International Fiber Journal

고상중합(SSP)기술은 비결정성 PET를 고품질의 PET bottle用 Chip으로 가공/생산하기 위해 필수적이다. 이태리의 UOP Sinco가 생산하는 고상중합설비는 그동안 80여개이상의 업체에 납품되었으며, 전세계적으로도 점유율이 50%이상을 상회하고 있다. UOP Sinco의 고상 중합설비는 UOP가 보유한 가공기술관련 제품군의 일부이다.

UOP Sinco는 UOP의 자회사이며, UOP는 Honeywell의 100% 소유자회사로써 90여년간 탄화수소(hydrocarbon) 가공시장에서 그 기술을 개발, 상용화해온 선두업체라고 할 수 있다. UOP는 70여개의 특허공정을 보유하고 있으며, 100여개의 촉매 및 분자체형성재 제품도 보유하고 있는 대규모의 업체이다.

동사는 미국, 유럽, 아시아 지역에 3천여명의 인원을 근무하고 있으며, 모터연료, 플라스틱, 계면활성제, 합성섬유, 식품보존 등에 관한 특허도 3만여개를 보유하고 있다. UOP가 개발한 기술은 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌)기반의 석화산업에 근간이 되는 원료제품을 공급하고 있다.

- 지원서비스

UOP Since는 전세계 고상중합 신규 및 기존설비에 엔지니어링, 설비, 서비스를 공급하고 있다. 신규 고상중합설비의 다자인, 가공설비의 개조/업그레이드, 용융상 설비의 개조, 개발서비스 및 현장기술지원 서비스 등도 제공한다.

이밖에도 일반적인 엔지니어링 디자인, 가공설비, 대규모 재료, 촉매, 흡착재, 교육 및 현장서비스, 턴키방식의 설비건설 등도 공급하고 있다. UOP는 대다수 형태의 기술 및 제품에 대한 전세계 서비스도 지원하고 있다.

- 기술

UOP Sinco의 고상중합설비는 소형의 수직형태 설비배치를 가지고 있기 때문에 실제 건설면적은 최소화된다. 비결정성 chip을 동 설비내 先결정화 설비로 이송되는데, 이는 이물질을 제거하고 가열시킨 후 다단계의 유체판 열교환기내에서 결정화를 시작하기 위한 공정이다. 이후 결정화 설비로 이송되어 축중합 반응기내에서의 막힘현상을 방지하기 위해 최적조건에서의 결정화가 완료된다.

가공된 Chip은 중력에 의해서 판형태의 반응기로 이송되어 고유점도가 일정수준에 도달할때까지 균일하게 상승시키게 된다. 아세탈디하이드, EG, 올리고머, 수분 등 축중합 반응시의 부산물이 질소함유 가스를 통해 제거된다. 동 반응공정이 완료된 후 고온의 Chip이 고상중합 반응기를 빠져나와 컨베어어를 통해 용융사출기 및 방사설비를 거쳐 전반적인 생산설비로 이송된다.

UOP Sinco는 Chip이 저장을 위해 이소되거나 포장을 목적으로 할 경우 요구되는 다수의 냉각설비도 부가적으로 제공하고 있다. 전체적인 공정은 불활성의 질소환경하에서 제품을 산화에 의한 분해로부터 보호된다. 질소기체는 UOP Sinco의 NPU 시스템을 통하여 동사 특허의 촉매 및 흡착재를 이용하여 지속적으로 정화시키고 있다.

- 전문인력

UOP Sinco의 고상중합공정은 모든 PET chip 가공공정에 응용될 수 있다. 일반적인 배치방식의 Bottle用 PET공정 및 연속중합공정을 이용하는 설비에서 동사의 고상중합설비가 적용되어 PET Bottle用 Chip이 생산, 이용되고 있으며, 전세계 음료用 Bottle 생산업체로부터 각광받고 있다.

현재 타이어코드, 로프, 벨트 등 다양한 분야에 사용되는 고강력 Polyester絲는 코스트 및 기능적 우위로 시장에서 선호되고 있다. 동 수요분야는 용융방사용 폴리머가 고차원의 물리적, 기계적 특성을 요구받고 있으며, 이를 위해 동사의 설비를 이용한 高점도 chip을 이용하는 경우가 많다.

수요분야라고 할 수 있는 PET bottle은 섬유제품, 카펫, 絲쉬트, 기타 최종제품 등에 사용을 목적으로 재활용되고 있다. 그러나 PET 재생시 경제측면을 고려한 고부가 제품 및 가공공정 개발이 요구되고 있으며, 산업용 PET 및 PET bottle분야에서의 재활용 문제가 점차 중요시되고 있다.

- 경험

UOP Sinco는 생산업체의 가치향상을 도모하기 위하여 고상중합기술을 개발하기 위한 투자를 지속하고 있다. 동사는 생산코스트 절감을 위해 1개 라인에서의 최대 투입량을 일일 500톤이상으로 확대하고자 노력하고 있다. 현재 동사의 기술을 응용한 복합설비중 최대규모는 일일 1천톤을 넘어서고 있다.

고강력 Polyester絲 및 PET bottle用 resin은 같은 고상중합설비 내에서 생산이 가능하다. 그 밖에도 원료 공급방식이나 Chip의 고유점도 등에 크게 구애받지 않는데, 이는 동 설비내에서 적정수준으로 조절이 가능하기 때문이다. 특히 동 고상중합 설비는 용융사출 및 방사설비에 모두 대응가능하다.

- 신뢰성

UOP Since는 간단한 가공공정 및 설비디자인을 추구함으로써 문제발생위험이 적고 내구성이 뛰어난 설계로 각광받고 있다. 동사의 가공조건의 정밀한 조절 및 고상중합 디자인으로 인하여 최종 생산제품의 목표 품질수치는 전체 생산시각중 99%이상에 근접하고 있으며, 초기제품도 목표품질의 99.5%의 이상을 보이고 있다.

Chip은 불활성 질소환경에서 가공되므로 분해에 따른 제품품질을 야기하는 공기노출이 없다. 또한 고유점도가 균일하며, 색상이 뛰어나며, 아세트알데하이드 및 말단 카프복실기의 함유량이 적으며, 함유먼지의 최소화 및 Chip의 덩어리화를 방지하는 장점을 가지고 있다.

동 설비의 정기보수를 위한 설계는 동사의 경영전략이며, 특히, 보수작업시 수분에서 수시간내에 가능하도록 하여 전반적인 가동중단을 피하고 설비의 가동능력을 극대화한다는 것이다. 또한 각 설비들은 일일 유지보수 및 고신뢰성을 목표로 세부적인 디자인을 거치게 되어있다.

- 결론

PET 산업은 대형 고상중합설비를 갖춘 일산 1천톤 이상의 규모로 대형화되고 있다. UOP Sinco는 고상중합 공정을 더욱 개발하고 전 세계에 최대 규모로 서리를 공급하고 있다. 첨단회된 고상중합기술로 생산코스트를 낮추고 신뢰성을 높이며, 설비의 가동기간을 연장시킬 수 있다.

PET용 설비규모와 관계없이 UOP Sinco는 신규설비의 건설에서부터 기존설비의 개조에 이르기까지 다양한 분야에서 최상의 서비스를 소비자에게 공급하고 있다.