초록 ▼

Ⅳ. 연구 결과
1. 석유화학산업
본 연구에서 조사 및 분석된 국내 석유화학의 오염물질 배출 현황 및 처리기술 현황 등에 대한 주요 연구 결과는 다음과 같이 요약된다.
o 일반 현황
● 국내에는 152개 정도의 석유화학제품(기초 석유화학제품, 플라스틱 제품, 합성고무 제품)이 제조되고 있고 이 중 주요 48개 제품을 생산하는 1종 및 2종 사업장은 2014년 기준으로 총 77개이다.
● 석유화학제조 설비는 대부분 여수, 울산, 대산, 그리고 기타 몇 곳의 석유화학공단 형태로, 원료물질과 제품, 유틸리티를

Ⅳ. 연구 결과
1. 석유화학산업
본 연구에서 조사 및 분석된 국내 석유화학의 오염물질 배출 현황 및 처리기술 현황 등에 대한 주요 연구 결과는 다음과 같이 요약된다.
o 일반 현황
● 국내에는 152개 정도의 석유화학제품(기초 석유화학제품, 플라스틱 제품, 합성고무 제품)이 제조되고 있고 이 중 주요 48개 제품을 생산하는 1종 및 2종 사업장은 2014년 기준으로 총 77개이다.
● 석유화학제조 설비는 대부분 여수, 울산, 대산, 그리고 기타 몇 곳의 석유화학공단 형태로, 원료물질과 제품, 유틸리티를 주고받는 지역적 네트워크를 이루고 있다.
o 소비 및 오염물질 발생/배출 현황
● 원료물질은 나프타와 같은 정유 생산물, 에틸렌, 프로필렌, 벤젠, 자일렌과 같은 기초 유분, 초산비닐모노머, 스틸렌, 부타디엔, 아크릴로니트릴과 같은 중간원료 등 다양한 화학물질이 사용되고 있고, 질산, 염소와 같은 무기물과 잔사유도 원료로 사용되는 경우가 있다. 이외에도 수소와 일산화탄소가 주요 반응 원료이었다. 부자재로는 촉매, 용매, 반응첨가제 등이 사용되고 있다.
● 사용 연료는 사업장 자체 부산물인 부생가스, 부생유의 사용 외에 외부에서 구입한 연료(B-C유, LNG 등)를 사용하고 있다.
● 대기오염 배출물질은 주로 원부자재 및 제품에서 기인하며 경우에 따라서는 중간생성물이 배출되기도 한다.
● PRTR 데이터 분석 결과 주요 48개 제품 제조설비에서의 다량 대기 배출 화학물질 45종이 전체 대기 배출량의 98.8%를 차지하고, 배출량 상위 10종의 물질은 배출량 합계가
1,620ton/yr 정도로 전체 대기 배출량의 65.5%를 차지하고 있다.
● 단위공정별로는 이송/운반/분배/계량시설(40.0%), 대기오염방지시설(23.9%), 혼합공정(12.9%), 화학반응공정(12.0%), 저장시설(7.6%) 순이었다. 따라서 대기오염방지시설을 통하여 배출되는 것 보다 비산배출에 의한 배출량이 약 3.2배 많음을 알 수 있다.
● 대기방지시설에서는 제조공정에서 발생하는 탄화수소류의 처리 및 배출이 가장 많으며, 염소류, HCl, 먼지도 대기방지시설에서 처리하여야 하는 공정 발생 오염물질이다.
● 연료(부생유, 부생가스, B-C유, LNG 등)사용에 의한 배출 오염물질은 NOx, SOx, 먼지, 일산화탄소 등이며, LNG와 같은 청정연료만을 사용할 경우는 오염물질 배출이 미미하다.
