬유의 적용 사례, 우주복 합성섬유, 유비쿼터스 시대를 연다 옷은 사람이 항상 입고 다닌다는 점 때문에 최신 과학기술의 적용 대상으로 연구되고 첨단화되고 있는 분야이다. 앞으로 장소나 시간의 구애를 받지 않고 언제 어디서나 통신을 하는 유비쿼터 스 시대를 여는 데도 기능성 섬유의 역할이 기대되고 있다. 디스플레이 화면 이 장착된 소매로 텔레비전을 보거나, 걸어 놓은 옷으로 텔레비전을 보고, 옷 속에 통신회로가 내장되어 있어 별도의 장치 없이 팔을 드는 것만으로도 통화 할 수 있는 그런 시대를 기대하는 것이다. 이런 기술 발전에는 당연히 석유화 학제품으로 만드는 합성섬유의 활약이 뒷받침되어야 한다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 29

31 7. 생활의 친구, 건강의 친구 합성수지의 주요 용도로 생활 잡화 부문을 빼놓을 수 없다. 석유화학제품은 식탁용품부터 가방류, 샌들, 슈즈 등의 신발류, 행거, 물통, 우산, 버튼, 문구, 완구 등 일일이 열거할 수 없을 만큼 많은 제품에 적용되어 우리 생활을 뒷받 침하고 있다. 아이를 키우는 석유화학 석유화학제품은 물이나 공기처럼 우리 곁에 항상 있기 때문에 의식을 못해서 그렇지, 알고 보면 아이가 태어나 자라는 일거수일투족에 연관되지 않은 게 없을 정도로 가까운 존재이다. 특히 유아와 미취학 아동용품은 가볍고, 깨지지 않아야 하며, 아이가 온몸으로 뭉개도 끄떡없을 정도로 튼튼해야 한다. 또한 물이나 침, 소변 같은 화학물질에 안전해야 하고, 우유병 같은 일부 용기는 끓는 물에도 안전해야 하며, 서로 부 딪혀도 상처가 없으면서 소음이 적어야 한다. 또 사용기간이 짧은 성장기 어린 이용품이므로 저렴해야 한다. 이같이 까다로운 조건을 거의 완벽하게 소화해 낼 수 있는 제품이 바로 석유화학제품의 대명사인 플라스틱인 것이다. 육아에 이용되는 유모차나 장난감 자동차, 인형, 실내 어린이 놀이터에 있는 거의 모든 제품이 플라스틱으로 만든 것임을 쉽게 알 수 있다. 인큐베이터나 우유병에는 고강도 고투명성 수지가 사용되고, 종이기저귀에는 폴리프로 필렌 부직포와 고흡습성수지가 사용되며, 근래 많이 사용되는 조립식 바닥 깔개에는 발포 폴리에틸렌이 사용된다. 오늘날 비좁은 도시에서 충분한 놀이공간을 확보하지 못하는 아이들에게 플 라스틱이라는 좋은 친구가 있어 얼마나 다행인가! 건강의 문지기 칫솔에도 예로부터 우리 선조들은 건강한 치아를 오복의 하나로 여겼다. 치아는 사람 이 취하는 모든 영양분을 인체에서 흡수할 수 있는 형태로 바꿔 주기 때문에, 석유화학으로 만드는 세상 30

32 치아에 탈이 나면 영양분 섭취에 적신호가 켜진다. 석유화학제품이 개발되기 전, 서양의 귀족은 동물의 뼈나 상아를 칫솔대로, 동 물의 털을 칫솔모로 썼다고 한다. 물론 서민은 생각하기 어려운 고급품이다. 조그맣고 단순해 보이는 칫솔모에는 참 많은 기능들이 요구된다. 우선 약간 뻣뻣하여 치아 사이의 찌꺼기를 제거할 수 있어야 하고, 그러면서도 너무 강 해서 잇몸을 상하게 해서는 안 되며, 탄력성이 있고 잘 닳지 않으면서 물을 흡 수하지 않고 빨리 말라야 한다. 이 중 어느 것 하나라도 충족하지 못하면, 칫 솔의 역할을 다할 수 없다. 이러한 요구를 딱 충족시키는 게 석유화학제품으로, 주로 나일론이나 폴리에 스터가 사용된다. 매캐한 냄새의 검은 석유로부터 만들어진 제품이 하루에 두세 번씩 우리 입속으로 들어가 구강청결을 지켜 주는 도구로 변신하게 된 것이다. 건강의 문지기, 칫솔 석유로 빨래를 최근의 세탁기 광고 중에서 기억에 남는 장면이 있다. 하얀 원피스를 입은 아이 가 환하게 웃으며 세탁기에서 자기보다 훨씬 큰 하얀 곰 인형을 꺼내며 즐거워 하는 장면이다. 이 장면은 세탁기, 세탁물, 배경화면 모두 하얀색으로 깨끗함 을 강조하고, 아이를 모델로 하여 순수한 이미지를 가미한다. 이때 세탁기에 투 입하는 세제가 시커먼 석유에서부터 추출된다는 것은 참 신기한 일이다. 기원전까지 인류는 세제를 사용한 기록이 없다고 한다. 다만, 초목의 재를 물 에 개어서 빨래를 했다는 기록이 있는데, 더 이상 발전된 형태는 나와 있지 않 다. 따라서 고대 인류는 씻는 습관이 거의 없었고, 대신 강한 향이 나는 향유 를 사용해서 몸 냄새를 감춘 것으로 추정할 수 있다. 기원후부터 서서히 세제 형태의 제품이 생산되는데, 동물의 기름과 잿물을 함께 끓여서 만들었다. 하 지만 동물의 기름이라는 매우 한정적인 재료를 사용하기 때문에 일부 귀족층 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 31

33 만 사용할 수 있었고, 대부분 양잿물 세탁, 즉 손빨래로 세탁을 해야 했다. 그러나 2차 세계대전 이후 세제에도 혁명이 일어났다. 계면활성제를 주재료 로 하는 합성세제가 개발되었기 때문이다. 계면활성제는 한 분자가 친유성과 친수성을 동시에 갖고 있어, 한 팔로 물을 잡으면서 다른 팔로 이물질을 잡아 세탁물로부터 분리시키는 역할을 한다. 계면활성제는 석유화학의 기초 원료의 하나인 벤젠과 황산으로 만든 것이 대 표적인 제품이다. 물론 오늘날의 세제에는 분리된 이물질이 다시 세탁물에 붙지 않게 하는 성분, 세탁물의 색을 돋보이게 하는 염료 등이 들어 있는데, 이들 또한 주로 석유화학제품에서 출발한다. 인간에게 청결함을 선사하는 합성세제에서 석유의 모습을 찾아볼 수는 없지 만, 실은 석유화학제품이라는 놀라운 사실을 우리는 받아들여야 한다. 세제에도 석유화학제품이 스트레스를 풀어주는 석유화학 현대 문명의 발전과 함께 스포츠도 진화하고 있다. 이는 스포츠 도구의 진화 를 의미하는 것으로, 다양한 도구가 저가로 공급된 덕분에 스포츠의 대중화 와 기록경신으로 이어진 것이다. 석유화학으로 만드는 세상 32

34 대표적인 예로써 축구공을 들 수 있다. 19세기까지는 소나 돼지의 오줌보에 바람을 넣은 공과 동물가죽에 털을 집어넣은 공이 주로 사용되었다. 그 후 더 완전한 구형을 만들기 위해 가죽 내부에 고무를 넣어 만들었지만, 축구공을 차는 순간 발이 아플 정도로 무겁고 딱딱해 지금처럼 경기가 활력이 넘치진 못했다. 그러나 석유화학제품을 쓰면서부터 표면이 부드럽고 질기며, 컨트롤 이 잘되고 속도가 빠르며, 방수가 잘되는 축구공이 만들어졌다. 현대의 축구공은 천연고무에 바람을 넣은 다음, 질긴 합성섬유(폴리에스터 또는 나일론) 실로 고무공을 감싸고, 표피를 인조피혁(주로 폴리우레탄)으로 감싸서 만든다. 이때 가장 바깥 표피의 소재가 공의 가치를 결정한다. 월드컵의 인기와 함께 월드컵에서 공식적으로 사용되는 공의 인기도 높아지 고 있는데, 월드컵 공식 축구공 제조업체인 아디다스는 월드컵 때마다 새로 운 표피처리 방법을 선보이면서 엄청난 수익과 이미지 효과를 챙기고 있다. 스포츠에 사용되는 공 이외에도, 육상의 트랙, 수영복을 비롯한 특수복, 장대 높이뛰기의 장대를 비롯하여 농구 배구의 그물까지 스포츠용품의 80% 이 상이 석유화학소재로 만들어지고 있다. 다양한 스포츠에도 석유화학제품이 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 33

