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석유화학제품

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파일:TASNEE 001.jpg
사우디아라비아의 석유화학 플랜트

석유화학제품, 페트로케미컬(Petrochemicals) 또는 약칭 페트켐(petchems)[1]은 석유를 정제하여 얻는 화학 제품이다. 석유에서 얻어지는 일부 화합물은 석탄이나 천연가스와 같은 다른 화석연료나 옥수수, 야자열매 또는 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원에서도 얻어진다.

가장 일반적인 두 가지 석유화학제품 등급은 올레핀(에틸렌 및 프로펜 포함)과 방향족 화합물(벤젠, 톨루엔 및 자일렌 이성질체 포함)이다.

정유공장은 석유 분획의 유동 접촉 분해를 통해 올레핀과 방향족 화합물을 생산한다. 화학 공장은 에테인 및 프로페인과 같은 천연가스액의 수증기 개질을 통해 올레핀을 생산한다. 방향족 화합물은 나프타의 촉매 개질을 통해 생산된다. 올레핀과 방향족 화합물은 용매, 세제 및 접착제와 같은 광범위한 재료의 빌딩 블록이다. 올레핀은 플라스틱, 나뭇진, 섬유, 탄성체, 윤활유 및 젤에 사용되는 중합체 및 올리고머의 기본이다.[2][3]

2019년 전 세계 에틸렌 생산량은 1억 9천만 톤, 프로필렌 생산량은 1억 2천만 톤이었다.[4] 방향족 화합물 생산량은 약 7천만 톤이다. 가장 큰 석유화학 공업은 미국과 서유럽에 위치하고 있지만, 새로운 생산 능력의 주요 성장은 중동과 아시아에서 이루어지고 있다. 상당한 지역 간 석유화학 무역이 이루어지고 있다.

주요 석유화학제품은 화학 구조에 따라 세 그룹으로 나뉜다.

2007년, 수증기 분해 시설에서 생산된 에틸렌과 프로필렌의 양은 각각 약 115 Mt (메가톤) 및 70 Mt였다.[5] 대규모 수증기 분해 시설의 에틸렌 생산 능력은 연간 최대 1.0 – 1.5 Mt에 달했다.[6]

인접한 다이어그램은 석유화학제품 생산에 사용되는 주요 탄화수소원 및 공정을 개략적으로 보여준다.[2][3][7][8]

파일:Petrochem Feedstocks.png
석유화학 원료 출처

범용 화학제품과 마찬가지로 석유화학제품은 매우 큰 규모로 생산된다. 석유화학 제조 단위는 여러 관련 제품을 생산하는 경우가 많다는 점에서 범용 화학 공장과 다르다. 이는 제품이 개별 배치 공정으로 만들어지는 특수 화학 및 정밀화학 제조와 비교된다.

석유화학제품은 주로 전 세계 몇몇 제조 지역에서 생산된다. 예를 들어 사우디아라비아의 주바일 및 얀부 산업 도시, 미국의 텍사스주 및 루이지애나주, 영국 잉글랜드 북동부의 티스사이드, 카탈루냐의 타라고나, 네덜란드의 로테르담, 벨기에의 안트베르펜, 인도 구자라트주의 잠나가르, 다헤즈, 그리고 싱가포르 등이 있다. 화학 산업에서 생산되는 모든 석유화학 또는 범용 화학 물질이 한 곳에서 생산되는 것은 아니지만, 관련 재료 그룹은 산업 공생 및 재료와 유틸리티 효율성, 기타 규모의 경제를 유도하기 위해 인접한 제조 공장에서 생산되는 경우가 많다. 이는 화학공학 용어로 통합 제조라고 알려져 있다. 특수 화학 및 정밀 화학 기업은 석유화학 제품과 유사한 제조 지역에서 발견되기도 하지만, 대부분의 경우 대규모 인프라(예: 파이프라인, 저장 시설, 항만, 전력 등)가 동일한 수준으로 필요하지 않으므로 다분야 비즈니스 단지에서 발견될 수 있다.

대규모 석유화학 제조 지역에는 발전소, 저장 탱크, 항만 시설, 도로 및 철도 터미널과 같은 유틸리티 및 대규모 인프라를 공유하는 제조 단위 클러스터가 있다. 예를 들어 영국에는 이러한 제조를 위한 4개의 주요 지역이 있다. 잉글랜드 북서부 머지강 근처, 요크셔 동해안의 험버강, 스코틀랜드 포스만 근처의 그랜지머스, 그리고 잉글랜드 북동부 공정 산업 클러스터 (NEPIC)의 일부인 티스사이드이다. 클러스터링 및 통합을 보여주기 위해 영국 석유화학 및 범용 화학 물질의 약 50%가 티스사이드의 NEPIC 산업 클러스터 기업에서 생산된다.

