[석유화학] 현대 산업의 핵심 '프로필렌' 및 생산 제품 에 대해 알아보자 (Feat. OCU, 생산 Capa, 특성)

Intro

현대 산업에서 다양한 용도로 사용되는 중요한 핵심 물질인 '프로필렌'에 대해 알아보고 관련된 '생산제품'에 대해 알아보겠습니다.

 

더불어 프로필렌의 제조 방법과, 제조사별 생산 Capa를 알아보고 관련 생산 제품에 대한 종류와 용도, 특징에 대해서도 함께 알아보겠습니다.

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기초유분 중 하나인 '에틸렌' 및 생산제품에 대해 궁금하시다면 아래의 포스팅을 참고해 주시면 좋겠습니다.

★ [석유화학] 석유산업의 쌀 '에틸렌 및 생산제품' 에 대해 알아보자

 

[석유화학] 석유산업의 쌀 '에틸렌 및 생산제품'에 대해 알아보자 (Feat. 생산 Capa, 특성)

 

'프로필렌' 계통도

프로필렌 계통도 (출처 - 써니봉봉/woowoo5060)

 

'프로필렌(Propylene, C3)'에 대해서

☞ 석유와 천연가스로부터 얻어지며 탄화수소에 속하는 화합물질로 정식명칭은 프로펜임

☞ 에틸렌과 마찬가지로 정제과정의 부산물로 생산

☞ NCC에서 분해되는 기초유분 중 에틸렌 다음으로 높은 비중을 보임

☞ NCC에서 에틸렌과 병산되거나 중질유분해시설(RFCC)을 통해 휘발유 등과 병산, 또는 프로판을 탈수소하여 제조

☞ 다양한 제품의 원재료로 사용되어 수요가 많으며, 특히 PP가 전체 프로필렌 수요의 2/3을 차지함

☞ 그 외 AN(아크로니트릴), PO(프로필렌옥사이드), Octanol(옥탄올), Acrylic Acid(아크릴산) 등의 원료로 사용

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출처 - 메리츠증권 리서치센터

 

'프로필렌' 기업별 생산 Capa

단위 : 1,000MT (2023년 기준)

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☞ 단일 공장 Capa로는 YNCC(여천NCC)가 제일 높으며, 총 생산 Capa로는 LG화학이 제일 많고 그다음 YNCC, 롯데케미칼, 한화토탈 순임

 

'프로필렌(C3)' 생산 공정

☞ 나프타를 스팀과 함께 800℃ 이상의 고온에서 경질 탄화수소 화합물로 열분해 반응시킨 후 냉각, 압축, 정제공저을 거쳐 수소, 에틸렌, 프로필렌, 프로판, C4 유분, 열분해가솔린(PG) 등을 생산함

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출처 - YNCC

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열분해공정

- 나프타를 스팀과 함께 800℃ 이상의 고온 분해로에서 탄소수가 적은 탄화수소 화합물로 열분해 반응시키는 공정으로 고온의 분해가서의 열로 초고압 증기를 생산하고 급냉공정으로 보내짐

 

급냉공정

- 분해로에서 나온 고온의 분해가스를 Quench Oil로 1차 냉각하여 중질 연료유(PFO, PGO)를 분리해내고 Quench Water로 2차 냉각시키는 공정으로 냉각된 물질은 압축공정으로 보내짐

 

압축공정

- 냉각된 분해가스를 경제적으로 분리, 정제하기 위해서 압축기를 이용하여 약 38 kg/㎠G 까지 승압시키는 공정

 

정제공정

- 고압으로 압축된 가스를 초저온 (-165 ℃)으로 냉각시킨 후 비점차에 의해 단계별로 각 성분을 분리해 내는 공정으로 수소, 에틸렌, 프로필렌, 프로판, C4유분 및 열분해 가솔린(PG) 등이 생산됨

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프로필렌(올레핀) 생산 공정 (출처 - GS칼텍스 블로그)

 

프로필렌 전용 생산 시설 (OCU)

☞ OCU (Olefin Conversion Unit) 공장은 BD 공장, MTBE 공장에서 나온 C4 RAFFINATE를 주 원료로 하여 1차/2차 선택 수첨반응 (Selective Hydrogenation)을 통해 부타디엔 및 C4 아세틸렌류를 제거 후 부텐-2류와 에틸렌을 반응 (C4 Isomerization 및 Olefin Metathesis) 시켜 프로필렌을 생산하는 공정

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OCU 생산 공정 (출처 - YNCC)

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1차 수첨반응공정

- C4 RAFFINATE 원료 중 부타디엔 및 아세틸렌 함유량이 높은 C4 RAFFINATE-2 원료를 1차 수첨반응(Selective Hydrogenation) 시킨 후 부타디엔 등의 함유랑이 적은 C4 RAFFINATE-3 원료와 혼합하여 C4류 보다 무겁거나 가벼운 성분을 제거하는 공정

 

