[석유화학] 'IPA(이소프로필알코올)'에 대한 모든 것! 총정리! (Feat. 특징, 용도, 생산능력, 공정)

Intro

현대 산업에서 널리 사용되는 화합물중 하나이며, 코로나19 때 손 소독제 원료로 많이 사용된 '이소프로필알코올(IPA)'에 대하여 상세하게 알아보겠습니다.

 

이소프로필알코올(IPA)에 대해 용도와 특징을 알아보고, 국내 생산 능력 및 공정, 산업동향까지 함께 확인해 보겠습니다.

▤ 목차

'이소프로필알코올(IPA)'에 대하여

∨ 이소프로필알코올(IPA, Iso Propyl Alcohol)은 일반적으로 프로판올 또는 프로판-2-올로도 알려진 화합물

∨ 주로 소독제, 청결용품, 산업용 용제 등 다양한 용도로 사용

∨ 무색의 액체이며, 특유의 향이 있음

∨ 소독 목적으로 사용될 때, 세균, 바이러스를 제거하는 소독 효과를 가지고 있음.

∨ 이외에도 냉각 액체, 부직포 및 플라스틱 제품의 생산에도 사용

 

'IPA' 특징 및 용도

01 특징

- 불포화 화합물 및 불순물이 거의 없어 안정성 우수

- 아세톤을 원료로 수소를 첨가하여 2단계 분리공정을 하는 공법

- 프로필렌 원료로 5단계 분리공정을 거치는 제조공법에 비해 제조 비용이 대폭 절감됨

- 국내 제조사는 이수스페셜티케미칼 및 LG화학이 있으며, 아세톤 및 프로필렌을 원료로 생산

 

02 용도

- 산업용 IPA는 페인트, 인쇄잉크, 제약 및 시약원료, NC(Nitro Cellulose) 원료, 항공기용 동결방지, 라지에타 냉각수의 빙결방지, 자동차 부동액, 브레이크유 조합제, 방부제당 다양하게 사용

- 전자용 IPA는 반도체, LCD 등 IT 부품 세정용제, 인쇄잉크 등 용제로 사용

- 의료 분야에서는 수술실, 병실, 의약품 생산 라인의 소독용으로 사용

- 손 소독제로도 널리 사용되며 코로나19 당시 수요가 급증

 

'IPA' 국내 생산 능력

이수화학(이수스페셜티케미칼) - 단위 1,000톤 (I ECONOMY U)

☞ 국내의 경우 LG화학에서 20만 5000톤, 이수스페셜티케미칼에서 6만 6000톤 생산능력을 보유하고 있음

☞ LG화학은 아세톤(Acetone) 및 프로필렌(Propylene) 베이스 체제로 생산 중이며, 이수스페셜티케미칼은 아세톤 베이스만 갖추고 있음

☞ LG화학은 기존 아세톤 베이스 10만 5000톤 및 프로필렌 베이스 4만 5000톤 생산능력을 가졌으나 24년 초 여수 C3-IPA 6만톤 증설 완료로 프로필렌 베이스 생산이 10만톤 수준으로 증가

☞ LG화학은 국내 유일하게 반도체 세정제용으로 투입할 수 있는 고순도 그레이드를 공급(프로필렌 베이스 IPA)

☞ 이수스페셜티케미칼은 금호피앤비화학으로부터 아세톤을 공급받아 IPA를 생산 (아세톤 시황에 따라 수익성 좌우)

☞ 일본 도쿠야마는 반도체 산업이 집적된 타이완에서 포모사 플래스틱(Formosa Plastics)과 50대50 합작투자 진행하며, 원료는 포모사 플래스틱이 공급함 (타이완 고순도 IPA 시장점유율 50% 이상 확보 목표)

 

※ 최근 ISSUE

- SK지오센트릭과 일본 도쿠야마(Tokuyama)와 50대50 합작으로 울산에 프로필렌 베이스 고순도 IPA 3만톤 플랜트 건설 합의

- 프로필렌은 SK지오센트릭이 공급, 2023년 완공 및 시험 가동한 후 2024년 상업 가동할 계획

- 국내 LG화학이 유일하게 고순도 IPA를 공급했으나 SK의 합작투자로 독점체제가 무너질 것으로 보임

- 고순도 IPA는 강한 증발성을 가진 용제로 전자 및 반도체 제조공정에서 웨이퍼 세척 용도로 주로 사용되고 더불어 디스플레이 제조용 세정제로도 활용

- 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 디지털 전환(DX), 5G(5세대 이동통신) 등 최첨단 기술 발전으로 반도체 용도에서 연평균 약 8% 꾸준한 성장이 예상됨

- 도쿠야마는 아시아 최대 고순도 IPA 생산기업으로 일본, 타이완, 동남아 중심으로 시장점유율 확대했으며 한국 시장도 점유율 높일 것으로 예상

 