역사

1835년, 프랑스 화학자 앙리 빅토르 레뇨는 염화 바이닐을 햇볕에 두었고, 플라스크 바닥에서 폴리염화 비닐인 흰색 고체를 발견했다. 1839년, 에두아르트 지몬은 스타이락스 수지를 증류하다가 우연히 폴리스타이렌을 발견했다. 1856년, 윌리엄 퍼킨은 최초의 합성 염료인 모베인을 발견했다. 1888년, 오스트리아의 식물학자 프리드리히 라이니처는 벤조산 콜레스테릴이 두 가지 다른 녹는점을 가진다는 것을 관찰했다. 1909년, 리오 베이클랜드는 페놀과 폼알데하이드로 만든 베이클라이트를 발명했다. 1920년, 유니온 카바이드는 웨스트버지니아주에 세계 최초의 석유화학 공장을 건설했다.[9] 1928년, 피셔-트롭쉬 공정을 사용하여 합성 연료가 발명되었다. 1929년, 발터 보크는 스타이렌과 뷰타다이엔으로 만들어지고 자동차 타이어를 만드는 데 사용되는 합성 고무 Buna-S를 발명했다. 1933년, 오토 룀은 최초의 아크릴 유리 메타크릴산 메틸을 중합했다. 1935년, 마이클 페린은 폴리에틸렌을 발명했다. 1937년, 월리스 캐러더스는 나일론을 발명했다. 1938년, 오토 바이어는 폴리우레탄을 발명했다. 1941년, 로이 플런켓은 테플론을 발명했다. 1946년, 그는 폴리에스터를 발명했다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 병은 에틸렌과 파라자일렌으로 만들어진다. 1949년, 프리츠 스타스트니는 폴리스타이렌을 발포체로 만들었다. 제2차 세계 대전 후, 1950년대 초에 폴리프로필렌이 발견되었다. 1965년, 스테퍼니 퀄렉은 케블라를 발명했다.[10]

올레핀

다음은 주요 상업용 석유화학제품 및 그 파생물의 부분 목록이다.

파일:Petrochem1.png
에틸렌에서 생산되는 화학 물질
파일:Petrochem3.png
프로펜에서 생산되는 화학 물질

방향족 화합물

파일:Icons8 flat search.svg 이 부분의 본문은 BTX (화학)입니다.
파일:Petrochem2.png
벤젠에서 생산되는 화학 물질
파일:Petrochem4.png
톨루엔에서 생산되는 화학 물질
섬네일을 만드는 중 오류 발생:
자일렌에서 생산되는 화학 물질

석유화학제품 목록

석유화학제품 섬유 석유 화학 물질
기본 원료
벤젠
뷰타다이엔
에틸렌
파라자일렌
프로펜

중간체
2-에틸헥산올 (2-EH)
아세트산
아크릴로나이트릴 (AN)
암모니아
비스(2-에틸헥실) 프탈레이트 (다이옥틸 프탈레이트)
n-뷰텐
사이클로헥세인
다이메틸 테레프탈레이트 (DMT)
도데실벤젠
에탄올
에탄올아민
에톡실레이트
1,2-다이클로로에테인 (에틸렌 다이클로라이드 또는 EDC)
에틸렌 글라이콜 (EG)
산화 에틸렌 (EO)
폼알데하이드 몰딩 컴파운드 (FMC)
n-헥센
선형 알킬 벤젠 (LAB)
메탄올
메틸 tert-뷰틸 에터 (MTBE)
페놀
산화 프로필렌
정제된 테레프탈산 (PTA)
스타이렌 단량체 (SM)
열경화성 수지 (요소/멜라민)
아세트산 비닐 단량체 (VAM)
염화 바이닐 단량체 (VCM)