35 { 3장 미래를 여는 석유화학 1. 첨단기술과 석유화학 정보전자소재도 석유화학이 오늘날 정보기술(IT)산업은 21세기 지식정보화시대를 주도해 나가는 미래성 장엔진으로 산업과 경제전반의 높은 관심을 받고 있다. 나날이 발전하는 정보기술은 시간과 공간의 장벽을 없애면서 이른바 유비쿼 터스 라는 새로운 생활환경을 만들어가고 있다. 유비쿼터스란 언제 어디서 든 존재한다 는 뜻의 라틴어에서 유래한 것으로, 언제 어디서든 자유롭게 네 트워크에 접속하여 원하는 정보와 서비스를 이용할 수 있는 환경을 뜻한다. 유비쿼터스의 등장은 사람과 사람 간에 소통하는 것을 넘어, 사람과 사물이 소통하고, 사물과 사물이 서로 통신을 하는 그런 시대가 도래했다는 뜻이다. 정보기술산업이라고 하면 언뜻 전자기술과 통신기술에서 출발하고 완성하 는 것으로 생각하기 쉽다. 그러나 정보기술산업의 완성은 이들 산업과 화학 산업의 결합을 통해 이루어지는 것이다. 정보기술산업과 정보통신산업에서 제품이 되는 소자의 설계는 전자공학에서 담당하지만, 소자의 제조공정은 주로 화학공학에 의해서 이루어진다. 즉, 정보 기술산업과 정보통신산업의 성장 이면에는 전자부품과 소재의 뒷받침이 필수 적인데, 이를 바로 화학산업, 그 중에서 석유화학산업이 담당하고 있다. 정보 통신산업에서 화학산업이 기여하고 있는 분야로는 반도체 집적회로, 디스플레 이, 광케이블, 광전자 소재 등이 대표적이다. 그렇다면 정보전자소재라는 것은 어디에 사용되는 것일까? 우리의 일상생활 에서 흔히 볼 수 있는 휴대전화, 노트북, 액정화면텔레비전, 엠피쓰리플레이 어 등 모든 디지털 제품에는 첨단 정보전자소재가 사용되고 있다. 정보전자 소재라는 개념 자체는 낯설지만, 알고 보면 우리 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 디지털 전자 통신제품에 대부분 적용되고 있다. 석유화학으로 만드는 세상 34

36 석유화학으로 만드는 반도체, 디스플레이 우리가지식정보사회에서 문명의이기를누리며살수있게기반을조성한대 표적인 분야인 반도체 부문에서 석유화학이 어떤 역할을 하는지 살펴보자. 반도체기술은 전자산업과 정보기술산업의 핵심기술이다. 반도체기술의 발 달은 지구에 있는 모든 정보를 각설탕 크기만 한 칩에 담을 수 있는 경지에 이 르렀다. 그런데 이 같은 반도체 생산에도 석유화학 제품이 곳곳에서 사용되 고 있다. 석유화학이 산업의 쌀이면서 브리지 산업 임을 다시 한 번 확인시 켜 주는 대목이다. 반도체 생산에 사용되는 재료는 크게 기능재료와 공정재료, 구조재료로 구분 할 수 있다. 이 중 석유화학제품이 주로 적용되는 부분은 구조재료로써, 기능재 료인 웨이퍼를 외부회로와 연결시켜 주는 지지대, 안전하게 지켜 주는 봉지재 의 역할을 한다. 이때 에폭시수지나 페놀수 지, 폴리아미드수지처럼 내열성과 내마모성, 내충격성 등 전반적으로 강도가 탁월한 고분 자가 주로 적용된다. 첨단 디스플레이 이미지 반도체 생산에 간접적으로 기여하는 석유화학제품도 있다. 반도체 공정은 한 단계 공정을 거칠 때마다 물로 씻어야 하는데, 보통의 물로는 안 된다. 반도체 회로 가공은 폭이 1마이크론(1백만분의 1미터)도 안될만큼 정밀하고 미세한 가공이기 때문에 아주 작은 미세 물질이 녹아 있어도 당장 불량품이 만들어지 기 때문이다. 따라서 반도체 공정에서 사용하는 초순수공업용수는 미세한 구 멍으로 불순물을 차단하는 이온교환수지를 반복적으로 통과시켜 정제한 물 만 사용될 수 있다. 이때 사용하는 이온교환수지로는 보통 폴리아미드와 초 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 35

37 산셀룰로스를 결합시킨 것, 폴리에테르와 아미드를 결합시킨 중합체, 설폰화 폴리페닐옥사이드 등이 있는데 모두 석유화학제품이다. 정보전자소재분야는 지금도 석유화학제품 적용이 어느 정도 이루어져 있지 만, 석유화학기업들이 향후 사업영역을 확장하고자 하는 유망분야로 각광받 고있다. 텔레비전, 컴퓨터, 휴대전화는 정보기술의 발달로 나날이 첨단화되고 있는 분야이다. 특히, 디스플레이 부문의기술발전은가히눈이부실정도이다. 현 대인에게 영상매체를 통한 의사소통은 생활의 자연스런 일부가 되었다. 따라 서 디스플레이(TFT-LCD, PDP 등) 시장이 급속하게 발전하고 첨단화가 진 행되고 있다. 디스플레이는 초대형, 초박형, 초경량, 저전력을 계속 지향하고 있으며, 또한 휴대성이 매우 발달하게 될 것이다. 현재의 컴퓨터 스크린과 달리 감촉이 좋 고, 둘둘 말아서 다닐 수 있는 종이 형태로 변화하게 될 전망이다. 디스플레이 분야에서 석유화학산업의 역할은 디스플레이 제조에 필요한 발 광물질 개발, 제조공정의 개발, 공정장치의 개발 등이다. 앞으로 정보기술산 업의 발전가능성은 무한하다. 그렇기 때문에 향후 정보기술산업의 발전에 있 어서 석유화학의 역할은 더욱 확대될 여지가 크다고 볼 수 있다. 반도체제품 재료의 종류 구분 종류 용도 기능재료 웨이퍼 칩의 기판 공정재료 포토마스크 석영유리에 회로를 묘화한 회로도 원판 펠리클 마스크의 오염방지를 위한 보호막 포토레지스터 웨이퍼에 회로를 인쇄하기 위한 감광제 공정가스 성막, 에칭, 도핑 등에 사용되는 다종의 가스 화학약품 세정, 에칭, 리소그라피 공정에 사용 배선재료 웨이퍼 상에 주입되어 회로로 사용 구조재료 리드프레임 칩과 외부회로와의 접속을 위한 지지대 봉지재 칩을 밀봉하기 위한 에폭시 수지 본딩와이어 칩과 리드프레임을 연결 <자료>반도체산업협회 석유화학으로 만드는 세상 36

38 2. 나노 속의 석유화학 산업 전반에서 나노기술에 대한 관심과 연구가 끊이지 않고 있다. 석유화학 산업에서도 예외는 아니다. 나노기술이란, 나노미터(nm) 수준에서 물질을 만들고 조작하는 기술을 통칭 하는 말이다. 나노(Nano)는 희랍어로 난쟁이를 뜻하는 나노스(Nonos) 에 서 유래된 말로, 나노기술은 보통 10억분의 1미터 크기의 아주 작은 물질을 다루는 기술 이라고 정의된다. 이는 머리카락 굵기의 10만 분의 1 정도에 해 당하고, 가장 작은 분자인 수소를 늘어놓아도 10개밖에 안 되는 극미 세계를 다루는 정교한 과학기술이라 할 수 있다. 나노기술의 세계에서는 우리가 일상생활에서 흔히 보는 평범한 물질도 전혀 새로운 물성을 나타내게 된다. 은이 나노 크기의 알갱이가 될 경우, 은덩어리 에서는 볼 수 없는 항균성이 나타나고, 금도 나노 크기의 알갱이가 될 경우 일 반 금덩어리보다 수백도 낮은 온도에서 녹을 수 있다. 나노기술은 자체적으로 하나의 산업을 형성하기보다는 기존의 주요 산업들 에 적용되고 있다. 그리하여 해당 산업의 기초소재와 공정을 한 단계 업그레 이드시킨다 하여 흔히 종자기술(Seed Technology) 로 불린다. 나노기술이 여러 선진국에서 첨단산업 중에서도 중요한 기술로 인정받고 있 는 까닭은 인류의 미래기술혁신에 있어 유망한 기초기술이기 때문이다. 나노기술, 석유화학에서는 주로 촉매개발에 지금껏 나노기술은 주로 반도체 산업에서 차세대 집적소자나 여타 전자소자 의 제조에 응용되는 공정기술이나 신소재 기술 등에 많이 치중되어 왔다. 그 러나 최근 새로운 특성을 갖는 신소재 합성법들이 속속 개발되면서 이를 화학 제조공정 분야에 응용하려는 시도들이 다양하게 전개되고 있다. 특히, 가장 많이 연구되고 있는 분야는 화학공정에서 사용되는 촉매를 나노 크기로 제조하거나, 촉매의 미세구조를 제어함으로써 반응속도와 효율성을 개선시킨 나노촉매 제조기술을 들 수 있다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 37

39 현재 메탄올의 가솔린 전환반응 같은 탄화수소 전환공정 등의 핵심 촉매로 사 용되는 제올라이트의 미세구조를 나노 크기로 디자인하여 새로운 특성을 발 현시키는 연구가 우리나라를 비롯하여 세계 각국에서 진행되고 있다. 또한 석유화학, 종이제조에서 나오는 부산물이나 여러 산업폐수 등의 정화에 이산 화티타늄(TiO2)을 나노입자로 만들어 광촉매반응을 일으키는 폐수 처리기술 도 연구개발에 이어 상용화되고 있다. 촉매 부분 이외에도 제품의 특성을 개선시키거나 시너지효과를 얻기 위해 복 합체나 합금 등을 제조할 때 나노기술을 응용하기도 한다. 대표적인 예로, 최 근 일본 이데미쯔 석유화학에서 나노제어기술을 이용해 대형 복사기, 프린터 등의 내외장 재료로 이용될 수 있는 난연성 복합재료를 개발한 것을 들 수 있 다. 이 복합재료는 실리콘 공중합 폴리카보네이트(Polycarbonate)에 의한 나노제어난연기술을 핵심으로 하고 있으며, 기존의 할로겐계 난연재료보다 친환경적이고 재활용도도 더 높다. 최근 국내외 석유화학기업, 화학기업은 사업영역 을 기존의 화학제품 생산에서 첨단산업과 고부가 가치 신소재 산업으로 확장하려 하고 있다. 이 중 나노기술과 연관된 부분을 살펴보면, 연료전지 (Fuel cell) 그리고 전지에 이용되는 유기화합물 제조, 새로운 약물 전달 시스템에 쓰이는 나노캡 슐 제조, 디스플레이용 형광물질과 유기EL 재료 제조 등으로 그 영역이 차츰 확대되고 있다. 미래 나노기술의 중심에도 석유화학이 아직까지 나노기술의 상업화는 다른 첨단산업에 비해 부진한 편이다. 하지만 타 산업의 혁신을 가 져올 종자기술로써 나노기술은 산업 곳곳에 더 욱 많이 적용될 것으로 기대되고 있다. 나노구조 를 갖는 제품을 대량으로 생산하기 위해서는 우 나노튜브 석유화학으로 만드는 세상 38

