Intro
합성수지, 합섬원료, 합성세제 등을 생산하기 위해 반드시 필요한 원료중 하나인 '벤젠(Benzene)'에 대해 1편에 이어 2편도 상세하게 알아보도록 하겠습니다.
계통도, 국내 생산능력(Capa)와 벤젠의 유도품 종류와 용도, 특징에 대해서도 확인해 보겠습니다.
▤ 목차
'벤젠(Benzene)'에 대해서
√ 나프타(Naphtha)를 원료로 BTX 시설에 투입하여 벤젠(BZ, Benzene), 톨루엔(TL, Toluene), 자일렌(XL, Xylene) 등 방향족(아로마틱) 석유화학 제품을 생산
√ 6개의 탄소원자가 정육각형태로 결합한 평면구조를 가짐
√ 무색이고 냄새를 가지는 휘발성 액체
√ 다양한 화학제품 원재료로 사용되며, 휘발유의 옥탄가 증가를 위한 첨가제, 합성 세제 원료 및 각종 용제 등 광범위하게 사용
√ 화학산업 수요 및 휘발유 수요에 따라서 수급의 영향을 받게 됨
√ 전방수요 비중은 SM(스티렌모노머) 가 50~60%으로 가장 많음
'벤젠' 계통도 및 국내 생산 능력
☞ 벤젠을 원료로 하는 주요 수요는 SM(스티렌모노머), 사이클로헥산, 큐멘, 알킬벤젠. MNB, MA(무수말레인산) 있음
☞ SM(스티렌모노머)는 주로 PS(폴리스티렌), ABS, SBR 등을 만드는데 사용되는 중간제품
☞ 큐멘은 페놀로 만들어져서 주로 BPA 및 카프로락탐으로 생성 (BPA는 에폭시, PC(폴리카보네이트) 제조시 사용)
☞ 사이클로헥산은 폴리아미드(나일론)의 원재료인 카프로락탐 제조시 사용하고 또한 아닐린을 만들어 에폭시의 원료인 MDI를 생산하는데 사용
☞ Top 3위까지는 한화토탈, LG화학, GS칼텍스가 있으며, 주로 여수국가산업단지, 대산 석유화학단지에서 생산함
☞ S-Oil, SK지오센트릭, 울산아로마틱스, SK인천석유화학, 롯데케미칼은 생산 Capa가 비슷함
주요 제품의 종류와 용도 ③
01 알킬벤젠
- 무색무취의 투명한 액체
- 노말파라핀(Normal Paraffin)과 벤젠을 합성하여 제조
- 계면활성제의 원료로 가정 및 공업용 합성세제, 농약유화제 등으로 사용
- 이수화학에서 유일하게 '알킬벤젠' 생산함
** 연성알킬벤젠(LAB)은 일반 생활필수품인 분말 및 액체 세탁세제의 원료인 계면활성제의 기본 원료
02 MDI , PTMEG, MNB
√ MDI
- 백색 또는 미황색의 고체
- 아닐린에 포르말린을 반응시켜 산성축합을 한 후 포스겐과 반응시켜 제조
- PPG와 섞어서 주로 경질폴리우레탄폼(건축용, 냉장고 단열재)으로 사용되고, 자동차범퍼(RIM)나 합성피혁, 스판덱스의 원료로도 사용
- 주요 생산 업체는 금호미쓰이화학, 한국바스프, 구다우케미칼가 있음
√ PTMEG
- Polytetramethylene Ether Glycol
- THF의 중합물로써 실온보다 높은 온도에서는 무색 투명하고 점도가 있는 액체 (저온에서는 왁스상 흰 고체)
- 폴리우레탄, 엘라스토머(Elastomer), 폴리에스터 엘라스토머, 스판덱스 섬유의 원료로 사용
- 합성가죽, 페인트, 코팅제, 접착제, 밀페제, 엔지니어링 플라스틱 등에도 사용