● 일반대기오염물질의 배출 농도에 대한 설문조사 결과 대개 소각시설(보일러, 히터, 소각로)에서의 배출 농도에 대한 내용이 대부분이고, 배출농도가 허용기준에 비해 너무 낮아 의미 있는 데이터로 사용하기가 어려워 제품별 보고서에서는 제시하지 않았다. 특정대기유해물질의 배출농도는 설문조사에서 확인되지 않았다(검출되는 경우에도 작성하지 않을 수 있어 실제 배출 여부가 확인되지 않음).
● 반응, 정제, 분리(탈수), 세정폐수 등 다양한 공정에서 배출되는 원폐수는 자체처리 후 대체로 종말처리장에서 처리되나, 직방류되는 경우도 있다(염분이 과다하여 생물학적 처리가 어려운 경우 등).
● 원폐수 중의 일반오염물질 농도는 측정하는 경우가 거의 없어 데이터 확보가 실제적으로 불가능하였다. 특정유해물질은 일부 항목만 측정하고 있으며, 이 경우에 일부 제품 생산시에만 검출되는 경우가 있었고 대개는 검출되지 않고 있다(허가기준 농도 30% 이상은 전무).
● 석유화학제품의 공정 중 발생하는 폐수는 유기물(BOD, COD) 농도가 타 오염물에 비해 높게 배출되었고, 영양염류(질소, 인) 중에는 질소 농도는 다소 높았으나 생물학적 처리가 가능한 범위로 배출되었으며, 인의 배출농도는 낮았다.
● 자체 폐수 처리수 중의 특정유해물질은 구리함유량이 가장 많은 16개 제품의 처리수에서 검출되었고, 페놀류함유량, 디에틸헥실프탈레이트, 1,4-다이옥산, 납함유량 순으로 검출빈도가 높았다. 하지만 배출농도가 허용기준의 30% 초과하는 사업장은 전무하였다.
● 대기와 폐수의 일반오염물질 측정은 비교적 높은 빈도로 이루어지고 있으나 특정유해 물질에 대한 측정 횟수가 낮아 그 신뢰성을 확보하기 어려운 실정이다.
● 여러 종류의 제품을 병산하는 사업장의 경우에는 단위 제품 생산공정에서 배출된 대기오염물질 및 폐수를 공동의 설비에서 처리하는 경우가 많다.
● 폐기물 배출은 조사결과 폐유, 폐유기용제, 폐촉매, 공정 및 폐수 슬러지, 폐합성수지의 배출이 많다.
o 오염물질 저감 및 제어를 위한 적용 기술 현황
● 제조공정에서의 사용되는 주요 오염물질 저감기술은 반응조건 최적화, 분리공정 최적화, 원료/용매 재활용, 비산배출 최소화, 연소 배출물 예방 및 저감, 대기 배출 모니터링, 에너지 회수 및 효율화, 폐수 전처리 등이다.
● EU BAT 지침서(대형유기화학산업, 폴리머) 및 기타 국외 지침서의 내용을 현장에서 확인한 결과 오염 저감 기술의 30-40% 정도는 국내 현황과 맞지 않는 것으로 확인되어 BAT 후보에서 제외시키거나 실정에 맞게 수정하였다.
● 대기 및 폐수에 대한 EU BAT 지침서(화학산업공정의 폐수 및 폐가스 관리)의 내용은 석유화학산업에 대해서도 대부분 적용가능하나 일부 내용은 국내 현황과 맞지 않아 수정할 필요가 있다. 많이 적용되고 있는 기술들에 대해서는 상세하며 실용적인 내용이 담겨지도록 보완이 필요하다.
● 대기오염물질 중 탄화수소류는 대부분 보일러, 히터, 소각로, Flare Stack에서 소각처리되고 있다. 일부 저농도 탄화수소류는 흡착(활성탄)시설에서 처리되기도 한다. 염소류, HCl, 알코올 등과 같은 수용성 물질은 대부분 흡수(세정)시설에서 처리되고, 먼지는 여과집진시설, 전기집진시설, 원심력집진시설 등에서 처리된다. 연료 연소에 의해 발생하는 NOx는 SCR 등을 이용하여 처리하고 있으며, LNG와 같은 청정연료사용의 경우에는 방지시설설치 의무면제가 되고 있다.