40 선, 공정기술과 제품기술 개발이 선행되어야 하기 때문에 기반산업인 석유화 학을 포함한 화학공학이 핵심적으로 활용되어야 할 것이다. 나노장치를 만들 기 위해 화학분자를 원료로 하는 다양한 화학공정이 응용되고 있으며, 여기 에는 물질 전달, 표면 흡착, 화학반응을 통한 원자배열, 반응 부산물의 탈착 등 기존의 화학공학 원리가 중요하게 활용될 것이다. 앞으로 나노기술은 선택이 아니라 산업경쟁력에 있어 필수적인 문제가 될 것 이며, 이를 구현하기 위한 중심에도 역시 석유화학이 자리하고 있을 것이다. 3. 인공장기에서 사이보그까지 바이오기술하면 보통 신약개발을 통한 난치병의 치료나, 인간의 유전자 연구, 생체세포 복제 등이 가장 먼저 떠오를 것이다. 그러나 이것은 바이오산업의 범 주 중 일부에 지나지 않는다. 더 깊이 들어가면 바이오기술은 의학뿐만 아니라 화학, 환경, 식품, 에너지 자원 등 매우 광범위한 범위에서 적용되고 있다. 세계적으로 바이오기술에 대한 명확한 정의로 받아들여지고 있는 것은 없지 만, 선진국에서는 주로 EFB(European Federation of Biotechnology)에서 정의하는 자연과 과학 공정을 결합시킨 응용기술로, 생물체의 조직과 세포, 유사분자구조를 활용하여 제품과 서비스를 생산하는 기술 이라는 개념으로 통하고 있다. 그렇다면 석유화학과 바이오기술은 어떻게 연결될 수 있을까? 언뜻 느끼기에 는 시커먼 원유로부터 출발하는 석유화학과 첨단 바이오기술을 결합시키는 것은 쉽지 않을 것 같다. 그러나 석유화학산업과 바이오기술은 오래 전부터 호흡을 같이 해 왔으며, 앞으로도 두 산업의 접목으로 얻게 될 잠재력은 무한 할 것으로 기대되고 있다. 인류의 영원한 꿈 생명연장, 석유화학에 달려 현대의 과학기술은 이미 로봇을 만드는 것을 넘어서 인조인간의 단계까지 들 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 39

41 의료용 고분자화합물 적용현황 적용분야 수혈용 주머니 및 장비세트 인공신장 필터 인공요도, 인공유방 인공심장판막 인공혈관 인공뼈, 인공안구, 치아, 콘텍트렌즈 인공피부 적용제품 PVC, 폴리에틸렌, 폴리아미드 셀룰로오스, 아크릴로니트릴 중합체 실리콘 폴리프로필렌 폴리에스테르, PTFE(Polytetrafluoroethylene) PMMA, PHEMA 나일론, 폴리아미노산 어갔다고들 한다. 이것은 의용생체공학의 발전 덕분으로, 인공장기가 일차적 으로공헌을했다고 할수있다. 인공장기 중에서도 인공신장, 인공관절, 인공 혈관, 인공피부 등은 이미 임상에 적용되고 있다. 그리고 인공폐, 완전이식형 인공심장, 인공눈, 인공귀등은개발중에있다. 이대로간다면영화에서나 가 능했던 사이보그 시대의 도래가 그리 멀지 않고, 인류의 영원한 꿈인 생명연 장을 실현할 날이 금방이라도 다가올 것 같다. 인공장기 생산에 사용되는 재료는 석유화학에서 출발한 고분자화합물이 주 를 이룬다. 인공장기는 생체조직과 오랜 시간 접촉하며 인체의 일부를 대체 하기 때문에 생체적 합성이 가장 중요한 조건이다. 장기 인체의 면역거부반 응 없이 반영구적으로 그 기능을 유지해야 하는 등의 까다로운 조건을 충족시 키는 기존 소재는 없다. 따라서 그 조건을 충족시키도록 분자구조를 설계해 서 적합한 재료를 만들어야 하는데, 석유화학에서 출발한 고분자화합물이 적 격으로 평가되면서 광범위하게 사용되고 있다. 현재 의료용 고분자화합물이 활용되고 있는 분야로는 주사기, 소프트 콘택트 렌즈, 인공 신장용 필터, 요도, 심장판막, 인공혈관, 인공뼈, 인공피부, 안구, 치아 등이 있다. 제품별 적용을 살펴보면, 수혈용 주머니에는 폴리염화비닐, 기타 수혈용 장 비세트에는 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리아미드 등이 쓰인다. 또한 인공신 장의 필터에는 셀룰로오스나 아크릴로니트릴 중합체가 쓰이고, 인공요도와 석유화학으로 만드는 세상 40

42 인공유방에는 실리콘 고무 등이 사용되며, 인공 심장판막에는 폴리프로필렌 이 사용된다. 그밖에도 인공혈관에는 폴리에스테르, 폴리테트라플로오로에 틸렌, 폴리우레탄이 사용되고, 인공뼈, 안구, 치아, 콘텍트 렌즈에는 폴리메 틸메타크릴레이트 등이 사용되며, 인공피부에는 나일론, 폴리아미노산 등이 사용된다. 인공장기 개발 분야의 필수 조건을 의공학적으로는 크게 세 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 인공장기 역할을 수행할 수 있는 기능을 부여하는 일이 며, 둘째는 체내에 들어가거나 인체 내의 물질과 접촉하여 부 작용이 없는 재료를 개발하는 일이며, 셋째는 기능을 실현시 키기 위한 전자제어 기술을 개발하는 일이다. 그러나 정작 장기의 역할을 수행해 내는 일은 거의 화학반응 과 관련된 일로, 고분자화합물 합성이 결정적인 역할을 하고 있다고 할 수 있다. 즉, 석유화학의 응용 없이는 인공장기 개 발이 현실적으로 불가능하다는 뜻이다. 석유화학 응용기술의 발달이 앞으로 인류의 영원한 꿈인 생명연장의 실현을 앞당 길 수 있는 날을 기대해 보는 것은 어떨까? 첨단 바이오메디칼의 응용, 인공연골 천연물질을 원료로 하는 산업바이오테크놀로지까지 앞서 바이오기술의 범위에 대해 간단히 언급했지만, 그 응용 분야는 의학부 터 환경, 에너지 등 범 산업적이다. 그 중에서 최근 석유화학업계에서 많은 관심을 보이고 있는 분야는 산업바이 오테크놀로지 이다. 산업바이오테크놀로지는 White Biotechnology라 불리 기도 하는데, 이때 White의 의미는 청정과 지속가능한 기술을 상징하는 것으 로 기존의 Red Biotechnology나 Green Biotechnology와 구분된다. 산업바이오테크놀로지는 화학물질이나 에너지 등의 생산에 미생물이나 효 소 등을 사용하여 청정공정, 폐기물 감축, 에너지 사용 절감을 목표로 하는 현 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 41

43 대 바이오 기술의 중요 분야이다. 또한 원료를 재생 가능한 천연물질로 대체 하는 기술도 포함되어 있다. 사탕수수나 옥수수, 오일 등 천연물질을 원료로 사용함으로써 기존의 화석원료를 기반으로 한 화학제품, 플라스틱 생산을 대 체하는 기술이다. 하지만 산업바이오테크놀로지가 단시간에 적용되기는 쉽지 않을 것으로 보 인다. 이는 무엇보다 산업바이오테크놀로지 기술 자체가 아직 초기단계에 있 어 앞으로 개선해야 할 부분이 많기 때문이다. 환경에 부담을 크게 주는 분야 와 제품을 중심으로 점진적인 대체가 일어날 것으로 전망되고 있다. 석유화학산업은 산업바이오테크놀로지에 대한 지속적인 관심을 유지하고 연구를 진행하고 있어 앞으로 원료에서 제품까지, 친환경적인 공정이 실현될 수 있을 것으로 전망된다. 바이오테크놀로지의 변천사 1st Stream Green Biotechnology (Agriculture Oriented) - 농작물의 유전자 변형 - 종자개량 2st Stream Red Biotechnology (Health Care Oriented) - 제약/진단/치료 - 생체세포복제 - 인간유전자(DNA) 연구 3st Stream White Biotechnology (Industry Oriented) - 미생물/효소의 상업공정 적용 - Bioenergy, Bio-base Product 석유화학으로 만드는 세상 42

44 { 4장 환경을 보존하는 석유화학 1. 거꾸로 보는 환경 앞서 석유화학산업이 우리 생활을 얼마만큼 윤택하게 해 주었는지, 그리고 우리 생활과 얼마만큼 밀착되어 있는지를 살펴보았다. 그러나 일반적으로 석유화학산업의 중요성을 인정하면서도 막연하게 공해 산업으로 간주되는 인식에서는 여전히 자유로울 수 없는 상황이다. 그렇다 면, 석유화학산업에 대해 이같이 상반된 인식이 팽배해 있는 이유는 무엇일 까? 이는 당연히 환경적인 문제와 결부된 것임을 우리는 알고 있다. 석유화학 에 대한 부정적인 인식의 원인을 크게 제품 자체에 대한 편견과 산업 자체에 대한 오해, 두 가지로 나누어 살펴보도록 하자. 썩지 않으면 오염이다? 1980년대 들어 환경문제가 강력히 대두되자 석유화학제품, 특히 플라스틱에 대한 공격도 거세지기 시작했다. 플라스틱은 가공이 쉽고 가벼우며 값이 저 렴해 인류에게 엄청난 혜택을 주었지만, 잘 분해되지 않아 공해의 원인이 된 다는 인식 때문에 대중의 표적이 되었다. 그러나 엄밀히 말하자면 비닐을 비롯한 플라스틱이 썩지 않기 때문에 환경을 파괴하는 것은 아니다. 대지를 구성하는 돌이나 흙도 썩지 않지만 아무도 돌 멩이를 환경오염 물질로 생각하지 않는다. 반면에 목장에서 배출되는 축산폐 수는 잘 썩지만 한꺼번에 너무 많은 양이 배출되기 때문에 환경오염물질이 된 다. 이와 같은 예에서도 알 수 있듯, 플라스틱이 썩지 않기 때문에 공해의 원 인이 되는 것은 아니다. 결국, 일반인들에게 깊이 뿌리박힌 석유화학 플라스틱 썩지 않는다 환경을 오염시킨다 는 도식은 이치에 맞지 않는다는 뜻이다. 석유화학의 출발은 천연자원을 대체하기 위한 것이고, 그로 인해 천연자원은 보존될 수 있었다. 석유화학산업이 없었다면 과연 지구상의 천연자원이 현재 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 43

