올레핀

올레핀, 에틸렌, 폴리에틸렌

올레핀(olefin)은 지방족 불포화 탄화수소로 일반식으로 CnH2n으로 나타낼 수 있으며 분자구조에 탄소 이중 결합을 가지고 있는 것을 통틀어 말한다. 올레핀은 알켄과 동의어지만 알켄은 탄소 이중 결합을 1개 가지고 있는 물질에만 사용할 수 있는 반면에 탄소 이중결합이 두 개 이상 포함된 물질에도 올레핀을 사용할 수 있다. 올레핀의 대표적인 예로는 에틸렌(C₂H₄)이 있으며 분자 내에 탄소 이중 결합을 1개 가지고 있고 반응성이 좋아 수소나 염소 등의 물질이 부가될 수 있다.

올레핀은 석유화학제품의 기초 원료로, 필름·우레탄·플라스틱 등 건축·생활소재를 만드는데 쓰인다.

개요

올레핀은 탄소(C) 간 이중 결합 구조를 띠고 있는 화합물을 의미하는데 '석유화학산업의 쌀'로 불릴 만큼 중요한 화합물이다. 올레핀은 원유 같은 화석에너지에서 생산된다. 원유 정제 과정에서 추출되는 납사(Naphtha)나 중질 유분 등에서 올레핀 계열의 다양한 석유 화합 물질이 생산된다. 플라스틱으로 불리는 합성수지는 물론이고 합성고무나 합성섬유 모두가 올레핀 계열 화합물로 만들어진다. 올레핀 유래 석유화합물들은 일상생활은 물론이고 자동차, 전자, 건설, 제약, 의류 소재 등 거의 모든 분야에서 사용된다. 지구온난화나 미세먼지 이슈로 내연기관 자동차와 화석에너지를 퇴출해야 한다는 목소리가 커지고 있는데 석유화학산업의 쌀인 올레핀은 화석에너지가 존재해야 만들어낼 수 있다. 어느 순간 전기차나 수소차가 모든 수송 수단 자리를 차지하고 휘발유나 경유 같은 화석연료가 설 자리를 잃게 되더라도 석유가 필요한 이유가 여기에 있다.

대표적 생산제품인 에틸렌은 중합의 과정을 거쳐 폴리에틸렌으로 전환되며, 가공이나 성형 등의 과정을 거쳐 일상 생활에 다양하게 쓰이는 비닐, 용기, 일회용품 등 플라스틱 제품으로 활용된다. 시장조사기관인 IHS에 따르면 전세계 폴리에틸렌 시장 규모는 연간 1억 톤으로 전체 올레핀 시장 규모 2.6억톤 중 가장 큰 비중을 차지하며, 전세계 수요성장률은 연 4.2%로 견고하다.

생산

올레핀은 석유화학제품의 기초 원료로, 필름·우레탄·플라스틱 등 건축·생활소재를 만드는데 쓰인다. 보통 800도 이상의 고온으로 석유를 증기 분해해 제조하는데, 매우 높은 열과 에너지를 필요로 하는 문제가 있다. 또 석유 대신 천연가스에서 올레핀을 합성하려면 이산화탄소 등 온실가스가 발생해 환경오염을 일으키게 된다.

화학자들은 환경을 덜 오염시키는 화학반응을 구현하기 위해 다양한 촉매 반응을 연구하고 있다. 올레핀은 탄소와 수소로 이뤄진 결합물(탄화수소)이 수소를 떼어내면서 탄소(C) 2개가 이중결합해 만들어진다.

탄화수소는 두 분자 간 결합이 매우 강하기 때문에 결합을 끊고 반응을 유도하기 위해서는 이리듐(Iridium), 로듐(rhodium), 루테늄(ruthenium) 등 전이금속 촉매가 필요하다. 하지만 값이 너무 비싸 산업적으로 활용하기 어려웠다. IBS 분자활성 촉매반응 연구단 연구팀은 전이금속보다 수십 배 저렴한 타이타늄(이리듐은 1g에 40만원, 타이타늄은 1g당 1만7천원 정도)을 촉매로 써서 탈 수소반응을 일으키는데 성공했다. 기존 공정에 비해 10분의 1 정도로 낮은 온도인 75도에서 반응이 가능하다.

MFC 공정

MFC(Mixed Feed Cracker)는 NCC(Naphtha Cracker)의 한 종류라고 할 수 있지만 차이점이 있다. NCC는 나프타를 주 원료로 하여 에틸렌, 프로필렌 등을 생산하는데 반해 MFC는 정유공정에서 생산되는 나프타, LPG 및 부생가스 등 다양한 원료를 활용한다는데서 경제성이 크다.

참고자료

• 〈올레핀(olefin)〉, 《사이언스올》
• 유혜린 기자, 〈GS칼텍스, 올레핀에서 100년 기업 길을 찾다〉, 《에너지코리아뉴스》, 2018-02-07
• 이원희 기자, 〈'이산화탄소' 없애고 화학산업의 쌀 '에틸렌' 생산하고〉, 《헬로디디》, 2021-04-21
• GS칼텍스 매거진, 〈올레핀 사업 진출로 더 큰 시장을 꿈꾸는 GS칼텍스〉, 《GS칼텍스 미디어허브》, 2018-02-28
• 지앤이타임즈, 〈정제보다 석유화학, 올레핀에서 미래 찾는 정유사〉, 《GS칼텍스 미디어허브》, 2018-06-26
• 백승룡 기자, 〈진화하는 정유사② "올핸 올레핀 원년"…정유 vs 석유화학 경쟁 본격화〉, 《아주경제》, 2021-08-11
• 박주영 기자, 〈플라스틱의 원료 '올레핀' 저렴하게 만든다〉, 《연합뉴스》, 2017-06-28

