SCC, 에틸렌 20만톤 사업화 … AKC, OCT 기술 적용 NCC 대체

올레핀(Olefin)은 바이오 베이스 생산에 속도가 붙고 있다.
일본 스미토모케미칼(SCC: Sumitomo Chemical)은 바이오 에탄올(Ethanol) 베이스 에틸렌(Ethylene) 생산에 도전하고 있으며, 아사히카세이(AKC: Asahi Kasei)는 바이오 에탄올을 원료로 기초화학제품을 생산하는 프로세스를 확립한 후 NCC(Naphtha Cracking Center) 대체를 본격화할 계획이다.
스미토모케미칼은 최근 석유화학 사업의 수익 악화를 타개하기 위해 대대적인 구조개혁을 준비하고 있으며 마루젠석유화학(Maruzen Petrochemical)과 45대55로 합작 설립한 게이요에틸렌(Keiyo Ethylene)을 포함해 게이요(Keiyo) 석유화학단지의 스팀 크래커 등을 합작으로 전환하는 방안을 검토하고 있다.
스팀 크래커 연료로 암모니아(Ammonia)를 사용하고 바이오 에탄올 베이스 올레핀 생산설비를 가동해 중장기 경쟁력 확보에 나설 예정이다.
특히, 바이오 에탄올 베이스 에틸렌은 탄소중립 효과와 경제성을 고려해 10만-20만톤 상당을 상업화하며 미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals), 마루젠석유화학 등 인근 게이요 석유화학단지 입주기업들과 협력해 원료를 조달하거나 인프라를 융통하는 등 공동 사업으로 추진해 석유화학산업 전반의 탄소중립화에 기여할 방침이다.
스미토모케미칼은 프랑스 Axens로부터 에탄올을 원료로 탈수 프로세스를 거쳐 에틸렌으로 유도하는 기술을 도입하고 2022년 4월 치바(Chiba) 사업장 내 파일럿 플랜트를 완공했으며, 현재 인근 세키스이케미칼(Sekisui Chemical)로부터 폐기물 베이스 에탄올이나 사탕수수, 옥수수 등 다양한 조성의 바이오 에탄올을 조달받아 사업화 직전 평가작업을 진행하고 있다.
바이오 에탄올 베이스 프로필렌(Propylene) 사업화도 준비하고 있다.
일본 경제산업성 그린이노베이션 기금을 받아 에탄올에서 프로필렌을 직접 생산하는 독자 기술을 개발하고 있으며 2025년 상반기 치바공장에 파일럿 플랜트를 완공하고 프로필렌 및 PP(Polypropylene)까지 시험생산해 2030년대 초반에 수만톤 수준을 상업화하는 것을 목표로 하고 있다.
2030년대에 에틸렌, 프로필렌을 포함해 선제적으로 바이오 올레핀 사업을 다수 확보하기 위해 경제산업성 보조금 활용에 관심을 나타내고 있으며 독자기술 개발 뿐만 아니라 외부기술까지 도입함으로써 조기 사업화에 나설 예정이다.
아사히카세이는 바이오 에탄올을 원료로 활용하는 프로세스를 확립한 후 미즈시마(Mizushima) 사업장에 4만-5만톤급 파일럿 플랜트를 건설해 2027년 기존 NCC 대체가 가능할지 확인하는 실증실험을 시작할 계획이다.
바이오 에탄올은 C2이기 때문에 원래 에틸렌을 생산할 수 있으나 아사히카세이가 독자 개발한 OCT(Olefins Conversion Technology)를 응용하면 C5부터 C8까지 탄소를 결합해 에틸렌과 프로필렌, C4, BTX(벤젠‧톨루엔‧자일렌) 등을 생산할 수 있는 것으로 알려졌다.
아사히카세이는 OCT가 일련의 반응을 하나의 반응기에서 실현했기 때문에 NCC를 대체할 바이오매스 베이스 화학제품 생산기지를 완성하는 핵심 기술이 될 것으로 기대하고 있다.
이를 위해 에틸렌, 프로필렌을 원료로 PE(Polyethylene), AN(Acrylonitrile) 등 유도제품을 생산하는 미즈시마 사업장에 파일럿 플랜트를 건설하고 2027년부터 실증실험을 통해 신기술을 올레핀 및 유도제품 생산에 적용할 계획이다.
현재는 인근 AMEC(Asahi Kasei Mitsubishi Chemical Ethylene)로부터 원료를 조달받고 있으며 매스밸런스 방식을 채용하는 방안을 검토하고 있다.
아사히카세이는 이산화탄소(CO2)를 원료로 활용하는 CO2 케미스트리 기술 상용화에도 박차를 가하고 있다.
이미 이산화탄소와 EO(Ethylene Oxide)를 원료로 PC(Polycarbonate)를 생산하는 기술을 확립하고 라이선스화했으며 2020년 기준으로 글로벌 PC 플랜트 중 생산능력 약 20%에 해당하는 곳이 CO2 케미스트리 기술을 채용한 것으로 알려졌다. CO2 케미스트리는 이산화탄소에서 DC(Diphenyl Carbonate)를 얻고 EC(Ethylene Carbonate)와 DMC(Dimethyl Carbonate)를 경유해 PC를 생산하는 아사히카세이의 독자기술이다. 
아사히카세이는 앞으로 이산화탄소 베이스 EC와 DMC를 LiB(리튬이온전지) 전해액 원료로 사용할 수 있도록 고순도화함으로써 CO2 케미스트리 사업 영역을 확장할 계획이며 2024년까지 고순도 플랜트를 완공하고 세계 최초로 이산화탄소 베이스 전해액 원료 라이선스 사업을 개시하기로 했다. 생산은 해외 화학기업이 담당한다.
이밖에 아사히카세이는 CO2 케미스트리 사업에서 이산화탄소만을 원료로 PC를 생산하는 기술과 이산화탄소 베이스 이소시아네이트(Isocyanate) 생산기술 등을 갖추고 있다. (강)