45 와 같이 존속할 수 있었을까? 십중팔구 불가능했을 것이다. 현재 창틀의 원료로 많이 사용되는 폴리염화비닐 대신 나무를 사용한다면 1 년에 서울시 크기만 한 산림이 없어질 것이고, 폴리에스터, 나일론 등 화학섬 유를 생산하지 않았다면 지구상에는 동물이 남아나지 않았을 것이다. 과연 플라스틱을 사용해 천연자원을 보존하는 것과 플라스틱을 사용하지 않고 산 림, 동식물 등의 천연자원을 없애는 것을 놓고 어느 것이 자연을 더 훼손시키 는 것인가, 라고 물어본다면 무엇이라 대답하겠는가. 썩는다, 썩지 않는다 는 사실만을 놓고 자연환경을 훼손시킨다, 훼손시키 지 않는다는 성급한 결론을 내리는 것이 얼마나 우매한 것인가를 깨달아야만 한다. 결국 무엇을 출발로, 어떻게 생산되고, 어떻게 사용되다가, 어떻게 폐 기되는가 라는 전체 과정을 놓고 제품이 환경에 미치는 영향을 평가해야 할 것이다. 이것을 소위 제품의 전과정평가(Life Cycle Assesment)라고 하는 데, 유독 플라스틱으로 대표되는 석유화학에는 폐기과정만 부각되어 온 것이 사실이다. 플라스틱은 땅 속 깊이 묻혀 있는 석유나 천연가스를 원료로 하기 때문에 썩 지만 않을 뿐이지 자연훼손이 거의 없고, 대단위 설비에서 일괄적으로 생산 되고 있어 유해물질 발생이 적으며, 아울러 천연소재를 대체해 오히려 천연 자원을 보존한다는 것 등은 대부분 간과되고 있는 사실이다. 더욱이 석유화학산업에서 폐기물 관련 재활용 시스템은 폐열을 회수하여 다 시 에너지와 원료로 회생시키는 수준까지 이르렀는데도 말이다. 합성소재의 폐기문제도 사회 구성원이 재활용에 대한 필요성 인식을 공유하 고 회수시스템을 잘 갖춘다면, 다양한 방법으로 재활용하여 해결할 수 있는 것이다. 플라스틱의 경우, 깨끗하게 회수가 된다면 녹여서 다른 제품으로 만 들 수 있고, 석유자원으로 회수할 수도 있다. 즉, 최종제품 생산자와 실사용자가 폐기문제와 재활용에 대해 깊은 이해와 관심이 부족한 것이 문제이지, 제품 자체가 잘 썩지 않는 것이 문제라고 볼 수 는 없는 것이다. 석유화학으로 만드는 세상 44

46 위험물질을 다루면 범인이다? 석유화학공장 하면 일단 위험물을 취급하는 곳, 굴뚝에서 나오는 연기 등을 연상시키는 것이 일반적인 이미지가 아닐까 싶다. 일반인들은 석유화학공장 내부에 무엇이 들어 있으며, 무엇을 만드는지 전혀 모른 채 단지 위험한 물질 을 다루기 때문에 위험하고 환경을 오염시키는 주범이라는 막연한 의식을 가 지고 있다. 실제로 석유화학산업은 자본 및 기술 집약산업으로 수많은 종류의 유해 위 험물질을 다량으로 취급하고 있어 누출로 인한 화재 폭발 중독 등의 사고 가 발생할 가능성이 항상 잠재하고 있다. 그렇기 때문에 실제 사고 발생 시에 는 공장 내의 근로자는 물론 인근 주민과 주변 환경에 커다란 영향을 끼칠 수 있다. 석유화학업계는 이런 위험을 항상 안고 있는 산업인 만큼 환경 안전 에 만전의 노력을 기하면서 철저한 예방과 관리를 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 하지만 업계의 이러한 노력에도 불구하고 경미한 부주의가 사고로 이어지는 업계 특성상 한번 사고가 나면 일반인들의 뇌리에는 무척 위험한 산업으로 다 시 인식될 수밖에 없는 게 사실이다. 그러나 이러한 것이 비단 석유화학산업에만 해당하는 것일까? 석유화학산업 이 위험물질을 취급하는 설비라는 것은 맞는 말이지만, 안전하게 잘 돌아가 고 있는 설비들까지 포함해 마치 전체가 그렇다는 듯 비난해서는 안 된다. 어 느 산업이든 안전에 소홀하면 환경에 치명적인 영향을 끼친다. 이것은 어느 산업이건 피해갈 수 없는 문제라고 할 수 있다. 결국 산업이 취급하는 원료의 위험성 때문에 산업의 기여도나 우수성을 뒤로 한 채 산업을 매도해서는 안 된다는 말이다. 석유화학산업이 천연자원을 대체하는 제품을 만들어 공급한다는 측면에서 보면 오히려 환경파괴를 막고 있는 산업인데도 말이다. 극히 일부의 부정적 인 측면만 강조되어 산업의 이미지가 기여도에 비해 좋지 않다는 것은 매우 안타까운 일이다. 석유화학산업은 환경보전사업을 더욱더 적극적으로 추진하고, 환경오염산 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 45

47 업이 아닌 환경보전산업으로 거듭나기 위한 많은 노력을 기울이고 있다. 그러나 이는 기업의 일방적인 노력만으로는 해결되기 어렵다. 산업 내 해당 기업만의 노력 못지않게 중요한 것이 일반인들의 의식 전환이다. 결국 석유 화학산업과 환경 이라는 과제는 석유화학기업들과 소비자들이 함께 풀어나 가야 할 공통 숙제인 것이다. 석유화학으로 만드는 세상 46

48 종이인가? 플라스틱인가? 종이인가 아니면 플라스틱인가? 어느 것을 택해야만 하나? 어떤 이들은 플라스틱의 방습성을 더 좋아하기도 하고 어떤 이들은 종이의 빳빳하고 날이 선 깔끔함을 좋아하기도 하는데 이것이 환경 과 관련된 질문이라는 것을 우리 모두가 알고 있다. 사실 우리 대부분은 실제로 어느 것이 더 친환 경적인 선택인가를 잘 모르는 것이 사실이다. 많은 사람들이 보다 환경적인 선택이라는 생각에서 종이를 선택한다. 종이는 석유자원에서 나온 플라스틱과는 달리 다시 태어날 수 있는 자원인 나무에 바탕을 두고 있는 것이다. 이러한 단순한 비교로는 종이가 보다 나은 선택인 것처럼 보인다. 바이오 싸이클 지 에 의하면 바로 지금 미국인들은 매년 더 많은 폐기물을 발생시키고 있다. 1997년 3억4천만 톤에서 1999년 3억9천만 톤으로 단지 두해 사이에 5천만 톤이 늘어난 것이다. 어떤 종류의 폐기물이 우리의 매립지를 구성하는가에 대한 이해가 우리들이 종이 대 플라스틱 문 제에 대한 답변을 하는데 도움을 줄 수 있다. 어떤 것들이 버려졌는가를 찾는 것이 애리조나의 고고학자인 빌 라트제의 직업이다. 매립지에 90 피트 깊이의 갱을 뚫음으로써 라트제와 그의 팀은 시료를 채취하고 얼마나 폐기물이 잘 분해되는 지를 연구한다. 일반적으로 쓰레기 수 톤의 압력이 종이를 평평하게 할 수 없기 때문에 신문지가 매립지의 14%를 차지하는 것이 보통이다. 신문지는 십년, 심지어는 이십년 동안 묻혀 있어도 종종 읽을 수 있는 상 태로 남아 있어 라트제가 그 쓰레기가 언제 묻혔는지를 밝힐 수 있도록 도와준다. 이것은 분해과 정이 매우 길다는 사실을 우리에게 보여준다. 플라스틱은 매립지에서 잘 견딘다는 점에서 종이와 다르다. 비록 분해되지는 않지만 플라스틱은 꼭대기의 쓰레기 더미의 압력에 쉽게 부서지고 평평한 상태로 남는다. 동시에 플라스틱은 종이보 다 공간을 덜 차지하며, 공간은 매립지에 있어서 중요한 고려사항 중의 하나이다. 사실 오늘날의 플라스틱들은 무게에 있어 전보다 더 가볍기 때문에, 전보다 매립지의 공간을 덜 차지한다. 페트소재로 알려진 소다병은 1974년에는 67그램이나 나갔는데, 오늘날에는 48그램이 나간다. 플라스틱 식료품 봉투는 70년대에는 두께가 30마이크론이었으나, 오늘날에는 단지 18마 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 47