아크릴 섬유
아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌 (ABS)
아크릴로나이트릴 스타이렌 (AS)
폴리뷰타다이엔 (PBR)
폴리염화 비닐 (PVC)
폴리에틸렌 (PE)
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)
폴리올
폴리프로필렌 (PP)
폴리스타이렌 (PS)
스타이렌 뷰타다이엔 (SBR)
아크릴-폼알데하이드 (AF) 		윤활유
첨가제
촉매
선박 연료유
석유 정제 		접착제 및 실런트
농업 화학 물질
건설 화학 물질
부식 방지 화학 물질
화장품 원료
전자 화학 물질 및 재료
향료, 향수, 식품 첨가물
의약품
정밀 및 산업 화학 물질
정밀 및 산업 가스
잉크, 염료 및 인쇄 용품
포장, 병, 및 용기
도료, 코팅, 및 나뭇진
중합체 첨가제
정밀 및 생명 과학 화학 물질
계면활성제 및 세정제

같이 보기

각주

  1. ↑ Kiesche, Liz, "Royal Dutch Shell may take 50% stake in $9B Indian petchem project", 로이터 via Seeking Alpha, August 12, 2020. Retrieved 2020-08-12.
  2. ↑ 가 나 Sami Matar and Lewis F. Hatch (2001). 《Chemistry of Petrochemical Processes》. Gulf Professional Publishing. ISBN 0-88415-315-0. 
  3. ↑ 가 나 Staff (March 2001). 《Petrochemical Processes 2001》. 《Hydrocarbon Processing》. 71–246쪽. ISSN 0887-0284. 
  4. ↑ “Ethylene production capacity globally 2024”. 
  5. ↑ Hassan E. Alfadala; G.V. Rex Reklaitis; Mahmoud M. El-Halwagi 편집 (2009). 《Proceedings of the 1st Annual Gas Processing Symposium, Volume 1: January, 2009 – Qatar》 1판. Elsevier Science. 402–414쪽. ISBN 978-0-444-53292-3. 
  6. ↑ Steam Cracking: Ethylene Production (PDF page 3 of 12 pages)
  7. ↑ SBS Polymer Supply Outlook
  8. ↑ Jean-Pierre Favennec 편집 (2001). 《Petroleum Refining: Refinery Operation and Management》. Editions Technip. ISBN 2-7108-0801-3. 
  9. ↑ Alec Ross, 'The Industries of the Future, Simon&Schuster, 2016, pp. 7-8
  10. ↑ “Timeline – Petrochemicals Europe” (미국 영어). 《www.petrochemistry.eu》. 2018년 4월 7일에 확인함. 
  11. ↑ https://www.abc.net.au/news/2023-08-29/polyester-t-shirt-lifecycle-carbon-emissions-environment/102726502
  12. ↑ https://www.apexmills.com/media_post/what-is-polyester/
  13. ↑ https://www.apexmills.com/media_post/what-is-polyester/
  14. ↑ https://www.apexmills.com/media_post/what-is-polyester/
  15. ↑ https://www.apexmills.com/media_post/what-is-polyester/
  16. ↑ https://www.apexmills.com/media_post/what-is-polyester/
  17. ↑ https://www.apexmills.com/media_post/what-is-polyester/
  18. ↑ https://byjus.com/chemistry/uses-of-polyester/
  19. ↑ Han, Y. -F.; Wang, J. -H.; Kumar, D.; Yan, Z.; Goodman, D. W. (2005년 6월 10일). 《A kinetic study of vinyl acetate synthesis over Pd-based catalysts: kinetics of vinyl acetate synthesis over Pd–Au/SiO2 and Pd/SiO2 catalysts》 (영어). 《Journal of Catalysis》 232. 467–475쪽. doi:10.1016/j.jcat.2005.04.001. ISSN 0021-9517. 
  20. ↑ https://www.scribd.com/document/398987949/Thermoplastics-At-Work-Comprehensive-Review-of-Municipal-PVC-Pipe-Products
  21. ↑ Lee, Eo Jin; Lee, Jong Won; Lee, Joongwon; Min, Hyung-Ki; Yi, Jongheop; Song, In Kyu; Kim, Do Heui (2018년 6월 1일). 《Ag-(Mo-W)/ZrO2 catalysts for the production of propylene oxide: Effect of pH in the preparation of ZrO2 support》 (영어). 《Catalysis Communications》 111. 80–83쪽. doi:10.1016/j.catcom.2018.04.005. ISSN 1566-7367. S2CID 103189174. 
  22. ↑ HU patent 209546B, Forstner, Janos; Lajos Gal & Pal Feher et al., "Anti-freeze solution for internal combustion engines", published 1994-07-28 

외부 링크

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