2차 수첨반응공정

- 1차 수첨반응공정을 거치고 불순물(알데히드, 아세톤, 염화물 등)을 제거한 후 2차 수첨반응을 통해 부타디엔과 C4 아세틸렌류를 최종 제거하는 공정

 

올레핀 전환공정

- C4 RAFFINATE 원료 중 부텐-2류와 에틸렌을 반응(C4 Isomerization 및 Olefin Metathesis)시켜 프로필렌을 생산하는 공정

 

주요 제품의 종류와 특징 ①

PP, AN, PO, PPG, PG 특징 및 용도

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01 PP (폴리프로필렌)

- 플라스틱 중 그 용도가 가장 많은 것으로서 섬유로도 사용 가능

- 제품 특성 : 인장강도와 충격강도, 표면강도가 우수하며 160도 이하의 온도에서는 녹지않는, 열에 강한성질로 음식용기로 사용

- 제품 용도 : 포대용 백, 필름, 섬유, 자동차 부품, 전기전자 부품, 일용품 등

 

02 AN (아크로니트릴)

- 프로필렌과 암모니아를 원료로 생산되며 무색무취의 유독성 액체

- 제품 특성 : 반응성, 중합성이 커서 합성섬유와 합성고무, 합성수지, 살충제 등으로 사용

- 제품 용도 : 아크릴 섬유, ABS, SAN 수지, NBR, NB Latex 등의 원료

 

03 PO (프로필렌옥사이드)

- 무색의 휘발성 액체

- 제품 특성 : 물과 대부분의 유기용제에 잘 섞임

- 제품 용도 : PG, PPG, 계면활성제, 난연제, 전분 등의 원료로 사용

 

04 PPG (폴리프로필렌글리콜)

- 무색의 휘발성 없는 액체

- 제품 특성 : 보습력이 좋으며 용해력이 높아 여러 용도에 사용

- 제품 용도 : 의약용품, 식품용, 화장품 및 일반 공업용 PPG가 있으며, 주로 자동차 시트, 가구, 침대, 전자 등 산업용품의 중간소재로 사용

 

05 PG (프로필렌글리콜)

- 무색 투명한 시럽상 액체

- 제품 특성 : 냄새가 약간 있으며, 약간 쓴맛과 단맛이 있는 용제

- 제품 용도 : 용제, 부동액, 저온용 윤활유, 살균제(훈증제) 등으로 이용

 

주요 제품의 종류와 특징 ②

옥탄올, 부탄올, IPA, 아크릴산 특징 및 용도

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01 옥탄올 (Octanol)

- 무색 액체이며 프로필렌에 일산화탄소와 수소를 반응시켜 제조

- 제품 특성 : 주로 pvc 가소제 원료로 사용

- 제품 용도 : PVC, 합성윤활제, 계면활성제의 중간원료

 

02 부탄올 (Butanol)

- 무색 투명한 휘발성 액체

- 제품 특성 : 프로필렌을 옥소 반응시킬 때 옥탄올과 병산됨

- 제품 용도 : 아크릴레이트, 가소제(DOP)의 원료, 용제

 

03 IPA (이소프로필알코올)

- 무색의 강한 알콜향의 유기용제

- 제품 특성 : 무극성 물질을 용해, 얼룩을 남기지 않고 쉽게 증발함

- 제품 용도 : 페인트, 잉크, 반도체, 소독제 등 사용

 

04 Acrylic Acid (아크릴산)

- 상온에서 무색 투명한 액체, 아세트산과 비슷한 자극성의 냄새가 남

- 제품 특성 : 용해성이 매우 높아 물, 알코올, 벤젠 등의 다양한 용매에 쉽게 녹음

- 제품 용도 : 페인트, 접착제, 진수성 수지, 수처리, 섬유, 종이 제조 등 사용

- 기타 : SAP(고흡수성수지, Super Absorbent Polymer) 의 원료 많이 사용되며 기저귀, 여성용품, 전선방수제 등에 활용

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★ [석유화학] 석유화학의 '기타제품'에 대해 상세히 알아보자

[석유화학] 석유화학의 '기타제품'에 대해 상세히 알아보자 (Feat. 국내 제조사, Capa, 점유율)

 

END

현대 산업에서 핵심 물질인 '프로필렌'에 대해 알아보고 관련된 '생산제품'에 대해 알아보았습니다.

 

더불어 프로필렌의 제조 방법과, 제조사별 생산 Capa를 알아보고 관련 생산 제품에 대한 종류와 용도, 특징에 대해서도 함께 알아 보았습니다. 석유산업에서 쌀, 에틸렌 다음으로 가장 핵심 물질인 프로필렌에 대하여 조금이나마 이해와 도움이 되셨기를 바랍니다.

 

 

※ 본 내용들은 다양한 사이트에서 내용을 발췌하여 개인 공부용으로 정리했으며, 프로필렌 및 생산제품과 관련된 표(제조사, Capa(단위 : 1KT), 점유율)는 석유화학편람 및 기타 자료를 참고하여 직접 작성하였습니다.