● 자체 폐수처리시설에는 주로 물리·화학적처리(유수분리, 응집침전, 중화 등)에 이은 생물학적 처리(활성슬러지법 등)방법을 적용하고 있으나, 일부 사업장에서는 물리화학적 처리만을 하는 경우도 있다. 또한, CH 및 MMA, PMMA, PPG, 옥탄올 등에서 발생하는 고농도 폐수는 소각처리하고 있다.
● 공정폐수는 자체 처리 후 폐수종말폐수처리장으로 연계처리 하고 있으며, CODMn를 제외한 모든 항목이 배출허용기준 이하로 처리되어 폐수종말처리장으로 연계 되는 것으로 확인된다.
● 여러 종류의 제품을 병산하는 사업장의 경우에는 단위 제품 생산공정에서 배출된 대기오염물질 및 폐수를 공동의 설비에서 처리하는 경우가 많다.
● 폐수는 대개 종말처리장에서 다시 처리된다. 이러한 경우에는 제품별로 BAT를 제시하는 의미가 없어지고 공동 방지시설 운영에 대한 BAT를 제시하여야 하는 어려움이 있다.
● 폐기물은 대부분 위탁 처리되어 매립, 소각, 재활용(연료, 저급플라스틱, 유가금속 등으로)되고 있다.
2. 증기공급업
본 연구에서 조사 및 분석된 국내 증기공급업의 오염물질 배출 현황 및 처리기술 현황 등에 대한 주요 연구 결과는 다음과 같이 요약된다.
o 일반 현황
● 2012년 대기 배출원 조사 자료를 기준으로 1종 및 2종에 해당하는 증기공급업 사업장은 35 개였으며, 이 사업장을 증기공급업의 조사 대상으로 하였다.
● 경기도에 전체 사업장의 34%가 존재하여 가장 많았으며, 경상도, 강원도, 제주도에는 존재하지 않았다.
o 소비 및 오염물질 발생/배출 현황
● 고체 연료로는 RPF, 유연탄, 석유코크스, (폐)목재를 사용하였으며, 액체 연료로는 중유(B-C유 포함) 및 LSWR, 기체 연료는 LNG를 사용하였다.
● 연료사용(보일러, 열병합발전시설, 소각시설에서의 유연탄, 중유, LNG 등 사용)에 의한 주요 배출 오염물질은 NOx, SOx, 먼지, 일산화탄소 등인데, LNG와 같은 청정연료만을 사용할 경우는 오염물질 배출이 미미하였다.
● 폐수 배출량은 시설규모나 증기 및 전기 생산량의 크기에 비례하였으며, 폐수는 개별처리, 공동처리 등을 거쳐 하수종말처리시설로 유입하거나 직접 방류하였고, 폐수의 전량을 재이용하는 사업장도 있었다.
● 주요 발생 폐기물은 먼지, 소각재, 폐합성수지, 슬러지 등으로 1년에 발생하는 폐기물량은 111,647톤이었다. (폐기물 처리계획서 기준)
o 오염물질 저감 및 제어를 위한 적용 기술 현황
● 대기 방지시설은 증기공급업의 주요 배출물질인 먼지, NOx, SOx를 제거하는 집진시설, 탈질시설, 탈황시설이었다. 집진시설로는 전기집진시설, 여과집진시설, 세정집진시설 등을 사용하였으며 NOx는 SNCR, SCR, 저NOx버너 등으로 처리되었다. 청정연료인 LNG를 사용하는 경우에는 대부분 방지시설 설치의무면제이다.
● 폐수는 물리적, 물리·화학적, 물리·화학·생물학적 방법으로 처리하였으며, 전체의 69%에 해당하는 사업장이 물리·화학적 방법으로 처리하였다.
