국내연구진들이 독자로 개발하여 촉매이용 나프타분해기술을 적용한 ´ACOTM공정”이 세계 최초로 상용기술 개발에 성공했다.

이는 교육과학기술부(장관 이주호) 21세기프론티어 연구개발사업의 일환인 이산화탄소저감및처리기술사업단(단장 박상도)의 지원으로, 한국화학연구원(원장 오헌승)과 SK에너지(대표 구자영)의 연구진들이 9년간의 연구를 통해 원천기술 확보에서부터 기술의 상용화까지 일궈낸 쾌거로, SK에너지는 최근 울산컴플렉스 내 연간 약 4만 톤의 에틸렌과 프로필렌을 생산할 수 있는 규모의 ACO 플랜트를 완공하고 성공적으로 가동하였다. 이를 통해 공정의 안정성을 평가하고 최적의 가동 조건을 검증하여 국내 적용과 함께 기술 수출을 추진할 계획이다.

해당 기술은 기존 열분해법 대신 촉매를 이용하여 낮은 온도에서 나프타를 분해함으로써, 기존 공정 대비 약 20%의 에너지 비용을 절감하여 기존 석유화학산업의 패러다임을 바꾸는 혁신적인 新녹색 기술로 평가된다.

나프타 분해 공정은 원유를 정제할 때에 나오는 나프타를 분해하여 에틸렌, 프로필렌 등 기초 석유화학 제품을 생산하는 가장 기본적이고 대표적인 석유화학 공정으로, 그동안 전 세계적으로 850°C 이상의 고온 열분해 공정이 유일한 나프타 분해 기술이었으나, 이 기술은 670°C 이하에서 촉매를 이용해 나프타를 분해하여 에너지 비용을 절감하고 이산화탄소 배출량을 감축할 뿐만 아니라 에틸렌과 프로필렌 생산량을 20%까지 증대시킬 수 있다.

또한 프로필렌의 생산량을 에틸렌 생산량의 80~120% 범위에서 조절할 수 있어 시장 상황에 따른 최적 운전을 할 수 있고, 기존 열분해법에서는 사용할 수 없는 올레핀 유분과 중질유 등을 원료로 사용할 수 있어 나프타 가격 상승에 따른 영향을 최소화할 수 있다.

이 성과는 파일럿 규모 실증 단계를 생략하고 곧바로 상용화 실증을 추진(800배 격상)하여 약 20년이 걸리는 석유화학 신 공정 개발기간을 10년으로 단축시켜 단기간에 기술개발을 완료했다. 이는 한국화학연구원 주도로 개발된 촉매 관련 핵심원천기술을 안정적이고 체계적인 지원 하에 산·학·연, 국제협력 등을 통해 일궈낸 좋은 사례라 할 수 있다.

한국화학연구원의 박용기 박사는 “교과부의 장기적이고 안정적인 지원이 있었기에 기술 완성이 가능했다”며, “이러한 지원을 통해 앞으로도 많은 연구자들이 연구에 몰입할 수 여건이 마련되기를 희망한다“고 말했다.

SK에너지 관계자는 “ACO기술을 중점 사업으로 선정하고 앞으로 중국 등 해외 기술 수출에도 적극 나설 예정으로 2011년 최소 1기 이상 수출을 목표로 하고 있다”고 말했다.

지난 10년간 교과부 지원으로 온실가스 감축 기술개발을 이끌어온 이산화탄소사업단의 박상도 단장은 “세계 유수의 기업들도 성공하지 못한 기술을 국내 독자기술로 개발하여 상용화까지 성공하게 되어 매우 뜻 깊다”며 “이번 기술을 통해 대한민국이 석유화학 분야의 기술 종속국에서 선도국으로 거듭날 수 있을 것”이라고 밝혔다.

조나리 기자/olivelina@paran.com