석유화학 산업에서 필수적인 원료로 자리잡고 있는 EO(에틸렌 옥사이드)와 EG(에틸렌 글리콜)은 플라스틱, 합성섬유, 부동액, 계면활성제 등 다양한 산업에 사용되며, 글로벌 화학 시장의 핵심 축을 담당합니다.
특히, EO는 높은 반응성과 살균 특성 덕분에 의료·산업 전반에서 활용되고, EG는 냉각수 및 폴리에스터 제조의 핵심 원료로 쓰이며 세계적인 수요를 이끌고 있습니다.
이번 글에서는 EO와 EG의 특성, 용도, 생산 공정, 국내외 시장 동향까지 심층적으로 정리해보겠습니다.
1️⃣ EO / EG 기본 개요
1) EO (에틸렌 옥사이드)
- 상온에서 무색 기체, 낮은 불순물 함량
- 제조 : 에틸렌 산화 반응으로 생산 → EG 제조에 활용
- EO : C2H4 + 1/2O2 → C2H4O
- 특징 : 물보다 낮은 온도에서 어는 성질 (혼합 비율에 따라 차이)
- 주요 용도 :
- 차, 비행기, 선박의 부동액 원료
- 계면활성제, 콘크리트 혼화제
- UPR, 폴리우레탄 중간체
- 의료기구, 포장재 가스 살균제
- 국내 제조사 : 롯데케미칼(40KT), LG화학(18KT), 한화토탈(15.5KT), 대한유화(20KT)
- EO Capa는 EO/EG 합산으로 된 곳들이 많음
2) EG (에틸렌 글리콜)
- 무색·무취의 저독성 액체
- 제조 : EO + 물 반응 (촉매 : NaOH, 산화수은 등)
- 특징 : 물·알코올·에테르·아세톤 등과 잘 섞임
- 주요 용도 :
- 냉각수·열전달 유체 (우수한 열전도율 및 안정성)
- 부동액, 폴리에스터 원료 (TPA, DMT와 함께 사용)
- 합성수지, 폴리우레탄, 계면활성제 제조
2️⃣ EO / EG 특징 및 용도
1) EO (Ethylene Oxide)
- 에틸렌이 산화한 물질로 상온에서 색이 없는 기체 상태
- 반응성이 높은 산화물 → 다양한 합성 원료
- 뛰어난 살균·살충 효과 (금속 부식 없음)
- 의료기구 멸균, 포장재 살균, 화학 합성 중간체
2) EG (Ethylene Glycol)
- 글리콜 계열 화합물 (두 개의 -OH 그룹 보유)
- 부동액 원료 : EG+물 혼합 시 -50℃까지 어는점 하강
- 전체 생산량의 50% 이상이 폴리에스터 섬유 원료로 사용
- PET·합성수지 원료, 폭약 원료(니트로에틸렌글리콜)
3️⃣ EO / EG 생산 공정 및 기술
1) EO / EG 주요 반응식
- EO : C2H4 + 1/2O2 → C2H4O
- EC : C2H4O + CO2 → C3H4O3 (에틸렌 카보네이트)
- EG(MEG) : C3H4O3 + H2O → C2H6O2 + CO2
2) EO 생산 공정
- C2H4 + 1/2O2 → C2H4O
- 다중관형 반응기에서 에틸렌과 산소 반응 (은/알루미나 촉매)
- 발열반응 발생 → 증기 생성
- EO 스트림 정제 → 미반응 에틸렌 회수 및 재사용 (EO Reactor)
3) MEG 생산 공정
- EO + CO2 → EC 생성
- EC + H2O → MEG + CO2
- 증류탑 정제 → 최종 MEG 생산
- 촉매는 분리, 에틸렌 카보네이트 반응기로 재활용
- EG Mixture에서 DEG, TEG 분리
4) 주요 기술
- Shell OMEGA 공정 :
- 촉매 공정을 통해 EG 생산을 가능하게하는 최초의 공정
- MEG 100% 선택성 확보 (DEG, TEG 최소화)
- SD(Scientific Design), Dow Chemical 공정 :
- Multi-tubular 촉매 반응기에서 EO 생산
- EO 고순도 분리 및 추가 처리 후 EG 전환 (Fiber-grade M/D/TEG)
4️⃣ EO / EG 주요 제품 및 용도
01. DEG (Diethylene Glycol)