49 이크론밖에 안 된다. 종이냐 플라스틱이냐 하는 문제는, 먼 미래까지 쓰레기를 매립할 수 있는 공간의 확보가 문제가 된다면 플라스틱이 최선의 선택인 것 같아 보인다. 그러나 적합한 매립지 공간의 부족 상태가 없 는 한, 이것은 아마도 결정적인 요소가 되지는 못할 것이다. 만일 매립지 부근의 지하수 공해가 우리가 관심을 가져야 할 환경적 문제라면 종이나 플라스틱 두 가지 모두 문제가 있다. 두 가지 모두 환경에 나쁜 잉크를 포함하고 있다. 일반적으로 두 소재의 인쇄에 사용된 잉크는 석유나 솔벤트로부터 나온 것으로 그것들이 빨리 마르도록 할 뿐 아니라 쉽 게 분해되지 않는 쓰레기를 만들어 낸다. 일단 매립지에 들어가면 잉크는 종종 지하수 속으로 스 며드는 독성물질로 분해된다. 재활용은 우리의 자원을 보전하는 훌륭한 방법이다. 어떤 소재의 많은 부분이 재활용될 수 있다면 다시 재생되지 않는 소재의 특징은 중대한 약점이 아닐 수도 있다. 식료품 봉투에 사용된 플라스 틱의 종류는 저밀도폴리에틸렌인데 이 소재는 매우 유연성이 있고 식료품을 운반하는 데 아주 이 상적이다. 이 플라스틱은 매우 다양한 색상 때문에 손으로 분류하여야만 한다. 오래된 봉투들은 매우 가는 플라스틱을 분쇄하는 특수한 분쇄기를 통과한다. 마지막으로 재생 플라스틱은 물로 씻 기고 원래의 용도로 쓰이게 된다. 재활용된 종이도 우리에게 비슷한 이익을 줄 수 있다. 사실 재생용지는 광택이 없고, 밀도도 높고, 유연해서 신제품 종이보다 더 나을 수도 있다. 재생용지는 자원을 회수하고 에너지소비를 감소시 켜 환경에 이득이 된다. 나무를 베는 것은 도구(사슬톱, 제재소, 트럭 등)와 노동력을 필요로 한다. 이것은 근로자를 위한 돈 뿐만 아니라 화석연료도 낭비한다. 대조적으로 재활용은 노동력을 1/5 로 줄이고 대기오염은 74% 덜 발산한다. 또한 물은 58% 덜 소비하고 수질 오염은 35% 덜 생산 한다. 확실히 종이봉투는 재생가능하다. 그러나 왜 그것들을 사용하나? 1톤의 종이를 만들기 위해서는 약 17그루의 나무가 소비된다. 현재의 재활용 노력에 의해 매년 2억 그루 이상의 나무가 절약된다. 1톤의 목재 펄프를 생산하기 위해 시간당 16,320킬로와트의 전력이 소모된다. 재생 목재펄프 1톤 을 얻기 위해서는 5,919킬로와트가 소모된다. 미국인들이 1년에 6천7백만 톤의 종이를 사용한다 는 것을 생각해보면 재활용은 어마어마한 차이를 만드는 것이다. 플라스틱보다 종이가 더 좋다고 주장하는 사람들은 대부분 깊이 생각해 보지 않고, 단순히 시류에 편승한다. 종이냐 플라스틱이냐의 딜레마의 해결책은 재활용이다. 식료품 회사들은 재활용 프로 그램을 구성하고 낡은 봉투를 가져오는 소비자들에게 보상을 해줄 수 있다. 그리고 봉투(종이든 플라스틱이든)에서 잉크를 제거함으로써 재활용의 순환 고리에 접근할 수 있다. <출처> 휴머니스트 지, 2002년 11월1일자 석유화학으로 만드는 세상 48

50 2. 석유화학이 이끄는 저탄소 녹색성장 세계는 기후변화로 인한 환경위기에 직면해 있다. 기후변화는 연이은 기상재 해를 유발하는 것은 물론 생태계 질서를 근본적으로 뒤흔들며 인류의 생존을 위협하고 있다. 선진국에서는 이미 녹색산업, 녹색기술 이 새로운 성장엔 진으로 자리 잡아 가고 있다. 녹색기술 육성과 환경규제를 통해 관련 산업의 성장을 이끌어내는 것은 물론, 새로운 시장을 선점하고, 동시에 일자리까지 창출하는 등 발 빠른 움직임을 보이고 있다. 특히 자동차 분야의 경우, 이미 하이브리드 자동차, 전기자동차, 수소자동차 등 저탄소 차량 제작을 위한 치 열한 경쟁이 한창이다. 우리나라는 세계 10대 에너지소비국이다. 그런데 이 에너지의 97%를 해외수 입에 의존하고 있고, 향후 온실가스 감축 의무가 부과될 경우, 우리나라 경제 가 안게 될 부담은 상상 이상일 수 있다. 기후변화 문제가 심각해질수록 국제 사회는 점차 강한 규제를 통해 각국의 탄소배출을 강제할 것이다. 저탄소 친환경 이 새로운 성장을 이끌어낼 전략산업이라는 인식이 전 세계적으로 통 용되는 마당에 이런 흐름에 앞장서지 않고는 일류 선진국가로 진입할 수 없을 것이다. 환경위기에 따른 이러한 변화는 석유화학산업에 막중한 책임과 역할을 부여 하고 있다. 환경문제를 해결을 위해 필요한 기술은 대부분 석유화학에 기반 을 두고 있기 때문이다. 또한 환경사업은 대부분 석유화학산업의 대범주 안 에 포함되기 때문이다. 석유화학산업이 앞장서서 짊어지고 가야 할 이러한 책임과 역할은 새로운 사 업의 기회를 열어주기도 할 것이다. 석유화학산업이 이미 개발했거나 개발 중인 에너지 이용 효율을 높이는 기술, 이산화탄소 배출을 절감하는 기술, 화 석연료를 대체하는 대체에너지 개발은 저탄소 친환경 의 핵심 기술이기 때문이다. 해조류 등 비식용 작물로부터 바이오부탄올을 생산하는 기술, 공장에서 배출 되는 이산화탄소를 포집해 친환경 플라스틱을 만드는 이산화탄소 자원화 기 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 49

51 술, 하이브리드 자동차용 배터리 기술, 태양전지용 필름소재 기술, 바이오디 젤, 폐기물자원화 등 국내 석유화학기업들은 이미 여러 핵심 분야의 녹색기 술 개발과 사업화를 진행 중이며, 이 중 상당수는 세계적인 수준의 기술력을 확보하였다. 또한 석유화학산업은 자체 기술 개발에 머물지 않고 철강 등의 타 산업분야 와 손을 잡고 시너지효과를 거두고 있다. 일례로 국내 석유화학기업이 포스 코와 공동으로 석탄가스화 기술, 합성천연가스 기술을 연구하는 것이 바로 그렇다. 저탄소 녹색성장의 주역으로서 석유화학산업 앞에 새로운 장이 열리고 있는 것이다. 석유화학산업이 그 동안 축적하고 또 개발하고 있는 녹색기술은 미 래 한국의 새로운 성장엔진으로 자리를 잡을 것이다. 3. 환경의 친구가 되어 가는 석유화학산업 2008년 한국 총 수출금액의 7.4%를 차지하고, 제조업 종사자의 12.2%인 30 만여 명의 고용효과를 유발하는 석유화학산업은 한국경제에서 차지는 역할 이나 비중이 잘 알려지지 않은 산업 부문이다. 화학이 없으면 요즘 잘 나가는 전자의 성공도 계속되기 힘들고 생명산업 우주산업 등 미래산업의 기초도 불안해진다는 명백한 사실에도 불구하고 석유화학산업이 환경문제에 책임 이 크다는 오해에서 비롯된 여러 편견은 좀처럼 가시지 않고 있다. 석유화학산업의 수많은 제품 중 하나인 농약을 예로 들 수 있다. 하노버대학 연구결과에 따르면 농약의 사용으로 지난 30년간 곡물생산량은 3배 증가했 고 농약을 사용하지 않을 경우 쌀은 83%, 옥수수 60%, 밀 52%의 생산량이 감 소된다고 한다. 모자란 곡물생산량을 채우려면 새로이 경작지를 개간해야 하 는데, 그러면 엄청나게 넓은 생태계가 황폐해진다. 물론 농약은 환경문제를 일으키지만, 막대한 숲과 지구의 허파로 불리는 열대우림이 농경지가 된 것 에비할바는아닌것이다. 석유화학으로 만드는 세상 50

52 석유화학산업 기업들의 자율적인 친환경기술 개발도 홍보 부족과 일반인이 이해하기 어려운 내용이라 노력만큼 잘 알려지지 않았다. 한 화학회사가 스 티렌모노머와 폴리염화비닐 생산공정에 도입한 청정생산기술은 폐수와 폐 기물량을 크게 줄였고, 공해성 부산물은 전혀 나오지 않게 되었다. 폐열을 회 수, 재활용함으로써 열재활용설비를 짓는 데 들어간 150억 원의 본전을 이미 다 뽑은 기업도 있다. 울산과 여수단지는 생태산업단지 구축을 추진하며 단 지 내 기업들이 물질과 에너지, 용수 등의 교환망을 구축, 재활용함으로써 경 제성은 물론 환경개선이라는 목표를 한꺼번에 달성하고 있다. 울산지역에서는 SK에너지가1996년부터2006년까지10년간1천억원을들 여 110만 평 규모의 친환경적인 울산대공원을 조성하여 울산시에 기부하였 고, 여수 지역의 GS칼텍스도 1천억 원을 들여 친환경적인 문화예술공원을 조 성 중에 있는 등 시민들의 삶의 질 향상을 위한 생태공원 조성에 자발적으로 나서고 있다. 또한 대부분 화학회사의 공장 안에는 자연생태공원이 조성되어 있는데, 그 자연생태공원은 소나무 숲, 갈대밭과 연못을 거주지로 하는 청둥 오리와 너구리, 토끼 등 야생동물의 보금자리가 되었고, 연못에는 1급수에서 만 사는 피라미가 서식하고 있다. 한국경제와 산업에서 석유화학산업이 차지하는 비중만큼이나 환경보존과 친환경기술 개발에 앞장서고 있는 석유화학산업의 노력을 주목할 필요가 있 는 것이다. 4. 석유화학산업의 환경 안전 보건 개선운동 석유화학업계는 어느 산업보다도 각종 제품생산에 따른 환경문제와 공정상의 안전문제를 최대 관심사로 두고 철저한 예방과 관리에 노력을 기울이고 있다. 이 같은 노력의 일환으로 국내 석유화학업계를 비롯한 화학업계는 Responsible Care 활동을 전개하고 있다. RC활동은 화학업계가 화학제품의 개발단계부터 제조, 판매, 유통, 사용을 거 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 51

