글로벌 n-부탄올(n-Butanol) 시장은 중국이 자급체제로 전환함에 따라 공급과잉이 우려된다.
글로벌 n-부탄올 생산량은 2012년 기준 409만톤, 소비량은 320만톤으로 양호한 밸런스를 유지했고, 옥탄올(Octanol)은 생산량 380만톤에 소비량 305만톤으로 집계됐다.
특히, 중국은 n-부탄올 생산량이 91만톤, 옥탄올은 116만5000톤으로 소비량도 n-부탄올이 119만톤, 옥탄올은 116만톤을 나타냈다.
글로벌 n-부탄올 및 옥탄올 시장은 중국이 좌우하고 있다.
2015년에는 글로벌 n-부탄올 생산량이 573만1000톤, 옥탄올은 473만6000톤에 달한 것으로 추정되고 있으나 중국이 3년 이내에 n-부탄올 및 옥탄올 플랜트를 신규 건설해 수입의존도가 하락할 것이 확실시되고 있다.
중국은 2017년 n-부탄올 생산능력을 247만1000톤으로 연평균 39.5%, 옥탄올도 206만9000톤으로 21.1% 확대할 계획이다.
그러나 3년 동안 n-부탄올 유도제품인 부틸아크릴레이트(Butyl Acrylate) 수요는 연평균 14.0%, 옥탄올계 가소제는 5.0% 증가에 그쳐 부탄올 및 옥탄올이 과잉공급으로 전환되고 가동률이 낮아질 것으로 우려되고 있다.
옥소알코올, 중국·중동 공급량 증가추세
부탄올은 공정 변화와 플랜트 신증설에 따라 중국과 중동의 생산비중이 높아지고 있다.
중국은 n-부탄올 신규 생산설비를 2013-2015년 완공해 부탄올 생산능력을 156만톤으로 크게 확대한 것으로 나타나고 있다.
사우디 Dammam도 Jubail에 n-부탄올 8만톤 플랜트를 건설할 예정이어서 글로벌 n-부탄올 총 생산능력은 2015년 573만톤을 넘어선 것으로 집계되고 있다.
옥탄올도 중국의 신증설에 따라 아시아 집중현상이 심화되고 있다.
발효공정도 반응압력이 낮고 부탄올 및 옥탄올의 비율조정에 용이하며 부산물 없이 가공된 이소부탄올(Isobutanol)을 생산할 수 있지만 오랜 공정시간, 낮은 수율, 높은 생산코스트 등으로 프로필렌 옥소(Oxo) 공정으로 대체됐다.
미국과 유럽 화학기업들이 프로필렌 옥소 공정을 독점했지만 환경문제로 서유럽의 일부 옥탄올 생산기업이 가동을 중단해 아시아 비중이 상승하고 있다. 특히, 중국은 옥탄올 플랜트를 신규 건설하면서 생산능력이 세계 10위로 올라섰다.
Sinopec, Oxea, LG화학이 중국에 옥탄올 플랜트를 신증설하면서 글로벌 옥탄올 생산능력은 400만톤을 넘어섰다.
세계시장, 아시아 중심으로 급속히 재편
글로벌 부탄올 및 옥탄올 시장은 아시아 중심으로 재편되고 있다.
n-부탄올 수요는 2012년 320만톤으로 아시아 50%, 북미 21%, 서유럽 19%로 나타나 아시아에 집중되고 있다.
글로벌 옥탄올 수요도 2012년 305만톤으로 아시아가 65%를 차지했고 남미 11%, 서유럽 10%로 나타나고 있다.
n-부탄올 수요비중은 부틸아크릴레이트 45%, 부틸아세테이트 25%, 글리콜에테르(Glycol Ether) 10%, 용매 15%, 기타 5%로 주로 유기합성에 사용되고 있다.
옥탄올 수요비중은 DOP(Dioctyl Phthalate) 77%, 이소옥틸아크릴레이트(Isooctyl Acrylate) 15%, 윤활유 첨가제 8%이고 디젤첨가제, 계면활성제, 용매, 광업용 등에도 광범위하게 사용되고 있다.