- 효성티앤씨 BDO-PTMEG-스판덱스 순으로 내재화 비율 높임 (중국 PTMEG 생산능력 연간 18만톤)
- 국내 코리아PTC(울산)에서 PTMEG 생산
√ MNB
- 질산과 벤젠을 합성하여 생산되는 액상 제품
- MDI(경질 우레탄폼), 폴리우레탄 등 제조에 쓰이며, 자동차 내/외장재, 건축자재 및 가전제품의 단열재, 합성목재, 포장재, 인조가죽 등의 원료로 사용
- 국내 유일 제조사는 '휴켐스' (연간 생산량 72만톤)
주요 제품의 종류와 용도 ④
03 MA (무수말레인산)와 스판덱스
√ MA (무수말레인산)
- 백색 바늘모양 또는 입상의 결정
- 벤젠을 접촉산화시켜 제조하거나, C4유분(부탄 또는 부타디엔)을 산화시켜 제조
- 불포화폴리에스터수지, PVC 안정제, 도료, 가소제 등의 원료
√ 스판덱스
- 섬유산업에서 가장 고부가가치를 지닌 섬유로 섬유의 반도체라 불림
- 대한민국에서는 1979년 태광산업이 일본의 도요보사의 기술을 도입하여 최초로 생산하기 시작
- 폴리우레탄이 주 성분이며, 기존 고무줄에 비해 약 3배의 강도를 가짐
- 원래 길이의 5~8배 늘어날 수 있으며, 고무줄보다 가볍고 원래의 탄성을 유지하는 특성이 뛰어남 (ex. 레깅스)
- 벤젠 → MNB → MDI + PTMEG → 스판텍스
04 산화방지제 (antioxidant)
- 플라스틱 안정제에 속하며 첨가제로 플라스틱의 성능, 개량, 가공성 향상 등을 위해 중합 과정에서 소량 사용되는 물질의 일종
- 제품의 수명 유지와 성능 발현을 위해 사용되는 필수 첨가제
- 기초 및 중간원료가 합성수지(PP, PE, ABS)로 만들어지는 과정에서 첨가됨 (필수)
- 소량의 첨가제이지만 제품의 품질을 좌우함
- 전 세계 산화방지제 시장에서 BASF와 송원산업이 70% 이상 독과점하고 있음 (송원산업은 세계시장 22%, 국내시장 60% 이상 점유)
- 원료는 알킬페놀이며, 알킬페놀은 페놀과 IBL(이소부틸렌)을 통해 생성됨 (페놀 80% 수준 투입)
- 페놀의 가격이 중요하며 (원가의 80% 이상 차지), 송원산업 매암공장에서 IBL(이소부틸렌) 자체 생산이 가능해짐
END
필요한 원료중 하나인 '벤젠(Benzene)'에 대해 1편, 2편으로 나누어 알아보았습니다. 합성수지, 합섬원료, 합성세제 등 필요 원료인 만큼 벤젠의 유도품이 다양한데요. 정리하자면 SM부터 PS, EPS, ABS, 카프로락탐, 페놀, 아세톤, BPA, EPOXY, PC, 알킬벤젠, MDI, PTMEG, MNB, MA, 스판덱스, 산화방지제 등 다양합니다.
정말 생활에 있어서 빼놓을 수 없는 원료 '벤젠'인데요. 벤젠에 대한 정의, 제조방법, 생산CAPA 그리고 관련 생산 제품에 대한 용도와 특성은 무엇인지에 대해 조금이나마 이해와 도움이 되셨기를 바랍니다.
※ 본 내용들은 다양한 사이트에서 내용을 발췌하여 개인 공부용으로 정리했으며, 벤젠 및 생산제품과 관련된 표(제조사, Capa(단위 : 1KT), 점유율)는 석유화학편람 및 기타 자료를 참고하여 직접 작성하였습니다.
