에틸렌과 유도체(EO,EG,PVC)

 

안녕하세요. EnerTravel입니다. 

오늘의 EnergyTok 주제는 '에틸렌과 유도체(EO, EG, PVC)'입니다.

 

에틸렌 생산공정

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NCC(나프타 분해 공정)

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올레핀 생산공정

 

에틸렌과 유도체

 

오늘 살펴볼 석유화학 소재는 에틸렌과 그 유도체입니다. 에틸렌은 대표적인 석유화학의 기초유분으로, 단순한 화학구조로 수많은 물질로 합성이 가능하여 다양한 에틸렌 유도체 생산에 기초가 되는 유분입니다.

 

 

에틸렌(ethylene)의 정식 명명법에 따른 이름은 에텐(ethene)인데요. 에틸렌이라는 관용명이 더 자주 쓰입니다. 에틸렌은 탄소 2개와 이중결합 하나를 갖고 있어 반응성이 큰 물질인데요. 자연상태에서 식물이 만들어내는 ‘식물 호르몬’으로도 작용해 과일을 익히기도 합니다. 에틸렌이 갖고 있는 가장 대표적인 별명은 ‘석유화학의 쌀’입니다. 석유나 천연가스에서 얻을 수 있는 기본 원료로서 폴리에틸렌(PE), PVC, EO, EG 등 다양한 플라스틱, 비닐 제품을 만드는 데 사용할 수 있기 때문입니다.

 

에틸렌 옥사이드(EO)

에틸렌 옥사이드(Ethylene Oxide)는 옥사이드(Oxide, 산화물)라는 이름에서 알 수 있듯, 에틸렌이 산화한 물질입니다. ‘산화에틸렌’이라고도 불리죠. 상온에서 색이 없는 기체상태로, 생화학적으로 반응성이 높은 점이 특징입니다. 반응성이 높은 에틸렌 옥사이드는 살균, 살충효과가 뛰어난데요. 그러면서도 금속을 부식시키지 않는다는 특징이 있습니다. 이러한 점 때문에 의료기구나 포장용기의 가스살균제로 주로 사용되는데요. 다만 우리 몸에도 영향을 끼쳐 발암물질로 작용한다고 알려져 있으니 사용 시 주의가 필요합니다.

에틸렌글리콜(EG)   

 

앞서 소개한 에틸렌 옥사이드(EO)를 물과 반응시키면 또 다른 석유화학 소재이자 폴리에스터 소재의 원료인 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol)로 전환됩니다.  ‘글리콜(glycol)’은 두 개의 수산기(-OH)를 가지는 화합물에 붙는 이름인데요. 에틸렌글리콜(EG)은 물(H2O)이 에틸렌 옥사이드의 산소와 반응해 두 개의 수산기로 나뉘어 각각의 탄소에 결합돼 만들어진 물질입니다.에틸렌 글리콜(EG)은 무색무취의 액체 형태로 2개의 탄소 각각에 수산화물(OH)이 하나씩 결합된 간단한 구조를 갖추고 있어, 부동액의 원료로서도 흔히 사용되는데, EG를 물과 혼합했을 때 농도에 따라 다를 수 있지만 대체로 응고점, 즉 냉각 상태에 이르는 온도를 -50 섭씨도 수준으로 낮출 수 있습니다.

 

PVC(Poly Vinyl Chloride)

   

 

또 다른 에틸렌 유도체인 PVC(폴리염화비닐, Polyvinyl Chloride)는 가열하면 쉽게 변형이 되고 식으면 다시 굳어지는 열가소성 플라스틱입니다. 열가소성 플라스틱이기에 단일물질로서 분리수거만 제대로 이루어진다면 pvc로 만들어진 제품은 대부분 재활용이 가능합니다. 또한 강한 자기 소화성과 금속 대비 가볍고 생산 비용이 낮은 PVC의 특성으로 파이프나 창호 바닥재 등으로 널리 쓰이며 가공할 때 배합이 되는 첨가제에 따라 작업성 및 내구성 등을 조정하여 너무나 다양한 용도로 사용될 수 있습니다.

 

PVC 수요처는 PVC 수지를 사용하여 제품의 물성을 안정적으로 생산하기 위하여 가소제, 안정제 등의 물질을 사용하는데 대표적으로 프탈레이트 계열의 가소제가 있습니다. 이 가소제의 첨가 유무에 따라 경질/연질 PVC로 나뉘며 연질 PVC 계열 생산을 위해 가소제가 많이 투입되는데 이 중에는 인체에 해로운 성분들도 있어 무분별한 PVC 소재 사용은 자제해야겠습니다. 우리나라 환경부는 2019년 개정된 '자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률'을 통해 PVC포장재 사용을 줄이는 정책을 펼치며 장기적으로는 사용을 금지하고자 하지만, 여전히 햄, 소세지, 육류, 생선 등의 포장에는 허용하고 있는데 이는 상온에서 취급되는 식품이 위험에 노출되는 수준은 낮기 때문입니다.

 

 

오늘은 '에틸렌과 유도체(EO, EG, PVC)'에 대하여 알아보았습니다.
다음 글에서는 'Aromatic 공정(Reformer)'에 대해 알아보도록 하겠습니다.

2023.05.07 - [EnergyTok/정유·화학] - 아로마틱(Aromatic) 공정 -Reformer

아로마틱(Aromatic) 공정 -Reformer