셰일가스ㆍ오일 채굴에 적극 채용 … 회수 필요없는 생분해성 주목
화학뉴스 2012.12.11
바이오 플래스틱이 생분해성과 고기능성으로 주목받으며 채굴분야 수요가 증가하고 있다.바이오 플래스틱은 품질 개선과 다른 소재와의 혼합을 통해 성형가공 식품용기, 사무기기의 내구소재, 자동차 내장재 분야에서 시장 확대를 기대했으나 코스트와 물성에서 석유수지에 뒤져 개발 및 생산이 정체된 상태이다. 그러나 최근 셰일가스(Shale Gas), 셰일오일(Shale Oil), 석유채굴 분야가 바이오 플래스틱을 주목하고 있다. 채굴과정에서 물에 강산(强酸) 등 화학물질을 투입해 기름층을 용해시키고 있어 화학물질이 지층에 퇴적됨으로써 지하수로 스며들 우려가 있고 사용한 물을 회수ㆍ처리ㆍ운반하는 비용 문제가 발생해 채굴용으로 생분해성 수지가 적합하기 때문이다. 채굴기업은 물과 이산화탄소로 분해되는 생분해성 수지를 사용함으로써 환경을 배려하며 동시에 코스트도 절감하고 있다. 채굴에는 수압파쇄법이 사용되고 있다. 유체를 고압으로 분출해 저유암을 인공적으로 파괴하는 기술로 기름층에 균열을 만들어 석유 및 가스의 통로를 확보하고 채굴량을 늘리기 위해 수평으로 10-40개의 층을 파쇄해 틈새를 늘리는데 균열이 다시 막히지 않도록 프로판트(Proppant)로 불리는 지지소재를 주입한다. 세계 최대의 유전 메이저인 미국 Schlumberger는 프로판트에 바이오 플래스틱 가운데 가장 먼저 양산화된 Nature Works의 폴리유산(PLA)을 채용해 3-4㎜의 섬유 상태로 가공해 석유의 빠른 흐름을 유지하면 채굴하는 것으로 알려졌다. 다만, PLA는 100℃ 이상이 아니면 분해되기 어렵기 때문에 지열 온도인 40-50℃에서 분해되는 Kureha의 PGA(Polyglycol Acid)와 Mitsubishi Chemical의 지방족 폴리에스터(Polyester)계 수지 Kureha의 PGA는 슈퍼 엔지니어링 플래스틱 PEEK(Polyether Ether Ketone) 수지와 동등한 강도를 나타내며 다양한 채굴도구에 적용이 검토되고 있다. 미국 웨스트버지니아에 4000톤 플랜트를 건설하고 본격 생산을 시작했으며 3-4년 후 풀가동에 들어갈 예정이다. Schlumberger의 PLA 사용량은 4000톤으로 추정되고 있다. <화학저널 2012/12/11> |
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