● 폐기물은 대부분 위탁 처리되어 매립, 소각, 재활용(시멘트 재료 등)되었다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 참 여 연 구 진 ... 4
• 요 약 문 ... 6
• 목 차 ... 14
• 표 목 차 ... 21
• 그림 목 차 ... 26
• 제1장 서론 ... 30
• 1. 연구배경 ... 32
• 2. 연구목적 및 필요성 ... 32
• 3. 연구내용 및 방법 ... 33
• 제2장 석유화학산업의 환경오염물질 배출시설 기술현황조사 ... 44
• 1. 석유화학 일반 현황 ... 46
• 1.1 국내 석유화학 산업 현황 ... 46
• 1.2 국내 석유화학제품 생산 현황 ... 54
• 1.3 국내 석유화학 제품 생산 업체 ... 55
• 2. 소비량 및 배출량 ... 67
• 2.1 소비량 ... 67
• 2.2 배출량 ... 73
• 2.3 폐기물 배출 ... 84
• 3. BAT 적용 시 고려사항 ... 85
• 3.1 환경관리 시스템 ... 85
• 3.2 폐수처리기술 ... 91
• 3.3 폐가스 처리기술 ... 99
• 4. 제품별 현황 조사 ... 106
• 4.1. 에틸렌/프로필렌 제조 설비 현황 ... 106
• 4.2. BTX 제조 설비 현황 ... 123
• 4.3. 부타디엔 제조 설비 현황 ... 139
• 4.4. EDC/VCM 제조 설비 현황 ... 148
• 4.5. 스틸렌 제조 설비 현황 ... 165
• 4.6. OX 제조 설비 현황 ... 180
• 4.7. PX 제조 설비 현황 ... 188
• 4.8. AN 제조 설비 현황 ... 198
• 4.9. CPLM 제조 설비 현황 ... 208
• 4.10. DMT 제조 설비 현황 ... 219
• 4.11. EG 제조 설비 현황 ... 223
• 4.12. TPA 제조 설비 현황 ... 235
• 4.13. ABS 제조 설비 현황 ... 245
• 4.14. HDPE 제조 설비 현황 ... 257
• 4.15. LDPE 제조 설비 현황 ... 266
• 4.16. LLDPE 제조 설비 현황 ... 274
• 4.17. PP 제조 설비 현황 ... 282
• 4.18. PS/EPS 제조 설비 현황 ... 291
• 4.19. PVC 제조 설비 현황 ... 302
• 4.20. BR 제조 설비 현황 ... 313
• 4.21. NBR 제조 설비 현황 ... 322
• 4.22. SBR 제조 설비 현황 ... 328
• 4.23. SB-LATEX 제조 설비 현황 ... 337
• 4.24. BPA 제조 설비 현황 ... 344
• 4.25. CH 제조 설비 현황 ... 351
• 4.26. EPDM 제조 설비 현황 ... 356
• 4.27. MA 제조 설비 현황 ... 364
• 4.28. MA/THF 제조 설비 현황 ... 374
• 4.29. MDI 제조 설비 현황 ... 383
• 4.30. MMA 제조 설비 현황 ... 396
• 4.31. PA 제조 설비 현황 ... 408
• 4.32. PMMA 제조 설비 현황 ... 414
• 4.33. PPG 제조 설비 현황 ... 423
• 4.34. TDI 제조 설비 현황 ... 432
• 4.35. 부탄올 제조 설비 현황 ... 444
• 4.36. 옥탄올 제조 설비 현황 ... 453
• 4.37. 초산 제조 설비 현황 ... 463
• 4.38. 알킬벤젠 제조 설비 현황 ... 470
• 4.39. 석유수지 제조 설비 현황 ... 476
• 4.40. 아세톤/페놀 제조 설비 현황 ... 481
• 4.41. 카본블랙 제조 설비 현황 ... 490