53 쳐 폐기에 이르기까지 전 과정에서 환경과 인간의 건강을 보호하도록 배려하 고, 이를 경영방침으로 실행하고 지속적으로 개선을 도모하기 위하여 추진하 는 국제운동이다. 또한 RC활동은 국가별로 총괄단체가 있어(우리나라에는 한국 Responsible Care 협의회 가 있음), 각 국가의 상황에 적합한 관리사항을 정하고 이를 매 년 점검하면서, 국가 간 그 내용을 상호 공유하여 모범과 경험을 교환하는 과 정을 반복한다. 이런 과정에서 기업의 환경 안전 보건을 위한 관리시스템 은 점점 더 효율적이고 완벽하게 정립되어 가며, 지속적인 개선이 이루어지 는 것이다. 석유화학산업은 RC활동을 통하여 환경 안전 보건 분야에서 규제기준 이 상의 실천목표를 정하고 개선활동을 지속적으로 추진하고 있다. RC활동은 근로자의 안전보건, 공정안전, 오염방지, 제품전과정책임주의, 유 통 등에 대한 실천을 포함하고 있다. 화학산업이 이러한 운동을 공동으로 전개하는 이유는 화학산업에 대한 주변 의 왜곡된 시선을 바로잡고, 한 기업이라도 문제가 발생하면 전체 산업이 입 는 피해가 크기 때문에 업계가 힘을 모아 노력을 해야 한다는 인식 때문이다. 한국을 포함한 전 세계 화학산업은 RC활동과 같은 자발적인 노력을 통하여 보다 깨끗하고, 안전하며, 친환경적인 산업이 되도록 앞으로도 끊임없는 노 력을 계속할 것이다. 석유화학으로 만드는 세상 52

54 Responsible Care의 주요 분야별 실행지침코드 근로자의 보건안전 작업장에서 근무하는 근로자 및 출입하는 협력업체 근로자의 안전과 건강을 보호하고, 증진시키 기 위한 것으로, 13개 실행지침으로 구성됨. 공정안전 화학공장의 화재, 폭발, 누출사고 등의 예방을 통해 근로자와 재산, 환경 등을 보호하고, 정부 및 지역주민 등과 같은 모든 이해관계자에게 화학공장이 안전한 공장이라는 믿음을 심어주기 위한 것으로, 17개 실행지침으로 구성됨. 오염방지 화학시설에서 배출되는 모든 오염물질의 양을 저감시키며, 발생되는 폐기물의 감소를 통해 근로 자와 환경을 보호하고, 모든 이해관계자의 환경 안전 보건에 대한 인식을 증진시키기 위한 것 으로, 총 14개 실행지침으로 구성됨. 비상대응 화재, 폭발, 누출 등으로 인한 비상사태 발생 시 이에 대처하기 위한 철저한 사전 준비 및 신속한 사후처리를 통해 비상사태의 최소화 또는 제거, 근로자와 재산, 지역사회에 대한 피해를 최소화시 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 키는 것을 목적으로 하며, 8개 실행지침으로 구성됨. 53

55 2부 석유화학의이해 석유화학으로 만드는 세상 54

56 1. 석유화학산업의 원료 석유화학산업의 원료로는 납사, 천연가스, 천연가솔린, 액화석유가스 등이 있는데, 이 중에서 세계적으로 가장 많이 사용되는 원료는 납사이다. 미국과 중동지역 등 산유국들은 주로 천연가스와 액화석유가스를 원료로 사용하고 있다. 납사(Naphtha) 납사(Naphtha)는 원유 정제 과정에서 생산되는 제품이다. 원유는 여러 가지 탄화수소의 혼합물이라서 원유에 포함된 여러 성분의 끓는점이 모두 다르다. 원유를 분별증류(Fractional Distillation)하면 끓는점이 비슷한 여러 종류의 탄화수소를 분리하여 얻을 수 있다. 원유에 포함된 여러 제품들을 온도에 따 라 분리, 회수하는 과정을 원유정제 라고 한다. 정유탑의 아래에서부터, 그러니까 끓는점이 낮은 순서에 따라 LPG 2%, 휘발 유 8%, 납사 12%, 등유 경유 35%, 중유(벙커-C유) 38%, 아스팔트 잔사유 5%의 석유제품이 생산된다. 석유화학산업의 주요 원료인 납사가 원유정제 과정에서 생산되는 것이다. 납사는 4~12개의 탄소를 주성분으로 하는 탄소화합물로, 탄소의 개수에 따 라 경질납사(Light Naphtha)와 중질납사(Heavy Naphtha)로 구분된다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 55

57 천연가스(Natural Gas) 천연가스는 탄소 1개와 수소로 이루어진 메탄부터 탄소가 7개 또는 그 이상인 무거운 탄화수소로 이루어진 혼합물이다. 가스전에서 생산되는 천연가스가 있고, 원유 생산 때 함께 나오는 부수가스(Associated Gas)가 있다. 천연가스를 처리하는 목적은 주로 에탄과 메탄을 함유하는 물질을 생산하는 것인데, 추운 지역에서는 대도시 난방을 위해 생산되었다. 이러한 천연가스 의 성분 중 메탄보다 무거운 성분인 에탄, 프로판, 부탄 등은 석유화학제품의 원료가 된다. 천연가솔린(Natural Gas Liquid) 가스전 또는 유전에서 천연가스 생산 때 함께 나오는 것으로, 흔히 콘덴세이트 (Condensate) 또는 천연가솔린이라 불린다. 천연가스는 상온 상압에서 액체 상태인 탄화수소를 포함하기도 한다. 분리장치로 분리한 액체 상태인 탄화수 소를 천연가솔린이라고 한다. 성분은 주로 탄소 5개로 이루어진 펜탄과 그보다 무 거운 중질 탄화수소로 구성되어 있으며, 원료의 다양 화 차원에서 석유화학의 원료로 사용되고 있다. LPG 납사 (플라스틱원료) 휘발유 액화석유가스(Liquified Petroleum Gas) 흔히 LPG로 불리는 액화석유가스는 유전에서 원유 를 생산하거나 원유를 정제할 때 나오는 탄화수소를 비교적 낮은 압력을 가하여 냉각 액화시킨 것이다. 탄소 3~4개로 이루어진 탄소화합물이 섞여 있는 혼 합물이다. 액화석유가스는 가정용, 공업용, 자동차용 연료로 쓰이고 석유화학산업의 원료로도 활용되고 있다. 가열로 항공유 트럭연료 (디젤) 윤활유 선박연료 아스팔트 원유의 정제 석유화학으로 만드는 세상 56

58 2. 석유화학제품의 제조공정 석유화학산업은 탄소화합물의 탄소 고리를 분해하는 공장을 모체로 하는 산 업이다. 이때 원료로 사용되는 것이 납사이며, 납사를 분해하는 설비를 납사 분해설비(NCC, Naphtha Cracking Center)라고 한다. 납사분해설비에서는 탄소 개수가 2개인 에틸렌부터, 탄소가 3개인 프로필 렌, 탄소가 4개인 C4 유분 등의 올레핀류와 방향족 제품(벤젠, 톨루엔, 자일 렌)의 원료가 되는 열분해가솔린(Raw Pyrolysis Gasoline)을 생산하여 석유 화학제품의 원료를 공급한다. 납사분해설비에서 생산되는 제품들의 수율은 투입되는 납사의 물성에 따라 다르지만, 보통 에틸렌 31%, 프로필렌 16%, C4유분 10%, 열분해가솔린 14%, 메탄 수소 액화석유가스 등의 기타 제품이 29% 생산된다. 석유화학제품 생산의 기본이 되는 납사 분해는 분해공정 급랭공정 압축 공정 분리정제공정 단계를 거쳐 이루어진다. 분해공정 분해공정에서는 납사에 열을 가하여 탄소 수가 적은 탄화수소로 분해한다. 액상원료인 납사와 순환 에탄은 희석 증기와 혼합된 후, 분해로 안에서 약 800~850 의 고온으로 분해된다. 급랭공정 분해로에서 나오는 물질은 열교환기를 거치면서 약 400 로 급랭되며, 열교 환기를 나오는 물질은 냉각유로 약 200 까지 급랭된 뒤 가솔린정류탑으로 보낸다. 급랭공정에서는 분해된 탄화수소끼리 서로 반응하지 못하도록 온도를 낮춘 다. 가솔린정류탑의 아래쪽에서는 타르를 포함한 열분해연료유(RFO)가 생 성되며, 탑의 꼭대기에서 나오는 가스는 급랭탑으로 보내 열분해가솔린 (RPG)과 경질 유분으로 분리된다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 57