- 무색 무취, 약간 점성
- 폴리에스터 수지·폴리우레탄 중간체
- 섬유 염색·가공, 인쇄잉크·염료·수지 용매
- 국내 : 롯데케미칼, 한화토탈, 대한유화 생산
- 수입 : Sabic, Reliance, Satellite 등
- CAS NO : 111-46-6
02. TEG (Triethylene Glycol)
- 무색 무취, DEG보다 점도 높음
- 물, 알코올, 벤젠에 섞이며, 플라스틱 굴곡성 좋게 함
- 가소제, 합성수지 원료, 가스 탈취제, 화장품, 담배 습윤제
- 국내 : 롯데케미칼, 한화토탈 (생산량 극소수, 수입 의존도 높음)
- 수입 : DOW, Reliance, Sabic
- CAS NO : 112-27-6
5️⃣산업 동향 및 시장 전망
- MEG 시장 공급 과잉 : 중국 자급화, 글로벌 증설(23년 712만톤) → 가격 약세 지속
- 글로벌 가동률 하락 : 2019년 84% → 2022년 64%
- 국내 생산 감소 : 122만톤 → 79만톤 축소 (중국발 공급 과잉 영향)
- 중국 시장 점유율 : 폴리에스터 섬유 국내 점유율 70% 이상
- 글로벌 수요 : 3,500만톤 후반, 생산능력 5,500만톤 수준 (공급 초과)
1) 국내 제조사 대응
- 롯데케미칼 : MEG·DEG·TEG 가동률 최소화, EO 중심 전환
- LG화학, 한화토탈, 대한유화 : 가동률 감축 및 일부 생산 중단
- 일본 마루젠석유화학 : 22년 EO/EG 플랜트 가동 중단
2) 가격 동향
- 2017년: 700~900 USD/MT → 2018년 초 1,000 USD/MT → 이후 하락세
- 2023년: 450~520 USD/MT
- 2024년: MEG 530 USD/MT, DEG 600~650 USD/MT (여전히 적자 심화)
📊 EO / EG 요약 정리 표
| 구분 | EO (에틸렌 옥사이드) | EG (에틸렌 글리콜) |
|---|---|---|
| 화학식 | C2H4O | C2H6O2 |
| 물리적 성질 | 무색 기체, 반응성 높음 | 무색 무취 액체, 저독성 |
| 제조 방법 | 에틸렌 + O2 → EO | EO + H2O → EG |
| 특징 | 살균·살충 효과, 금속 부식 없음 | 물·알코올 등과 혼합 용이, 낮은 어는점 |
| 주요 용도 | – 부동액 – 계면활성제 – 의료기기 멸균 – UPR, PU 중간체 |
– 냉각수, 열전달 유체 – 부동액- 폴리에스터·PET 원료- 합성수지·PU |
| 국내 제조사 | 롯데케미칼, LG화학, 한화토탈, 대한유화 | 롯데케미칼, 한화토탈, LG화학(중단), 대한유화 |
| 부산물/파생제품 | EC(에틸렌카보네이트) | DEG, TEG |
| 생산 공정 | 다중관형 반응기 (은/알루미나 촉매) | EO → EC → EG (가수분해) |
| 산업 동향 | 국내 안정적 수요, EO 중심 전환 | 글로벌 공급 과잉, 가격 약세 지속 |
| 가격 추이 | – | 2017년 700~900 USD/MT → 2024년 MEG 530 USD/MT, DEG 600~650 USD/MT |
✅ 마무리하며
EO와 EG는 현대 석유화학 산업에서 빠질 수 없는 핵심 원료이자 다양한 산업의 기반이 되는 중요한 물질입니다. 그러나 최근 글로벌 공급 과잉과 중국의 자급화로 인해 시장 불확실성이 커지고 있습니다.
국내 기업들은 EO 중심으로 전환하거나 생산 감축을 통해 대응하고 있으며, 앞으로는 고부가가치 활용처 확대와 글로벌 수급 균형이 중요한 과제가 될 것입니다.
EO/EG 산업의 변화는 곧 폴리에스터·부동액·계면활성제·플라스틱 시장 전반에 직접적인 영향을 주는 만큼, 관련 산업 종사자들은 지속적인 시장 동향과 가격 변동을 면밀히 주시해야 할 것입니다.