• 5. 최적가용기법 ... 496
• 5.1. 석유화학산업 오염물질 발생현황 ... 496
• 5.2. 석유화학산업 저감기술 및 방지기술 현황 ... 514
• 5.3 BAT 선정 방법 및 BAT 선정 예시 ... 540
• 6. 유망기술 ... 549
• 6.1. LDAR (LDAR: Leak Detection and Repair) 및 비산배출 저감 기술 ... 549
• 6.2 대기오염 방지기술 유망기술 ... 558
• 6.3 수질오염 방지기술 유망기술 ... 559
• 제3장 증기공급업의 환경오염물질 배출시설 기술현황조사 ... 562
• 1. 일반 현황 ... 564
• 1.1 증기공급업 개요 ... 564
• 1.2 증기공급업 사업장 현황 ... 564
• 2. 적용 공정 및 기술 ... 569
• 2.1 발전방식 ... 569
• 2.2 화력발전 ... 571
• 2.3 열병합발전 ... 575
• 2.4 보일러 ... 596
• 3. 기술선정 시 일반적 고려사항 ... 600
• 3.1 연료 및 첨가제의 하역, 저장 및 취급 ... 600
• 3.2 연료 전처리 ... 604
• 3.3 연소 및 열효율 ... 606
• 3.4 대기오염물질 방지시설 ... 611
• 3.5 수질오염 방지시설 ... 625
• 4. 배출시설 및 방지시설 ... 627
• 4.1 배출시설 ... 627
• 4.2 방지시설 ... 642
• 5. 연료별 증기공급업 공정 분석 ... 651
• 5.1 고체 연료 ... 651
• 5.2 액체 연료 ... 659
• 5.3 기체 연료 ... 659
• 6. 오염물질 배출수준 ... 664
• 6.1 대기오염물질 배출수준 ... 664
• 6.2 수질오염물질 배출수준 ... 680
• 7. 증기공급업과 발전업의 비교 ... 683
• 7.1 일반현황 ... 683
• 7.2 배출시설 현황 ... 684
• 7.3 사용연료 현황 ... 684
• 7.4 방지시설 현황 ... 686
• 제4장 화학업종의 통합허가 산업분류체계 및 조사계획 ... 688
• 1. 국외 화학업종 산업분류체계 현황 ... 690
• 1.1 EU IED의 화학업종 산업분류체계 현황 ... 690
• 1.2 EU IED와 BAT 기준서(BREF)의 화학업종 산업분류체계 ... 692
• 1.3 영국 화학업종 산업분류체계 현황 ... 697
• 1.4 독일 화학업종 산업분류체계 현황 ... 702
• 2. 국내 화학업종 산업분류체계 현황 ... 705
• 2.1 국내 화학업종 산업분류체계 현황 및 특성 ... 705
• 3. 통합환경관리제도 도입을 위한 국내화학업종 분류 ... 710
• 3.1 국내·외 화학업종 산업분류체계 현황 비교분석 ... 710
• 3.2 화학산업의 분류 및 각 특성 ... 715
• 3.3 화학업종 통합허가 산업분류체계(안) ... 727
• 3.4 화학업종 통합허가 산업분류(안)에 따른 사업장 현황 ... 728
• 3.5 화학업종 통합허가 산업분류(안)에 따른 우선순위 결정 및 조사계획 수립 ... 733
• 제5장 결 론 ... 738
• 5.1. 석유화학산업의 결론 ... 740
• 5.2. 증기공급업의 결론 ... 746
• 5.3 화학업종 통합허가 산업분류체계 결론 ... 748
• 부 록 ... 750
• 부록 1. 석유화학산업 설문조사표 ... 752
• 부록 2. 석유화학산업 환경편익달성 사례 ... 780
• 부록 3. 국내 화학물질 배출․이동량(PRTR) 조사 지침에서의 배출량 산정 방법 개요 ... 788
• 참고문헌 ... 790
• 약 어 ... 794
• 끝페이지 ... 796