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[르포] PO 100만톤 꿈의 시작, SKC 울산공장 가다

울산공장서 세계 최초 HPPO 상업 생산…10년 넘게 가동률 100%
중국에 첫번째 글로벌 생산기지 구축…동남아·중동으로 진출 검토

최수진 기자 (csj890@ebn.co.kr)

등록 : 2019-01-24 19:13

▲ SKC 울산공장 야경. [사진=SKC]
[울산=최수진 기자] "세계 최초로 친환경 프로필렌옥사이드(PO) 제조 공법을 상용화한 기술력을 앞세워 글로벌 PO 100만톤 달성이 목표입니다."

'글로벌 스페셜티 마케터'를 내세우고 있는 SKC가 친환경과 고부가가치 제품을 앞세워 글로벌 화학 시황 악화에도 견조한 성장을 이어가고 있다. 1~3분기 누적 기준 2016년 941억원, 2017년 978억원이었던 화학사업 영업이익은 지난해 1172억원으로 대폭 증가했다.

SKC의 화학사업이 대외적으로 경영환경이 악화됐음에도 지속적으로 성장을 거듭하고 있는 이유는 SKC 울산공장의 뛰어난 기술력 때문으로 분석된다.

◆지난해 1년 내내 안전가동 '눈길'

울산 석유화학단지에 위치한 SKC 울산공장은 약 40만㎡ 넓이로 SK울산CLX(컴플렉스) 옆에 위치해 있다. 이 때문에 석유에서 섬유까지 수직계열화가 가능하다. SK종합화학으로부터 프로필렌을 받아 PO/SM(스타이렌모노머) 18만톤, HPPO(과산화수소 프로필렌옥사이드) 13만톤을 생산한다. 또한 일본 미츠이화학 합작사 MCNS 공장도 있어 PO를 통해 폴리우레탄의 원료인 폴리올 등을 생산한다.

SKC의 울산공장은 여느 화학공장과 같이 곳곳에 톨타워들이 세워져 있었으며 일부에서는 하얀 수증기들이 뿜어져 나왔다. 또 다양한 굵기의 배관들이 미로처럼 엮여 있었고 설비마다 안전을 강조하는 문구가 크게 설치돼 있었다.

40만㎡의 큰 공장 규모와 달리 울산공장은 전부 자동화가 돼있어 외부에서 보이는 공장 직원들은 많지 않았다. 울산공장의 임직원 수는 230명 정도로 전체 6개 팀으로 구성돼있다.

SKC 울산공장의 자랑인 PO/SM 공장(1공장)과 HPPO 공장(2공장)은 도로 하나를 두고 바로 옆에 위치해 있다. 펌프와 컴프레셔 기계음이 계속해서 들리는 두 개의 공장은 외부 모습은 거의 똑같았다. 다만 두 공장의 시설크기 차이가 났다. PO/SM 공장의 경우 폭이 약 700m에 달한 반면 HPPO 공장은 100m 수준이다. 반응기, 증류탑 등의 시설 규모도 PO/SM 공장이 HPPO 공장 대비 3배 가량 더 많은 것으로 알려졌다.

이 같은 대규모 공장의 관리는 주조정실에서 이뤄진다. SKC의 주조정실은 PO/SM 공정 관리, HPPO 공정 관리, 제조 공정에 필요한 에너지 동력 등을 관리하는 팀으로 나눠져 있다. 주조정실에서는 반응과 분리에 필요한 운전 온도, 압력, 유량 등을 자동으로 조절하고 있다. 각 공장의 중요한 설비에는 카메라를 설치해 실시간으로 영상을 통해 관리하고 있다.

SKC 관계자는 "80여명이 4조 3교대로 교대 근무 중"이라며 "지난해에는 비계획적인 가동 중단 없이 365일 24시간을 안정적으로 공장을 가동하기도 했다"고 자부심을 드러냈다.

SKC 울산공장에는 이 외에도 PO, 폴리올 등으로 만들어지는 여러 제품들을 전시해 놓기도 했다. 냉장고, LNG선박, 건축의 단열재를 비롯해 자동차의 시트, 부품, 가전제품 등이 전시 공간을 채웠다.

SKC 관계자는 "MCNS를 통해 글로벌 각지에 있는 고객들을 위해 폴리우레탄 원료를 바로 생산하고 공급할 수 있는 시스템하우스를 지속 설치해 고객들에 대응하고 있다"며 "현재 11번째 시스템하우스를 운영하고 있는데 가까운 미래에 20개까지 확장할 것"이라고 설명했다.

▲ SKC 울산공장의 HPPO공장(2공장) 설비. [사진=SKC]
◆글로벌로 진출하는 HPPO 상업생산 기술력

1987년 아코케미칼(ARCOchemical)과 JV(조인트벤처)인 유공아코화학으로 시작된 SKC의 화학부분은 1991년 PO/SM 공법으로 PO 상업생산, 폴리올 상업생산에 성공했다.

SKC는 2008년에 세계 최초로 HPPO 공법을 상용화했다. 1991년 국내에서 처음으로 PO 상업생산에 성공한 SKC는 2000년대 중반부터 친환경 HPPO 공법에 주목했다.

HPPO 공법은 과산화수소에서 산소 분자를 떼어내 프로필렌에 붙이는 방식으로 불순물 제거, 반응기 안정 등 매우 까다로운 과정을 거쳐야 한다.

그럼에도 불구하고 SKC는 약 2년 만에 HPPO 공장 상업 가동을 성공했고, 10년 넘게 가동률 100%를 유지하고 있다. 지난 2012년에는 130% 리뱀핑에 성공해 현재 연간 13만톤의 HPPO를 생산하고 있다.