59 압축공정 경제적인 분리를 위해 분해가스를 압축, 부피를 줄이는 공정이다. 급랭탑 꼭 대기에서 나온 경질유분은 분해가스압축기에 의해 약 36기압까지 압축된다. 이 과정에서 3, 4단 사이의 가성소다 용액 세척탑에서 산성 가스를 제거하고, 압축 과정에서 응축된 1, 2, 3단의 탄화수소는 가솔린정류탑, 급냉탑으로 보 내고, 5단 출구로부터 나온 분해가스는 프로필렌 냉매에 의해 15 까지 냉각 되어 응축물을 제거한 뒤 건조기로 보낸다. 냉동공정 압축기에서 나온 가스는 건조기에서 수분이 제거된 뒤 저온 회수 공정으로 들 어간다. 수분이 제거된 기체는 프로필렌 냉매, 에틸렌 냉매에 의해 단계적으 로 냉각되어 응축물이 분리된다. 분리된 응축물은 탈메탄탑으로 보내 탑의 꼭대기에서 분리된 메탄을 얻고, 나머지 경질유분은 탑 밑바닥으로 분리되어 나온다. 저온회수공정에서 분리된 수소 가스 중에서 일부는 고순도로 정제되어 아세 틸렌과 프로파디엔 전환 반응기의 수소 첨가용으로 사용되고 나머지는 DPG Unit과 C4 수첨 Unit 및 연료로 사용하게 된다. 탈메탄탑 아래쪽에서 나오는 메탄가스는 저온회수 과정에서 가열된 후, 연료 가스로 사용되고 일부는 액체 상태로 빠져나와 저온 냉매로써 탈메탄탑으로 순환된다. 탈메탄탑 아래쪽의 생성물은 열고환기에서 압축기 출구 가스로 가 열하여 탈에탄탑으로 보내진다. 분리정제공정 마지막으로 분리정제공정을 거쳐 생산되는 에틸렌과 프로필렌은 바로 유도 품 생산공정으로 가고, C4유분과 열분해가솔린은 추가로 추출 정제공정을 거쳐 부타디엔과 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 석유화학 기초유분의 원료가 된다. 이 중 에틸렌과 프로필렌, 부타디엔은 상온에서 기체이기 때문에 일반인들이 실체를 보기 어렵다. 벤젠, 톨루엔, 자일렌은 액체로 자동차 휘발유에도 포함 석유화학으로 만드는 세상 58

60 Naphta C4 LPG 에틸렌 되어 있고 신나 라는 이름의 용제 프로필렌 Mixed C4 BD공장 로도 사용되어 흔하게 볼 수 있다. 석유화학 최종 제품은 폴리에틸렌 과 폴리프로필렌 등의 기초유분 하 분해가솔린(RPG) 방향족공장 나를중합반응시켜 만들기도하고, (BTX공장) 스티렌모노머처럼 기초유분 두 개 (에틸렌과 벤젠)를 반응시켜 만들 기도 한다. 아크릴로니트릴(AN)이 나 폴리염화비닐(PVC)처럼 다른 화학제품과의 반응을 통해 만들기도 한다. 이때 반응은 주로 열과 촉매에 의 해서 진행되는데, 보통 반응온도는 200~300 정도이다. 분해공정 급랭공정 압축공정 분리정제공정 납사분해과정 3.석유화학산업의 특성 콤비나트 산업 콤비나트는 기술적으로 연관이 있는 여러 생산 부문이 서로 가까이 인접하여 이루어진 기업들의 지역적 결합체를 뜻한다. 일반적으로 원료에서 완성품에 이르는 제조 과정은 기술적으로 다른 몇 개의 생산단계를 통과한다. 각 생산 단계마다 여러 기업이 전문적으로 생산을 분담하는데, 이처럼 상호 연관된 기업의 공장이 같은 지역에 모여 유기적으로 결합된 것을 콤비나트라 한다. 콤비나트는 원료 확보, 중간제품 공급이 서로 인접한 공장 간에 직접적으로 이루어지게 함으로써 시간과 공간의 낭비를 줄이는 것을 목적으로 한다. 또 부산물은 물론 폐기물도 유용하게 이용할 수 있어 매우 경제적이고 합리적인 생산 형태로 평가되고 있다. 석유화학산업은 전형적인 콤비나트 산업으로써 대단위 설비 투자비용이 소 요되는 자본집약적인 장치산업이다. 석유화학산업은 납사를 분해하여 에틸렌이나 프로필렌 등의 올레핀, 열분해 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 59

61 화력발전소 원유정제설비 원유 가스 납사분해설비 가솔린 납사 등유 경유 중유 원유탱크 아스팔트 원유 탱커 중동 등 산유국으로부터 대형 탱커 를 통해 원유가 운반되어 온다. 원유 탱크 탱커로부터 운반된 원유는 탱크에 저장된다. 원유정제설비 원유정제설비에서는 원유를 분별증류 를 통하여 석유가스, 가솔린, 납사, 등 유, 경유, 중유, 아스팔트 등으로 분해 한다. 석유화학 콤비나트에서는 품질이 좋은 석유화학제품이 안전하고 효율적으로 생산될 수 있도록 콘트롤 센터라고 불리는 대형 컴퓨터를 사용해서 생산관리와 감독을 수행한다. 석유화학으로 만드는 세상 60

62 유도품 설비 납사분해설비 정유설비에서 만들어진 납사는 750~830 유도품 설비 납사분해설비로부터 파이프로 운송되는 출하설비 출하 설비 이렇게 만들어진 다양한 제품은 일단 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 의 고온으로 가열하여 에틸렌, 프로필 각종 원료를 반응시켜서 합성수지, 합섬원 탱크와 창고 등에 보관되고, 탱크로리, 렌, 부타디엔, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등으로 료, 합성고무 등을 만든다. 여기에는 수십 트럭, 화차, 배 등으로 전국 각지나 해 분해한다. 여개에 이르는 유도품 설비들이 모여 있다. 외로 출하된다. 61

63 가솔린 등을 생산하는 납사분해설비를 모체로 한다. 납사분해설비에서 생산 된 제품을 파이프를 통해 합성수지와 합성섬유원료, 합성고무 등 각종 유도 품을 제조하는 유도품 설비로 전달하는 형태의 콤비나트산업이다. 전력을 공 급하는 전력회사 등도 결합하여 석유화학 콤비나트를 구성한다. 석유화학산업은 이처럼 콤비나트 형성을 통해 원재료 확보, 생산 집중화, 유 통과정 합리화 등으로 원가를 절감하는 것을 목표로 하고 있다. 기초소재산업 석유화학제품은 개발 초기에는 천연제품(철, 알루미늄, 목재, 종이, 면, 양모 등)을 대체하기 위해 생산되었다. 지속적인 기술개발과 혁신으로 석유화학제 품은 새로운 수요를 창출하게 되었다. 석유화학제품은 우수한 물성과 화학적 특성으로 일반 생활용품부터 자동차, 전기 전자, 건설 등 주력 산업에 직접, 간접적으로 원료를 제공하는 중요한 기초소재 역할을 하고 있다. 석유화학제품 공급으로 인류는 한정된 천연자원의 제약에서 벗어나 새로운 물질문명의 세기를 열게 되었다. 석유화학제품 없는 생활은 감히 상상할 수 없을 정도로, 오늘날의 인류와 석유화학산업은 떼려야 뗄 수 없는 관계를 맺 고있다. 우리가 입고 있는 옷, 들고 있는 가방, 신고 있는 신발을 비롯하여 의자, 책상, 컴퓨터, 필기구, 휴대전화, 책꽂이, 전화, 사무실 천장, 생수통, 정수기, 벽면, 창틀. 주위에서 석유화학으로 만들지 않은 물건을 찾기란 쉽지 않다. 천연자원으로 만든 것을 제외하고는 석유화학제품은 생활용품부터 건물, 자 동차 등 눈에 보이는 대부분의 물품과 장치, 운송수단, 조형물을 구성하며 우 리의 생활과 함께하고 있다. 석유화학산업이 없으면 건축, 전자, 자동차 등 핵심 산업도 모두 멈출 수밖에 없기 때문에 석유화학산업은 산업의 쌀 로 불리는 것이다. 석유화학으로 만드는 세상 62

64 Health Care food & Beverage Textiles Construction Rubber & Plastics Transportation House Goods Electronic 각종 산업의 원료로 제공되는 석유화학산업 고부가가치 산업 앞서 언급한 바와 같이, 석유화학산업은 자본 집약적이고 기술 집약적인 장 치산업이다. 초기 투자비용은 크지만, 일단 건설된 설비에서는 원료와 에너지만 투입되면 적은 인력(엔지니어)으로 대량의 제품을 생산하여 엄청난 부가가치를 창출한 다. 실제로 석유화학산업은 납사, 천연가스 같은 원료의 10~100배에 달하는 부가가치를 창출하는 고부가가치산업이라고 할 수 있다. 합성섬유인 폴리에스터 100만 톤과 천연섬유인 면 100만 톤 생산에 필요한 원료를 비교해 보자. 폴리에스터 100만 톤을 만드는 원료는 국내 여수단지의 삼남석유화학 테레프탈산(TPA) 공장과 호남석유화학 에틸렌글리콜(EG) 공 장 설비의 80% 정도를 1년간 가동시키면 얻을 수 있다. 그러나 면화 100만 톤을 생산하려면 충청남도 전체와 충청북도 일부까지 면 화 재배지가 되어야 가능하다. 여기에 필요한 인력까지 감안하면 경제성의 차이를 쉽게 추정할 수 있다. 또한 석유화학제품은 가공성이 무척 뛰어나다. 부엌에서 사용하는 평범한 플 라스틱 그릇부터 담뱃갑을 싸는 얇고 투명한 비닐, 스펀지, 타이어, 인조 실 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 63

