그동안 사진액자 등으로의 물질재활용도 기피됐던 오염이 심한 폐스티로폼 등이 각종 화학제품의 자원으로 다시 태어날 수 있게 됐다.

한국화학연구원(원장 오헌승)은 최명재 박사팀이 국내 최초로 오염이 심해 물질재활용 측면에서도 외면 받아온 폐스티로폼 등으로부터 스틸렌 모노머(Styrene Monomer; SM, 스틸렌 단량체)를 제조·재활용하는 자원순환 신공정을 개발하고 시험가동을 통해 검증했다고 11일 밝혔다.

스틸렌모노머(SM)란 스틸렌 단량체로서 스티로폴 또는 가전 및 포장재 등 각종 플라스틱 제품용기와 각종 화학제품에 다양하게 사용되는 폴리스틸렌 수지의 원료이며 원유에서 생산되는 벤젠과 에틸렌의 반응을 거쳐 제조되고 있다.

이번 기술은 교육과학기술부 21세기프론티어사업의 일환으로 환경부와 공동으로 운영하는 자원재활용기술개발사업단(단장 이강인)의‘오염된 폴리스틸렌계 폐플라스틱으로부터 모노머 제조공정개발’사업을 지난 2006년부터 한국화학연구원이 참여기업과 공동으로 수행한 결과 얻어진 기술로서 연간 250억원 규모의 원유 수입대체 효과와 신기술 플랜트 수출이 가능할 것으로 기대된다.

폐스티로폼 등을 단순히 물질재활용 하는 것이 아니라 화학제품을 제조하는 자원으로 활용할 수 있게 해 온실가스 저감뿐만 아니라 자원절약에 기여할 수 있는 저탄소 녹색기술로써 가치를 가지며 상용기술설계와 일정한 품질 유지가 가능하다.

이번에 개발한 기술은 공정매체로서 고압스팀을 사용하는 공정으로 350℃ 정도의 온도에서 약 90~95%의 SM(스틸렌모노머)이 함유된 crude SM을 60% 이상의 수율로 생산하도록 설계됐으며 배출수 또는 소각 등 고온 처리에서 발생하는 독성가스의 생성이 전혀 없는 친환경 공정이다.

SM이외의 부산물로 얻어지는 2~3% 수준의 고비점 물질은 공정자체 연료로 사용되며 나머지는 중유급의 연료로 활용이 가능함을 확인했다.

이번 공정의 최종 생산품인 고순도의 SM(스틸렌모노머)은 불포화 폴리에스테르 수지, 도료 및 기타 각종 화학제품의 원료로 사용할 수 있어 향후 이 기술이 상업화될 경우, 연간 26,000톤 규모의 원유 및 원료수입대체효과가 기대되며 이를 제품의 시판가격으로 환산하면 약 250억원 이상의 매출이 예상된다.

또 동남아 개도국으로 신기술 플랜트 수출(연간 5천톤 규모 1기 당 35~40억원) 및 엔지니어링 노하우 공급을 통한 외화 획득 효과도 상당할 것으로 기대되고 있다.

오염이 심한 폐스티로폼뿐만 아니라 잉코트 및 전선용 보빈과 양식장 폐부자 등을 함께 전처리를 거쳐 균일품질의 저렴한 원료로 만든 후 300톤/년 처리 규모의 실증 시험가동설비에서 SM을 포함하는 화학제품을 생산할 수 있는 기술로서 수많은 핵심기술 보완을 거쳐 완벽히 개발된 상태로 제조된 SM(스틸렌모노머)은 현재 생산중인 모기업 등을 통해 품질 검증을 완료한 바 있다. 한국화학연구원은 이번 공정 개발의 핵심기술인「폐폴리스틸렌으로부터 스틸렌모노머의 회수방법」등 관련 특허를 8건 보유하고 PCT 및 미국특허를 출원했다.

자원재활용기술개발사업단 이강인 단장은 "이번에 개발된 공정은 친환경적인 기술일 뿐만 아니라 현재의 폐기물 처리기술의 가치 및 보급성을 높일 수 있는 계기를 부여했다는 측면에서 대단히 중요한 의미를 갖는다”며 “무엇보다 경제성과 신뢰성이 높은 기술개발을 통해 자원에너지 절약, 석유수입 대체는 물론 환경보전에까지 기여할 수 있게 됐다”고 개발의 의미와 성과를 설명했다.  /강현준기자