HPPO 공장과 기존의 PO/SM 공장은 다른 공법으로 장단점도 다르다. 기존의 PO/SM 병산 공정은 대규모 부지가 필요하고 그에 따른 투자비도 많이 들어가지만, 오랜 운영 노하우 등으로 원가경쟁력이 높다.

HPPO 공장에서는 PO만 단독으로 생산한다. PO/SM 공장보다 공장 규모가 작아 초기 투자 비용이 낮고 친환경적이다. 범용제품인 SM을 추가로 생산하지 않아 병산제품에 대한 판매 부담도 없다. 다만 생산과정에서 과산화수소가 필요하다보니 제조원가는 PO/SM보다 높다.

SKC는 HPPO 원천기술 라이선스를 도입하는 데 그치지 않고 폐열 재활용을 도입하는 등 공정을 지속적으로 개선하고 있다.

SKC는 화학공정에서 가장 중요한 반응기에 주목했다. 일반적으로 랩에서 소형 반응기를 설치해 파일럿 테스트를 진행하는데 SKC는 이 소형 반응기를 실제 공정에 직접 설치한 것이다.

김성호 생산기술팀장은 "소형 반응기 파일럿 테스트가 중요한 이유는 상업공정 전에 촉매의 성능을 평가하고 촉매의 특성을 미리 파악해 반응기의 온도 등을 미세하게 조절하기 때문"이라며 "이를 HPPO 공장에 직접 설치해 보다 유연하게 촉매 변화에 대응할 수 있다"고 설명했다.

또한 SKC는 메탄올 정제탑에서 생성되는 고온의 유증기를 다른 증류탑의 열원으로 사용해 에너지 사용량을 줄이고 있다. 이 같은 공정 개선으로 SKC는 에너지 사용량을 60% 이상 줄여 연간 100억원을 절약하는 효과를 거두고 있다. SKC의 HPPO 공정 내 폐열 재활용 기술은 국제 특허 출원 상태다.

▲ SKC 울산공장에서 생산하고 있는 제품. ⓒEBN
SKC의 HPPO 기술력이 글로벌 시장에서 인정받으면서 본격적인 글로벌 진출도 이뤄지고 있다.

지난해 12월 SKC와 중국 석유화학기업 QXTD(ZIBO QIXIANG TENGDA CHEMICAL), 독일 화학기업 에보닉(EVONIK), 독일 엔지니어링기업 티센크룹인더스트리얼솔루션즈(tkIS)는 친환경 HPPO 공법을 도입한 PO 생산 합작사를 중국 산둥성 쯔보시에 설립하기로 했다.

30만톤 규모의 PO 생산설비를 구축하고 PO의 다운스트림 고부가 제품인 PG(프로필렌글리콜) 생산시설도 함께 구축한다. 같은 공장 부지에 있는 MCNS와 함께 폴리우레탄의 원료 PPG(폴리프로필렌글리콜) 생산시설까지 만드는 방안을 검토하고 있다. SKC 울산공장과 같은 생산거점이 들어서게 되는 것이다.

SKC가 중국, 동남아를 중심으로 글로벌 생산거점 구축에 나선 이유는 HPPO 수요가 지속적으로 증가하고 있기 때문이다.

PO 수요는 연간 30만~40만톤 가량 성장할 것으로 예측된다. 지난 2017년 기준 전세계 PO 수요는 950만톤을 기록했다. 이 중 아시아 지역의 수요는 454만톤으로 전체의 48%를 차지했다.

특히 중국은 글로벌 최대 규모의 고성장 시장인데다 환경 규제로 기존의 염소법 PO의 경쟁력이 약화됐다. 또한 MOU를 맺은 QXTD가 PO의 원료인 프로필렌을 보유하고 있어서 원활한 원료 수급이 가능하다는 점도 장점이다.

하태욱 화학생산본부장은 "미국 시장에는 라이온델(Lyondell), 유럽 시장에는 바스프(BASF) 등 메이저 업체가 진출해있지만, 아시아에서 PO를 만드는 곳은 SKC와 일본의 스미토모 정도인데다, 스미토모는 수출량이 거의 없다"며 "SKC는 유럽, 미국 시장 외 아시아, 중동 지역의 탑티어 메이저로 시장에 진입하는 것이 목표"라고 말했다.

이어 "글로벌 생산거점을 세워 2025년까지 글로벌 PO 생산량 100만톤을 달성할 것"이라고 덧붙였다.

SKC는 1991년 이래 유지해온 PO 유일생산체제가 지난해부터 경쟁체제로 바뀌었다. 에쓰오일이 PO 시장에 뛰어들었기 때문이다. 시장에서는 PO 판매량이 줄어들 것을 우려했지만 SKC는 큰 영향이 없다는 반응이다.

SKC는 그간 PO 생산량의 3분의 1을 외부에 판매하고, 비슷한 물량을 MCNS에 판매, 나머지를 PG 등을 만드는데 사용했다.

에쓰오일이 PO 시장에 진입한 이후 과거 11만~12만톤 가량이었던 PO 외부 판매량이 8만톤 수준으로 줄었지만, 과거 PG 쪽에 8만톤 사용하던 PO 사용량이 15만톤 가량으로 증가하면서 영향을 최소화한 것이다.

SKC는 2017년 말 PG 생산시설 5만톤을 증설하고 고부가 PG를 중점적으로 생산하고 있다. 고부가 PG는 화장품이나 향수, 식품 등에 사용된다.

하 본부장은 "현재 SKC의 화학사업은 글로벌로 진출해 외형을 키워나가는 한편 SKC 화학사업 경쟁력의 근본인 울산공장의 경쟁력 역시 높여나가고 있는 중"이라며 "기술력을 기반으로 한 딥체인지를 성공적으로 보여드리도록 노력할 것"이라고 말했다.