중국, 공급과잉 전환 불가피
중국은 n-부탄올 생산이 2012년 91만톤에서 2015년 247만1000톤, 옥탄올도 2012년 116만5000톤에서 2015년 206만9000톤으로 크게 증가해 공급과잉에 따른 대처가 시급히 요구되고 있다.
부탄올 및 옥탄올 공정기술 변화와 중국에 진출한 글로벌 화학기업의 신증설 때문으로, 중국은 입자발효 공정기술로 1950년부터 n-부탄올을 생산했지만 복잡한 공정과정과 부족한 생산량 때문에 난항을 겪어 새로운 공정기술을 신규 도입했다.
Jilin Chemical은 1960년 프랑스에서 7만톤의 Aldol 공정기술을 도입해 부탄올 및 옥탄올 생산을 시작했다.
Qilu Petrochemical, Jilin Chemical Fertilizer Plant, Daqing Petrochemical, Beijing Fourth Chemical Plant는 1970-1990년 옥소공정 기술로 부탄올 및 옥탄올을 생산했으며 1990년 이후 플랜트를 개선·확장함에 따라 부탄올 및 옥탄올 생산량이 크게 증가했다.
BASF-YPC는 2005년 7월 부탄올 및 옥탄올 21만톤 플랜트를 가동했으며, QCF의 옥탄올 7만톤 플랜트는 2008년, Duowei Chemical의 옥탄올 14만톤 플랜트는 2010년 가동했다.
Shanghai Jianlan은 2011년 옥탄올 생산능력을 확장했고, BASF-YPC는 옥탄올 생산라인을 n-부탄올로 전환했다.
PetroChina Daqing Petrochemical은 2012년 옥탄올 12만톤 플랜트를 신설했으며 Shandong Qilu Plasticizer도 옥탄올 12만톤 플랜트를 가동했다.
부탄올, 전반적으로 수요 증가추세
부탄올은 주로 부틸아크릴레이트, 부틸아세테이트, DBP(Dibutyl Phthalate) 합성에 투입되며 중국 수요는 2012년 119만톤에 달했다.
수요비중이 높은 부틸아크릴레이트는 접착제, 코팅제, 피혁 제조에 주로 투입되고 있다. 부틸아크릴레이트는 먼지, 자외선, 열, 습기 차단용 아크릴레이트인 아크릴폴리머, 폴리아크릴에스터, 아크릴에멀젼 생산에도 일부 사용되나 대부분이 코팅제, 접착제, 섬유, 피혁, 제지, 플래스틱 공정에 활용되고 있다.
중국은 최근 부틸아크릴레이트 생산능력을 확대하고 코팅제, 접착제, 섬유, 피혁, 제지, 플래스틱 첨가제와 같은 부틸아크릴레이트 유도제품을 개발해 자급률이 상승하고 있다.
수요비중이 2번째로 높은 부틸아세테이트는 니트로셀룰로오스, 코팅제, 잉크, 인공피혁, 제약, 플래스틱, 향료 등 용도가 다양하며 니트로페인트, 퍼클로로비닐페인트, 형광등 입자 등의 희석제로도 투입하고 있다.
제약분야에서는 페니실린(Penicillin)을 비롯해 노보비오신(Novobiocin), 에리스로마이신(Erythromycin), 소염제에 사용되며 폴리우레탄(Polyurethane), 수전사필름, 향료, 화장품, 추출제, 탈수제 등에도 활용되고 있다.
중국은 부틸아세테이트를 Jiangsu, Shanghai에서 집중 소비하고 있으며 앞으로 코팅제 수요가 증가함에 따라 공급 또한 늘어날 것으로 예상된다.
DBP는 PVC(Polyvinyl Chloride)의 유연성과 탄력성을 높이기 위해 투입되는 가소제로 휘발성과 용해성이 비교적 높아 지속성은 좋지 않으나 젤라틴 용해가 가능하기 때문에 니트로셀룰로오스 코팅에 사용될 때 유용한 것으로 나타나고 있다.