65 크, 페인트, 접착제, 유아용 기저귀 커버도 석유화학제품을 가공하여 생산할 수있다. 석유화학제품의 또 다른 중요한 장점은 원하는 만큼 물성을 강화하거나, 또 기능성을 추가하여 맞춤형 소재 공급이 가능하다는 것이다. 예를 들어, 형태 와 색상의 변화 없이 강도만 향상된 제품이 필요한 경우, 원료 구성비나 제조 공정에 변화를 주어 보다 강도가 개선된 소재의 생산을 시도할 수 있다. 또 유 리섬유 등 무기소재를 첨가하여 강도를 향상시킬 수도 있으며, 여러 겹의 제 품을 접착시켜 두께는 줄이고 강도는 높일 수도 있다. 뿐만 아니라 지속적인 연구개발로 정보통신(IT), 바이오(BT), 나노(NT) 등 첨 단산업과 발맞춰 발전하는 성장성이 높은 고부가가치 산업이다. 첨단산업의 발전은 석유화학산업의 뒷받침 없이는 불가능하며 산업이 첨단화될수록 소 재를 제공하는 석유화학산업의 역할은 더욱 커질 수밖에 없다. 석유화학산업의 부가가치 창출 효과 US $ 9,000 에틸렌 56kg 셔츠 51벌 프로필렌 31kg 모포 13장 원유 1톤 납사 0.18톤 BTX 16kg 타이어 3세트 메탄 25kg 스타킹 3,700벌 C4, LPG 등 42kg 페인트 13리터 US $ 122 US $ 80 석유화학으로 만드는 세상 64

66 환경을 보호하는 친환경산업 맨 처음, 석유화학산업은 천연제품을 대체하기 위한 목적으로 시작되었다. 플라스틱, 합성섬유 같은 석유화학제품 개발로 종이, 목재 같은 천연소재를 대체하여 산림의 황폐화와 한정된 자원의 고갈을 막을 수 있었던 것이다. 플라스틱은 조물주가 세상을 만들 때 유일하게 빼먹은 물질이다. 많은 학자들이 이렇게 평가하는 플라스틱이 발명되지 않았다면, 지구의 산림 과 철 매장량이 반으로 줄어들었거나, 인구가 반으로 줄었을 것으로 추정할 정 도다. 플라스틱은 바로 석유화학제품인 합성수지를 원료로 만드는 제품이다. 만일 석유화학제품이 개발되지 않았다면, 환경파괴와 자원고갈로 인류의 생 존 자체가 위협받는 상황이 되었을지도 모른다. 그러나 다양한 화학물질을 취급하고 생산하는 석유화학기업은 환경문제에 서 자유롭기 어려운 것이 현실이다. 특히 간헐적으로 터지는 대형 사고는 석 유화학산업이 환경오염을 유발하는 산업이라는 선입견을 만드는 중요한 요 인 중 하나이다. 물론 석유화학산업은 환경오염의 원인을 제공할 수도 있지 만, 동시에 환경오염을 해결하는 데 최고의 적임자이다. 최근 세계적으로 문제가 되고 있는 지구온난화 해결에 있어서도 석유화학산 업의 역할이 크다. 일본의 아사히화성은 일산화질소(N2O)라는 화학물질을 분해하는 장치를 개발하여 자체적으로 연간 600만 톤의 온실가스(이산화탄 소 환산치) 감축 효과를 달성했다. 이는 일본의 온실가스 삭감 의무량의 0.5%, 네덜란드 전체의 연간 이산화탄소 배출량에 해당하는 규모이다. 석유화학산업은 천연물질을 대체하는 제품을 생산하는 것을 넘어 환경에 대 한 투자확대와 기술개발로 환경보전과 산업성장이 조화를 이룰 수 있도록 노 력하는 친환경산업이라고 할 수 있다. 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 65

67 3부 석유화학산업의 발전 과정 및 제품 정보 석유화학으로 만드는 세상 66

68 { 1장 석유화학산업의 발전 1.세계 석유화학산업 태동기(1880~1920) 세계 석유화학산업은 석유가 최초로 탐사된 이후 60년의 세월이 지나서 시작 되었다. 석유화학산업의 초기 형성과정을 보기 위해서는 1879년 록펠러의 미 국 스탠더드 오일 지분인수, 그리고 1890년 로열 더치 쉘이 창립되어 석유산 업이 본격화되는 시기로 거슬러 올라가야 한다. 초창기 석유는 주로 조명용 연료로 사용되었는데, 당시에는 석유가 거대산업 으로까지 발전하지는 못했다. 이후 1885년 벤츠의 가솔린엔진 개발과 1903 년 라이트 형제의 비행기용 가솔린엔진 개발, 1910년대 포드의 자동차 양산 등의 과정을 거치면서 본격적인 대형 석유산업이 구축되었다. 이러한 과정에 서 내연기관의 발달로 휘발유 수요는 급증했으나 잉여 중질유의 처리 문제가 대두됐다. 잉여 중질유의 활용 방법을 모색하는 가운데 석유화학제품 탄생의 서곡이 울린 것이다. 세계 최초의 석유화학제품은 1918년 스탠더드 오일이 열분해가솔린 제조 과 정에서 발생하는 프로필렌으로부터 이소프로필알코올을 합성한 것이라고 보는 시각이 지배적이다.(19세기 석탄이나 천연가스로부터 소수의 유기화합 물을 생산하기도 했으나, 본격적인 산업화 단계에는 이르지 못했다). 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 67

69 석유의 발견과 석유산업 발전 석유를 가리켜 신이 인간에게 준 마지막 선물, 또는 검은 진주 라고 부른다. 이 같은 별칭에 걸맞게 석유는 현대사회에 있어 가장 중요한 에너지로써, 석유 없는 생활은 상상 할 수 없을 정도로 우리의 일상생활과 매우 밀접한 관계를 맺고 있다. 석유가 없으면 단 하루도 생 활을 정상적으로 영위할 수 없다는 점에서 석유는 현대사회의 혈액 이라고 할 수 있다. 석유는 내연기관의 연료뿐만 아니라 산업용, 가정용 에너지원으로, 석유화학산업의 기초 원료로써 필수 불가결한 기초자원이다. 석유화학산업의 모태가 되는 석유산업은 1859년 8월 27일 미국의 드레이크가 석유 탐사에 성공 함으로써 태동하게 되었다. 그러나 이것이 곧 석유화학산업으로 발전되지는 못했다. 20세기 이전까지 화학공업은 주로 석탄을 중심으로 발달했고, 석유는 오직 등유, 연료유의 용도 로만 사용되었다. 석유가 현대사회에 없어서는 안 될 중요 물질로 부각된 것은 제1차 세계대전부 터이다. 그전까지는 석유의 중요성에 대한 인식이 거의 없었기 때문에, 세계정세의 패권을 쥐고 있었던 강대국들은 철과 석탄만이 세계 지배의 헤게모니를 장악할 수 있는 경쟁력이라고 생각하 여 자원의 확보를 위해 서로 각축전을 벌였다. 그러나 제1차 세계대전을 계기로 석유의 경제적, 군사적 중요성이 점차 높아졌고 이에 따라 석유 는 국제정세를 좌우하는 원동력으로 부상하였고, 이는 국제정세를 불안케 하는 원인으로 현재까 지 작용하고 있다. 이처럼 석유가 각국의 이해관계에 큰 영향을 미치자 강대국들은 석유의 중요성을 심각하게 인식 하게 되었고, 석유를 다용도로 사용하기 위한 연구에 심혈을 기울이게 되었다. 특히, 20세기 초 미 국에서 자동차 대량 생산이 가능하게 됨에 따라 새로이 가솔린 수요가 생기고, 또 항공기 양산에 따라 다량의 고옥탄가의 가솔린이 요구되자 일반적인 증류법으로는 이들의 수요를 채울 수가 없 어 석유를 분해, 개질하는 연구가 시작되었다. 석유화학으로 만드는 세상 68

70 개발기(1920~1940) 근대적인 의미의 석유화학공업은 1925년 유니언 카바이드의 자회사인 카바 이드 앤 카본 케미컬이 미국 스탠더드 오일과 공동으로 올레핀 가스를 이용해 이소프로필알콜을 생산하면서 구축되기 시작했다. 천연가스, 정유폐가스, 코 크스가스 부문은 제외하더라도 그 외의 부문은 석유정제로부터 독립된 다계 열공정을 이용한 생산구조였다는 점에서 석유화학공업의 초기 형태라 볼 수 있다. 이후 석유화학제품은 원료에서 출발하여 차근차근 단계적으로 개발된 것이 아니라, 시대 상황에 따라 긴급히 요구되는 물질이 있을 때 그것을 충족시켜 주는 제품이 다발적으로 개발되었다. 1920년대 비행기와 자동차의 본격적인 보급과 함께 수송기기를 도장할 수 있 는 페인트의 용제로써 아세톤이 개발되었고, 1930년대 초에는 자동차 부동액 으로 에틸렌글리콜(EG)과 휘발유첨가제(4-Ethyl Lead)가 개발되었다. 1933년 아이씨아이는 실험 중 우연히 고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 개발하여 연합군 레이더의 절연성 고주파장치 부품으로 적용하였고, 1935년 천연고무 공급이 어려워진 독일에서 스티렌부타디엔고무(SBR)를 필사적으로 개발하 여 중요한 군수물자로 사용되었다. 또한 1937년에는 다우 케미컬이 폴리스타 이렌을, 유씨씨는 에틸렌옥사이드를 개발하는 등 본격적인 석유화학제품 개 발 붐이 시작되었다. 성장기(1940~1970) 1940~1950년대에는 기존의 축적된 기술력을 바탕으로 개발된 제품을 생산 하며 보다 경제성 있는 원료를 찾는, 상업화 단계에 이르렀다. 또 새로운 제품 이 빠르게 개발되면서 상업적 차원의 석유화학산업 시대가 개막되었다. 특히, 2차 세계대전(1939~1945년) 중에는 전략물자로써의 합성고무 생산이 급증했으며, 합성섬유와 합성수지도 본격적으로 개발되기 시작했다. 2차 대전 중에 우수한 절연성과 강도를 인정받은 고밀도폴리에틸렌은 전쟁 후, 듀폰, 유씨씨, 바스프 등의 기업이 양산설비를 갖추고 생산하기 시작하였 1부 석유화학으로 만드는 세상 2부 석유화학의 이해 3부 석유화학산업의 발전과정 및 제품 정보 69