[화학톡톡]'사상 최대' 쓰는 화학사, 효자 '에틸렌'이 뭐길래?

(서울=뉴스1) 송상현 기자 = 최근 석유화학 업계는 유례없는 호황을 맞고 있다. 지난해 사상최대 실적을 갈아치운데 이어 올해 1분기도 분기사상 최대 실적을 쓰며 상승세를 이어가고 있다.

이같은 실적 호조는 석유화학산업의 쌀이라 불리는 '에틸렌'이 효자 노릇을 톡톡히 하고 있다. 에틸렌은 석유제품인 납사를 분해했을 때 프로필렌, 부타디엔 등과 함께 가장 먼저 나오는 기초유분이다. 이 에틸렌을 가공하면 합성수지, 합성섬유 등으로 변신한다.

◇에틸렌, 화학산업의 쌀…플라스틱 등 광범위하게 사용

에틸렌은 기본적으로 석유에서 시작된다. 국내 정유사들은 해외에서 원유를 들여와 정제작업을 통해 휘발유, 경유, 등유 등을 생산한다. 이 과정에서 약 20%정도는 나프타(납사)가 생산된다.

이 납사는 석유화학회사들이 가져와 화학산업의 원료로 쓴다. 화학사들은 납사를 NCC(납사크래킹센터)에 넣고 수증기와 함께 섭씨 900로 가열한다. 이 혼합물은 뜨거운 관에서 화학산업의 원료인 기초유분들로 분리된다.

이 과정에서 보통 에틸렌 31%, 프로필렌 16%, C4유분 10%(부타디엔 원료), RPG(벤젠·톨루엔·크실렌 원료) 14%, 메탄·수소·LPG 등 기타제품 29%의 비중으로 생산된다.

에틸렌은 이어 합성과정을 통해 PE(폴리에틸렌), PS(폴리스틸렌), SM(스티렌모노머), PVC(폴리염화비닐) 등 에틸렌 계열 제품으로 변신한다.

특히 폴리에틸렌은 휴대전화에 사용되는 보호 필름, 각종 포장지, 쇼핑백, 플라스틱 용기 등에 사용된다. 또한 폴리에틸렌을 파라자일렌(PX)이라는 물질과 합성시키면 페트(PET)병이 만들어진다.

에틸렌과 벤젠을 합성하면 스티로폼의 원료로 사용되는 SM이 만들어지고 SM을 다시 중합하면 일회용 컵이나 컵라면 등 즉석 식품용기에 주로 사용되는 PS가 탄생한다. 이외에도 에틸렌은 화학반응만 이용하면 수십가지 물질로 변신이 가능하다.

◇에틸렌 호황으로 사상최대 실적 쓴 화학사 '증설 경쟁'

최근 에틸렌은 가격이 오르며 호황을 이어가고 있다. 에틸렌의 스프레드(제품 가격과 원재료 가격 차이)가 벌어지며 수익성이 높아진 것이다.

화학사들이 보유한 NCC에서 가장 높은 비율로 생산되는 제품이 에틸렌인 만큼 에틸렌의 시황호조는 곧장 실적 향상으로 이어진다. 특히 '석유화학의 쌀'이라 불리며 대다수 화학제품의 기초 원료로 쓰이는 에틸렌을 확보하면 다른 제품 생산에서도 원가를 절감할 수 있다.

국내 화학사들은 시황 호조의 수혜를 누리기 위해 적극적인 증설에도 나서고 있다. 국내에서 에틸렌을 생산하는 주요 6사의 에틸렌 생산 규모는 지난해 기준 904만톤이다. 이중 롯데케미칼, LG화학, 한화토탈, 대한유화는 최근 일제히 NCC 증설 계획을 발표했다. NCC 설비를 보유한 6개사 가운데 4개사가 추가 투자에 나선 것이다.

특히 롯데케미칼의 공격적인 증설계획이 눈에 띈다. 현재 롯데케미칼은 현재 국내·외에 280만톤의 생산설비를 가지고 있다. 향후 여수공장 20만톤과 말레이시아 자회사 타이탄 9만톤 증설, 북미 에탄크래커(ECC) 신설 등으로 2018년말에는 연간 총 450만톤 규모로 확대된다. 글로벌 에틸렌 생산 순위는 13위에서 7위까지 껑충 뛴다.

LG화학은 국내 생산규모만 놓고 보면 현재 230만톤으로 1위다. 2019년까지 대산공장에 에틸렌 23만톤을 생산할 수 있는 NCC 설비도 증설한다. 증설이 완료되면 대산공장의 에틸렌 연간 생산량은 현재 104만톤에서 127만톤으로 늘어나 NCC 단일공장 중 세계 최대 규모로 올라선다.

한화토탈 역시 대산공장에 NCC 사이드 가스 크랙커와 가스터빈 발전기(GTG)를 증설해 연간 에틸렌 31만톤을 추가할 예정이다. 총 생산량은 연간 에틸렌 140만톤으로 늘어난다.

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