DBP는 가소제 중 안정성, 탄력성, 접착력, 방수성 등이 가장 뛰어난 것으로 평가되고 있다.
뿐만 아니라 비닐폴리아세테이트(Vinyl Polyacetate), 알키드수지(Alkyd Resin), 에틸 셀룰로오스(Ethyl Cellulose), CR(Chloroprene Rubber), 니트릴고무(Nitrile Rubber) 등의 가소제로도 사용되며, 플래스틱 공정에서는 주로 신발, 농업관개용 플래스틱에 투입되고 있다.
하지만, 선진국의 법적 규제 때문에 가소제 수요가 둔화되고 있어 DBP의 원료인 부탄올도 서서히 감소추세로 전환되고 있다.
옥탄올 수요도 증가추세 지속
옥탄올은 DOP(Dioctyl Phthalate), DOTP(Dioctyl Terephthalate), 이소옥틸아크릴레이트(Isooctyl Acrylate) 생산에 주로 투입돼 질산염, 석유첨가제, 계면활성제, 용제 등에 사용되며 중국 수요는 2012년 116만톤에 육박한 것으로 나타났다.
DOP는 중국 가소제 수요의 80%를 차지하는 PVC 공정에 투입되는 다목적 가소제로 주로 연질 PVC 공정에 투입된다.
최근에는 건물과 사회기반시설 개발이 급증함에 따라 연질 PVC 비중이 지속적으로 하락하는 반면 경질 비중은 상승하고 있다.
미국, 유럽, 일본 등 선진국들은 1990년대 중반 이후 인체에 해로운 DOP 사용을 제한하고 있으며, 중국에서도 DOP를 건조식품 보관용 컨테이너에만 사용하도록 위생기준을 명시하고 있다.
DOP 사용이 제한됨에 따라 친환경 가소제 DOTP 생산은 증가하고 있다. 중국기업들은 대부분 DOTP 공장을 증설하고 있으며, 일부는 DOP 공장을 DOTP 설비로 전환하고 있다.
2005년 이후 프탈레이트(Phthalate) 가소제 수요가 감소한 반면 DOTP와 같은 비 프탈레이트 가소제 수요는 꾸준히 증가하고 있다.
이소옥틸아크릴레이트는 주로 플렉시글라스(Plexiglass) 생산에 투입되며 수지, 코팅제, 접착제, 윤활유, 습윤제, 합침제, 광택제, 염색제 등에도 사용된다.
수입증가율 둔화에 공급과잉 전환 우려
중국은 부탄올, 옥탄올 자급률이 낮아 대부분 수입에 의존하고 있다.
수입량은 2009년 급격히 증가하기 시작해 2010년 최고치에 달했다. 2011년에는 감소했으나 2012년에는 부탄올 수입량이 각각 38만9000톤, 옥탄올은 36만3000톤에 달했다.
부탄올 수입량의 절반을 타이완, 미국에서 수입했으며, 옥탄올은 인도네시아, 사우디, 일본에서 주로 수입하고 있다.
특히, 부탄올은 수입의존도가 높아 BASF-YPC, Shandong Jianlan 등이 부탄올 공급에 집중하고 있다.
하지만, 중국이 2009년 아크릴레이트 및 가소제 생산능력을 확대한 이후 신증설을 계속하면서 자급률을 높임으로써 부탄올과 옥탄올 수급이 완화되고 있다.
2012-2015년 연평균 공급증가율은 부탄올 39.5%, 옥탄올 21.1%로 수요증가율 14%를 크게 웃돌았다.
<정현섭 기자: jhs@chemlocus.com>
표, 그래프 : <글로벌 n-Butanol 메이저의 생산능력><글로벌 n-Octanol 메이저의 생산능력><중국의 n-부탄올/옥탄올 생산능력><중국의 n-부탄올/옥탄올 신증설 프로젝트>