Value Chain 및 생산 공정

01 Value Chain

Value Chain (출처 - 이수스페셜티케미컬)

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☞ 원료인 아세톤(Acetone)을 반응 Reaction으로 투입하여 H2와 온도 및 압력에 의해 반응시킨 후 Distillation을 통해 IPA 생산

☞ LG화학은 원료인 아세톤과 프로필렌을 자체 조달하여 IPA 제조를 하며, 이수스페셜티케미칼은 금호피앤비화학을 통해 원료를 공급받음

☞ 아세톤 베이스 IPA는 대부분 공업용에서 페인트, 인쇄잉크, 의약품 등 대부분 사용

☞ 프로필렌 베이스 IPA는 고부가제품으로서 대부분 반도체 세척제 및 디스플레이 세정제로 사용

 

02 IPA 생산 방법

☞ 프로필렌과 물을 반응하거나 아세톤을 수첨하여 IPA 생성

☞ DIPE(Diisopropyl Ether)나 CH(Cyclo Hexane)을 이용

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출처 - 프로텍 컨설팅(proteccon)

√ 아세톤 베이스

- 아세톤을 니켈 촉매 하에서 수소를 첨가하여 반응시킨 후 고압 분리기를 이용

- 기액분리와 증류과정을 거쳐 높은 순도의 IPA 제품을 생산

- 미반응 아세톤은 반응기로 재투입

- 수소 첨가법은 아세톤에 수소를 덧붙인 후 2단계 분리공정만으로도 IPA 제조가 가능하여 제조비용이 저렴하고 친환경적인 제법으로 알려짐

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출처 - 한국산업안전보건공단

 

√ 프로필렌 베이스

- 인산촉매하에서 기상 반응하여 만들어진 반응 Gas를 흡수탑에서 물로 흡수시킴

- 미반응된 가스는 반응기로 회수되어 재순환시킴

- 반응 생성물 중 부산물인 Hydro Carbon, NPA, Aceton을 분리하기 위한 정제탑과 물분리탑을 거쳐 최종 생산

- IPA를 더욱 정제하여 HP-IPA를 생성

- 공정에서 발생된 물과 부산물(Oil)은 폐수 소각공정에서 처리

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출처 - 한국산업안전보건공단

 

국내 산업 동향 (심화편)

- 국내는 LG화학, 이수스페셜티케미칼 외 동우화인켐에서도 생산하고 있으나, 동우화인켐은 LG화학의 공업용 IPA를 고순도화 하는 수준(아세톤 베이스)

- 이수 IPA는 국내 공급 보다 수출을 주력(유럽)으로 하고 있으며, LG화학은 국내 공급 비중이 높음

- 산업에서 IPA 가격은 LG화학이 주도를 하고 있으며, 이수가 따라가는 방향으로 진행됨

- 산업에서는 재생 IPA가 공급됨에 따라 이수 및 LG화학 제품의 IPA 보다 가격 경쟁력이 높음

- 고순도 IPA는 전자 및 반도체 세척제로 사용됨에 따라 LG화학이 독점적으로 공급 및 가격 형성을 함(공급 안정성 떨어짐)

- 이수도 IPA의 고순도 버전이 있지만, 실제 전자 및 반도체 세척제 용으로는 적용되지 못함

- SK지오센트릭과 도쿠야마 합작 공장이 완공된 후 시장에 공급되면 대부분 수요 기업들은 이원화 할 가능성이 높음

- 일본 도쿠야마 공장은 일본 수요에 대응하면서 소분, 충진 공정을 보유한 싱가폴, 중국 공장을 통한 현지 공급을 지원하는 등 핵심 공장으로 역할을 하고 있음

 

END

현대 산업에서 널리 사용되는 화합물중 하나이며, 코로나19 때 손 소독제 원료로 많이 사용된 '이소프로필알코올(IPA)'에 대하여 상세하게 알아보았습니다.

 

이소프로필알코올(IPA)은 아세톤(Acetone) 및 프로필렌(Propylene) 베이스로 생산이 된다는 것을 확인하였고, 국내에는 이수스페셜티케미칼과 LG화학이 제조사인 것도 확인했습니다. 고부가가치 제품인 고순도 IPA(프로필렌 베이스)는 SK지오센트릭이 24년부터 생산 및 공급을 시작함에 따라 시장 내 독점체제가 사라지며 경쟁이 치열할 것으로 보여지는데요. 하지만 향후 반도체 시장에서 연평균 8% 상승이 예상되는 만큼 관심있게 지켜봐야하는 품목인 것 같습니다.

 

이소프로필알코올(IPA)에 대해 용도와 특징, 국내 생산 능력 및 공정, 산업동향에 대해 조금이나마 이해와 도움이 되셨기를 바랍니다.

 

 

 

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

 

 

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