연합 방향족 기술 전면 국산화

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방향족 화합물 생산 설비가 안정적으로 가동되어, 중국 석화 산업 체인의 약점이 보완되었습니다. 2015년 8월 10일 08:22, 휘총화공망 소식에 따르면, 7월 31일 기준으로 중국 석화가 소유한 하이난 연화 공장의 연간 60만 톤 규모의 방향족 화합물 생산 설비는 20개월 동안 계속해서 안정적으로 가동되고 있으며, 그 성능은 세계 최고 수준에 달합니다. 업계 관계자들에게 있어서, 연간 60만 톤의 생산 능력은 국내의 약 2천만 톤에 달하는 연간 수요량에 비하면 그야말로 ‘언급할 가치도 없는 수준’입니다”；그러나 이 시스템은 여전히 “중국 화학 산업사상 전례 없는 성공”으로 평가받고 있으며, 일부 전문가들은 그 성과를 “충격적인 성과”라고 표현하기도 합니다. 그 이유는 수십 년 동안 중국 석화 산업 체인의 마지막 약점이었던 방향족 화합물 문제가 이로써 해결되었기 때문입니다. 석화인의 마음속 고통: “복숭아 한 알만 먹고 싶은데, 온 과수원을 사야 한다” 중국 석화석유과학원의 부총공정사인 우웨이는 세계에 존재하는 유기화학물질의 종류는 대략 800만 가지에 달하며, 그중 30% 이상이 방향족 화합물로 만들어진다고 설명했다；나머지 40% 이상은 에틸렌이 사용되며, 둘을 합하면 80%를 넘습니다. “따라서 에틸렌과 방향족 화합물은 두 가지 주요 기초 원료이며, 그 관련 기술과 생산 능력은 한 국가의 석유화학 산업 수준을 나타내는 지표입니다.” 현대 석화 산업 체인에서 가장 중요한 두 요소인 에틸렌과 방향족 화합물의 경우, 중국 내에서의 발전 수준은 매우 불균형한 상태입니다. 에틸렌의 생산량은 1978년에는 연간 45만 9천 톤에 불과했지만, 2014년에는 1,700만 톤 이상으로 급증했습니다. 이로 인해 중국은 전 세계적으로 10위에서 2위로 올라섰습니다.같은 기간 동안 기술 수준도 빠르게 세계 선진 수준에 도달했습니다. ‘도입-소화흡수-통합혁신-자주혁신’이라는 과정을 거쳐 다수의 핵심 기술, 독점 기술, 그리고 보조 기술들이 개발되었습니다. ‘공정 기술은 국내외를 모두 고려하고, 장비는 국산화를 우선시한다’는 원칙에 따라, 에틸렌 장비의 국산화율은 80% 이상에 달했습니다. 또한 대형 에틸렌 분해로, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴, 중질 원료의 촉매적 열분해, SBS 엘라스토머 등과 같은 일련의 기술들도 성공적으로 개발되었습니다. 백만 톤급 에틸렌 분해 가스 압축기 기술도 세계 선진 수준에 도달했습니다. ‘세 가지 유형의 화학제’도 기본적으로 국내에서 생산되며, 세계 선진 수준에 도달하거나 그에 근접했습니다；대형 에틸렌 공장 건설은 원천 기술을 그대로 도입하는 방식에서, 공정 패키지와 일부 핵심 장비만을 도입하는 방식으로 바뀌었습니다. 또한 해외 업체의 총괄 계약 방식에서 벗어나 국내에서 직접 설계하고 조달하여 건설하는 방식으로 전환되었습니다. 현재는 자체 기술을 활용해 백만 톤급 에틸렌 공장을 건설할 수 있는 능력을 갖추고 있으며, 주강삼각주, 장강삼각주, 환보하만 지역을 중심으로 세계적으로 선도적인 에틸렌 산업 클러스터가 형성되어 있습니다. 이전에는 전 세계적으로 미국의 UOP사와 프랑스의 IFP사만이 방향족 화합물 관련 기술을 보유하고 있었으며, 이로 인해 기술 시장이 독점 상태에 있었습니다. 