같이 보기

• 에틸렌
• 폴리에틸렌
• 폴리올레핀
• 탄화수소
• 파라핀
• 아로마틱
• 납센

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산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재, 원소 □■⊕, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지 원소 갈륨 • 경수소 • 구리 • 규소 • 금 • 금속 • 금속이온 • 나트륨(소듐) • 나트륨이온 • 납 • 네오디뮴 • 네온 • 니켈 • 동소체 • 동위원소 • 라돈 • 라듐 • 란타넘 • 란타넘족 • 루비듐 • 루테늄 • 리튬 • 리튬메탈 • 리튬이온 • 마그네슘 • 망가니즈(망간) • 바나듐 • 바나듐이온 • 방사성 동위원소 • 백금 • 베릴륨 • 붕소 • 브로민 • 비소 • 비철금속 • 사마륨 • 산소 • 삼중수소 • 세슘 • 셀레늄 • 수소 • 수소이온 • 수은 • 스칸듐 • 아르곤 • 아연 • 아연이온 • 아이오딘(요오드) • 악티늄 • 악티늄족 • 안정 동위원소 • 알루미늄 • 염소 • 오가네손 • 우라늄 • 원소 • 원자 • 은 • 인 • 저마늄(게르마늄) • 전이금속 • 전이후금속 • 제논 • 족 • 주기 • 주기율표 • 주석 • 준금속 • 중금속 • 중수소 • 지르코늄 • 질소 • 철 • 초우라늄 • 카드뮴 • 칼륨(포타슘) • 칼슘 • 코발트 • 코페르니슘 • 크로뮴(크롬) • 크립톤 • 타이타늄(티타늄) • 탄소 • 탄소-14 • 텅스텐 • 토륨 • 팔라듐 • 플루오린 • 플루토늄 • 할로젠(할로겐) • 핵종 • 헬륨 • 헬륨3 • 황 화합물 LNO • pH • 갈륨비소 • 강 • 강철 • 경수 • 고분자 • 공유결합 • 과산화수소 • 과산화은 • 그래핀 • 금속결합 • 금속산화물 • 뉴세라믹 • 단백질 • 단일결합 • 두랄루민 • 디메틸 카보네이트 • 리튬 니켈 산화물 • 리튬산화물 • 리튬인산철 • 리튬 코발트 산화물 • 리튬 티타늄 산화물 • 메탄올 • 메탈실리콘 • 메테인 • 무기화합물 • 무쇠(주철) • 무수수산화리튬 • 물 • 반응식 • 벤젠 • 분자 • 분자량 • 분자식 • 불소 • 불화리튬(플루오린화 리튬) • 불화수소 • 붕산리튬 • 뷰텐(부틸렌) • 비금속 • 산 • 산성 • 산화물 • 산화은 • 산화제 • 산화철 • 산화칼슘 • 산화코발트 • 삼중결합 • 삼중수 • 선철 • 설탕 • 세라믹 • 셀룰로이드 • 소금 • 수산화나트륨 • 수산화니켈 • 수산화리튬 • 수산화물 • 수산화아연 • 수산화이온 • 수산화칼륨 • 수산화칼슘 • 수산화코발트 • 수증기 • 순물질 • 순철 • 실리카(이산화규소) • 실리콘 (규소) • 실험식 • 아미노산 • 아세테이트 • 아세트산 • 아세틸렌 • 아이소프렌(이소프렌) • 아크릴로나이트릴 • 알칼리 • 알칼리성 • 알코올 • 암모니아 • 얼음 • 에탄올 • 에테인 • 에틸렌 • 에틸렌 카보네이트 • 연철 • 염 • 염기 • 염기성 • 염산 • 염화나트륨 • 염화마그네슘 • 염화비닐라이덴 • 염화수소 • 염화칼륨 • 염화칼슘 • 올레핀 • 옹스트롬 • 요소 • 요소수 • 유기화합물 • 유리탄소 (free carbon) • 유리탄소 (glassy carbon) • 이산화망가니즈 • 이산화탄소 • 이산화티타늄 • 이소부틸렌(아이소뷰텐) • 이오노머 • 이온결합 • 이중결합 • 인산 • 인산리튬 • 인산염 • 인산철 • 인조흑연 • 일산화탄소 • 전기화학반응 • 중수 • 증류수 • 질산 • 질산나트륨 • 질산염 • 질산칼륨 • 질화리튬 • 질화물 • 천연흑연 • 청동 • 초분자 • 카르빈 • 카보네이트(탄산염) • 카본블랙 • 탄산 • 탄산나트륨 • 탄산리튬 • 탄산에틸렌 • 탄산이온 • 탄산칼륨 • 탄산칼슘 • 탄소강 • 탄소나노튜브 • 탄소화합물 • 탄화규소 • 탄화수소 • 특수강 • 페놀 • 페라이트 • 페로브스카이트 • 폴리부틸렌 • 폴리아미드 • 풀러렌 • 프로포폴 • 프로필렌 • 하이니켈 • 합금 • 홑원소물질 • 화학 • 화학결합 • 화학반응 • 화학반응식 • 화학식 • 화합물 • 환원제 • 황동 • 황산 • 황산니켈 • 황산망간 • 황산코발트 • 황화리튬 • 황화물 • 흑린 • 흑연 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반