석유화학산업에는 BTX가 있습니다. 바로 세 가지 방향족 화합물의 앞글자를 따서 BTX라고 부릅니다. B는 벤젠(Benzene), T는 톨루엔(Toluene), X는 자일렌(Xylene)입니다. 오늘은 GS칼텍스의 생산제품 BTX, 벤젠 톨루엔 자일렌에 대해 알아보고자 합니다.
방향족
GS칼텍스는 지속적인 설비 투자를 통해 연간 총 280만톤의 방향족 화합물(파라자일렌, 벤젠, 톨루엔, 자일렌)을 생산할 수 있습니다. 그렇다면 GS칼텍스가 생산하고 있는 방향족은 무엇인지 간략히 알아봅시다. 과거 우리 조상들은 석탄이나 특수 목재를 탄화시켜 보석을 채취했습니다. 그 보석에는 특유의 향기로운 냄새가 있었습니다. 이 향기는 사람들에게 이것이 무엇인지 호기심을 갖게 했습니다. 그리고 이 물질들은 모두 특별한 고리를 가지고 있음을 알게 되었습니다. 우리는 그 고리를 '벤젠 고리'라고 부릅니다. 방향족은 벤젠고리를 가진 물질을 의미합니다. 대부분의 벤젠고리 물질들이 달콤한 냄새가 난다고 해서 붙은 말입니다. 아로마틱스(aromatics)라는 이름은 향기를 내는 물질이라는 뜻에서 유래되었습니다. 즉 달콤한 향을 내는 벤젠 고리를 포함하는 물질이 방향족 화합물입니다. 6개의 탄소 원자가 고리 모양의 분자 구조를 이루고 있는 유기 화합물로 주로 석유, 콜타르 등에서 추출되며, 대표적인 예로 벤젠이 있다. 최근에는 벤젠고리를 갖고 있는 화합물과 유사한 성질을 갖는 물질을 총칭하는 용어로 사용되고 있습니다. 이런 방향족을 생산함에 있어 GS칼텍스는 원유부터 석유화학제품까지 30년 이상 축적된 노하우로 생산을 최적화하고 원가경쟁력을 강화하고 있습니다. 이하에서는 GS칼텍스에서 생산되는 제품들(벤젠, 톨루엔, 파라자일렌, 혼합자일렌, 기타 케미컬 제품)에 대해 간략히 알아보고자 합니다.
벤젠
GS칼텍스는 연간 93만톤의 고순도 벤젠을 생산해 세계 곳곳에 공급하고 있습니다. 벤젠은 페놀, 스티렌모노머, 시클로헥산, 아닐린, 무수말레인산, 알킬벤젠 등 다양한 석유화학 제품의 원료로 사용됩니다. 19세기 초 유럽에서 벤젠이 처음 발견되었을 때, 이 물질의 신비로움은 그 향기와 함께 신비로움의 아우라를 불러일으켰습니다. 이 휘발성이면서도 향기로운 물질은 다른 탄화수소와 달리 정확히 6개의 수소와 탄소 비율로 구성되어 있기 때문에 더욱 독특한 것으로 간주되었습니다. 1865년에 이 새로운 물질을 연구하던 중 케쿨레는 꿈에서 뱀이 꼬리를 물고 몸을 둥글게 말리는 것을 본 꿈에서 벤젠의 고리 모양 구조에 대한 힌트를 얻었습니다. 그는 벤젠이 탄소 원자가 단일 결합과 이중 결합을 통해 교대로 결합되어 있는 안정적인 고리 구조를 가지고 있음을 발견했습니다. 이러한 안정적인 구조 덕분에 벤젠은 다양한 산업분야에서 매우 중요하게 활용되어 왔습니다. 벤젠은 구조가 매우 안정적이지만 취급 시에는 매우 주의해야 합니다. 벤젠은 인체에 매우 유해한 물질이며, 인화성도 높으므로 화재 및 누수에 항상 주의해야 합니다. 적절한 보호 장비를 착용하고 MSDS를 숙지해야 합니다. 특히 겨울철에는 상온 보관에 주의해야 합니다.
톨루엔
톨루엔은 방향족 탄화수소로 불용성 액체이며 특유의 가벼운 냄새를 지닌 무색 투명한 휘발성 액체입니다. 이 화합물은 벤젠의 수소 원자 중 하나를 메틸기로 대체하여 얻습니다. 이러한 특성으로 인해 톨루엔은 다양한 산업 분야에서 활용됩니다.가장 일반적으로 톨루엔은 페인트의 용매로 사용됩니다. 또한 접착성 잉크 의약품의 용매로도 널리 사용됩니다. 톨루엔은 TDI(Toluene Di-Isocianate, Polyurane), TNT(Trinitrotoluene) 등 석유화학 원료로도 사용되어 합성섬유를 만들고, 폭발물을 제조하는 데에도 사용됩니다. GS칼텍스는 연간 17만 톤의 고품질 톨루엔을 생산해 다양한 산업분야에 안정적으로 공급하고 있습니다. 이를 통해 GS칼텍스는 다양한 산업용으로 특화된 톨루엔을 생산, 공급함으로써 산업현장의 안전하고 효율적인 작업을 지원하고 있습니다.
파라자일렌
GS칼텍스에서 생산하는 파라자일렌이라는 용어는 우리에게 다소 낯설고 이상하게 들립니다. 하지만 이 화합물은 일상생활에서 매우 흔히 사용됩니다. 페트병, 스낵포장, 음료라벨, 의류섬유 등의 제품을 만들 때 파라자일렌은 TPA, DMT(디메틸테레프탈레이트) 등의 원료로 필수적으로 사용됩니다. 자일렌에는 세 가지 종류가 있는데 o-자일렌(오쏘자일렌), m-자일렌(메타자일렌), p-자일렌(파라자일렌)으로 나뉩니다. 그중에 p-자일렌(파라자일렌)은 벤젠고리에 메틸기(CH3) 2개가 결합한 구조의 방향족 탄화수소입니다. 벤젠과 두 개의 메틸기가 결합하여 생성되는 자일렌의 이성질체 중 하나입니다. 파라자일렌은 독특한 방향족 냄새를 지닌 무색 투명한 휘발성 액체인 방향족 탄화수소입니다. 주로 합성섬유, 합성수지의 원료로 사용됩니다. GS칼텍스는 연간 135만 톤의 고품질 파라자일렌을 생산해 TPA(테레프탈산)의 기초원료로 공급하고 있습니다.
혼합자일렌
자일렌은 특유의 방향족 냄새를 지닌 무색 투명한 휘발성 액체입니다. 이 구조는 벤젠(C6H6)에 결합된 두 개의 메틸기(CH3)로 구성되며, 메틸기의 위치에 따라 오쏘자일렌, 메타자일렌, 파라자일렌의 세 가지 이성질체가 존재합니다. 공업적으로는 혼합자일렌으로 함께 사용됩니다. GS칼텍스는 연간 35만 톤의 혼합자일렌을 생산해 용제와 파라자일렌의 원료로 공급하고 있습니다. 이런 혼합자일렌은 다양한 용도로 사용됩니다. 페인트, 농약의 용제로 사용될 뿐만 아니라 오르토자일렌, 메타자일렌, 파라자일렌, 에틸벤젠 등 다양한 화합물의 원료로 사용됩니다. 또한, 혼합자일렌은 폴리에스터 섬유, PET, 가솔린 첨가제 제조에 필요한 방향족 화합물인 벤젠, 톨루엔, 자일렌(BTX)의 원료로 사용됩니다.