기술적 장벽도 매우 높았으며, 기술 사용 허가나 특수 흡착제, 촉매 등의 비용도 엄청나게 비쌌습니다.중국석화공정건설회사의 쑨리리 총경리는 1975년에 연간 2만 7천 톤만 생산할 수 있는 퍼플루오로벤젠(PX) 생산 설비를 도입했을 때, 그 기술 도입 비용이 400만 달러가 넘었다고 회상했습니다；현재, 연간 60만 톤의 PX를 생산할 수 있는 설비의 기술 라이선스 비용은 수억 원에 달하며, 수입되는 흡착제의 경우에는 2억~3억 원에 이릅니다.“복숭아 하나만 먹고 싶은데 온 과수원을 사야 하는” 이런 상황은 중국 석화인들의 마음속에 큰 고통이 되었다. “방향족과 같은 석유화학의 기반은 반드시 우리 자신의 손에 쥐고 있어야 하며, 남에게 종속되어서는 안 됩니다.”손리리가 강조했다.그녀는 현재 전 세계적으로 화학 산업에 사용되는 방향족 탄화수소의 연간 소비량이 약 1억 2천만 톤에 달하며, 방향족 탄화수소를 생산하는 공장은 130곳 이상 있으며, 이들 공장은 미국, 유럽, 일본, 한국 등 선진국과 지역에 분포해 있다고 설명했습니다.그리고 PX는 가장 많이 사용되며 가장 대표적인 방향족 화합물로, 다양한 하위 산업 체인을 갖추고 있습니다.2014년 중국의 PX 소비량은 약 2천만 톤이었습니다. PX로 생산된 섬유는 약 2억 3천만 무에 달하는 땅에서 생산되는 면화와 맞먹는 양입니다. 이는 곡물과 면화를 재배하기 위한 토지 간의 충돌을 해결하고, 18억 무라는 ‘적색선’을 지키는 데 있어서 매우 중요한 전략적 의미를 가집니다.방향족 화합물은 비섬유용 폴리에스터 생산에도 널리 사용되며, 일상생활에서 안전하고 신뢰성이 높으며 가볍고 편리하며 재활용이 가능한 폴리에스터 병 포장을 제공함으로써 에너지 절약과 비용 절감을 실현하는 지속 가능한 발전을 이루고 있습니다.동시에 방향족 화합물을 이용하면 고강도, 저밀도에 내마모성이 우수한 폴리아미드 섬유(즉 아라미드)를 제조할 수 있으며, 이는 주로 타이어 케이블, 고무 보강재, 특수 로프뿐만 아니라 군수 및 항공우주용 소재로 사용됩니다. 또한 자동차, 기계전기, 항공우주, 군수산업 등 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다. 이처럼 중요한 기초 원료인데, “스스로 생산하지 않으면 다른 나라들이 발언권을 쥐게 된다”고 손리리는 말했다. 중국은 현재 세계에서 가장 큰 PX 소비국이며, 지난 15년간의 연평균 성장률은 20%를 넘는다. 하지만 장기적으로 자급자족이 어려워 수입에 의존해야 하는 상황이며, 2014년에는 약 1,000만 톤의 PX를 수입했는데, 이는 전체 소비량의 절반에 해당한다. 수입액은 약 126억 달러였으며, 그중 75%는 한국, 일본, 미국과 같은 선진국들로부터 들어왔다.국내에서는 국민들이 PX 산업의 발전에 반대하는 가운데, 해외에서는 중국 시장을 겨냥해 새로운 PX 설비를 건설하고 있다.업계 관계자들은 해외 재단들이 중국 내에서 여론을 조성해 국민들이 PX 프로젝트에 반대하도록 선동할 가능성을 배제할 수 없다고 보고 있다.“국민들의 우려에 대해서는 과학적 관점에서 사실을 제시하고 이성적으로 설명해야 하며, 동시에 사회적 관점에서 문제의 근원을 분석하여 과학적이고 합리적인 방식으로 접근함으로써 국민들이 문제의 원인과 결과를 이해할 수 있도록 해야 한다. 40여 년, 여러 세대의 노력으로 수많은 ‘세계 최고’를 만들어냈습니다. 방향족 화학 통합 기술은 시스템이 복잡하고 기술 집약도가 높은 첨단 기술로, 통합 수준이 높아 개발이 매우 어려워 “하루아침에 이룰 수 있는 것이 결코 아니다”.중국석화과학기술부 주임인 셰재쿠는 40년이 넘는 시간과 여러 세대에 걸친 노력 끝에 마침내 성공할 수 있었다고 말했습니다. 그는 PX 기술이 방향족 화학 공정 기술의 핵심 부분이라고 설명했습니다.중국이 이전에 도입한 PX 설비들은 대부분 미국의 UOP 회사에서 유래했습니다.우리가 애플리케이션을 개발하는 과정에서, 이 미국 기업은 지적재산권 문제를 면밀히 주시했습니다. 그 덕분에 우리의 연구개발 인력들도 개발 전 과정에서 지적재산권을 매우 중요하게 여기게 되었으며, 그 결과 독자적인 기술과 명확한 소유권을 갖춘 방향족 화학 기술이 탄생하게 되었습니다.2004년, 국산 PX 흡착제가 처음으로 치루 석화에서 도입된 설비에 산업적으로 사용되었을 때, 기술적 장벽들로 인해 여러 차례의 힘든 비즈니스 협상이 이루어졌습니다. 그 끝에 국산 흡착제가 해당 아로마틱 화합물 생산 설비에 실제로 사용될 수 있게 되었습니다. 모든 지표들이 수입된 흡착제의 수준에 도달하거나 그보다 우수했으며, 가격은 수입된 흡착제보다 3분의 1 낮았습니다.흡착제의 국산화 성공은 중국 석화가 독자적인 방향족 화학 공정 기술을 개발하려는 야망을 불러일으켰습니다.당사의 방향족 화학 공정 기술은 2011년에 양자석화에서 연간 3만 톤 규모의 산업 시험 설비가 건설되었습니다. 2013년 말에는 하이난련화에서 연간 60만 톤 규모의 대형 PX 생산 공장에 이 기술이 도입되었습니다. 이로써 단일 공정으로 처리할 수 있는 최대 규모에 도달했습니다. 해당 설비는 처음 시운전에서 성공적으로 가동되었으며, 현재까지 약 20개월 동안 안정적으로 운영되고 있습니다. 이러한 성과 덕분에 여러 ‘세계 최고’ 기록을 세울 수 있었습니다. 제품 1톤당 에너지 소비량은 국제적으로 선진적인 기술 대비 75%에 불과하며, 제품 1톤당 생산 비용도 국제적인 선진 수준보다 6% 낮습니다. 또한 제품의 순도는 99.8% 이상에 달합니다.전반적인 기술은 국제적으로 선도적인 수준에 있습니다. 셰자이쿠는 PX가 악마화되는 사회적 공포심에 대응하여, 하이난 연화공장은 프로젝트 초기부터 “무오염, 무누출, 무배출, 본질적 안전성”을 중요한 건설 목표로 삼았다고 강조했습니다. 그들은 원천부터 철저히 관리하여 지능형 제어를 실현함으로써, “공중에는 배출물이 없고, 지상에는 누출이 없으며, 지하에도 침투가 없도록” 했습니다. 이를 통해 공장의 본질적 안전성과 친환경적인 생산 환경을 구축하여, 진정한 ‘정원 같은 공장’을 만들어냈습니다.연소 가스의 이산화황 함량은 20밀리그램/표준세제곱미터에 불과하여, **1등급 배출 기준보다 훨씬 낮으며 세계적으로도 선진적인 수준에 도달해 있습니다；혁신적이고 효율적인 가열로 통합 기술을 통해, 온실가스인 이산화탄소의 배출량을 국제적인 선진 수준에 비해 매년 12,000톤 줄일 수 있습니다；최초로 에너지 계단식 열 활용 기술을 개발하여, 장치의 에너지 소비를 크게 줄일 뿐만 아니라, 외부로 전력을 공급하는 방식으로 전환시켰습니다. 매일 7만 킬로와트시의 전력을 외부에 공급할 수 있습니다；획기적으로 물리적 흡착 대신 촉매 반응을 활용함으로써 촉매의 수명을 크게 연장시키고, 고형 폐기물 배출량을 98%까지 줄였습니다. “이는 자원과 환경의 지속 가능한 발전을 위한 요구사항을 충족시킵니다.”