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Chapter 3. Petrochem. Industry

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Chapter 3-1. 석유화학공업

(Petrochemical Industry)


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1. Introduction

가. 석유화학산업이란?

- 석유제품 (나프타 등) 또는 천연가스를 원료로 에틸렌, 프로필렌 등 기초 유분과 이를 원료로 합성수지, 합성섬유원료, 합성고무 및 각종 기초 화학제품을 생산하는 산업

- 석유화학산업이 중요한 이유 자동차, 건설, 전자 섬유, 생활용품을 비롯해서 비료, 농약, 페인트, 화장품, 세제 등 우리 일상생활에 필수적인 제품을 생산


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정유 및 석유화학산업 계통도


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산업분류


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1. Introduction

나. 석유화학산업의 특성 1) 기초소재 산업

- 석유화학산업은 자동차, 건설, 전자, 섬유, 생활용품을 비롯해서 비료,농약, 페인트, 화장품, 세제 등 인간의 의식주 생활에 필수적인 소재 제공

- 생명공학, 정보통신, 항공우주 등 첨단산업의 기초소재


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1. Introduction

나. 석유화학산업의 특성 2) 자본집약형 콤비나트형 장치산업

- 기초유분 을 생산하는 납사분해공장을 모체로 하여 관련 유도품 공장들이 계열화/단지화되는 전형적인 콤비나트형 산업

- 대단위 설비투자가 소요되는 자본집약형 장치산업 (1개 석유화학 Complex 건설에 15~20억$ 정도 필요)


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1. Introduction

나. 석유화학산업의 특성 3) 국제화된 산업

- 일반적으로 기술이 범용화되어 제품의 품질 차이가 적고, 수급여건에 따라 가격변동이 심한 산업

- 범용제품은 가격경쟁력이 국제경쟁에서 가장 큰 요소


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1. Introduction

나. 석유화학산업의 특성

4) 고부가가치 산업

- 석유화학산업이 급속도로 발전할 수 있었던 요인의 하나

- 석유화학산업은 생산비용을 낮추어 가면서 소비자가 원하는 가격에 다양한 제품을 공급함으로써 수익을 극대화하고 그 수익을 재투자 함으로써 단기간에 성장 가능하였음


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1. Introduction

석유화학처리공정 - 기초원료를 생산하는 공정과 기타 처리공정으로 분류 (기초원료로 기타 다른 석유화학제품을 만드는 공정) - 기초공정: 증기분해 (steam cracking)를 통해 이루어지며, 기타 처리공정: 기초유분과 4가지 물질*로 하위제품을 만드는 과정 * (산소, 물, 암모니아, 염소)


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1. Introduction

제품명 최초 상업화기업 생산개시년도

페놀 F. Raschig (독일)

1901 Hoffmann-LaRoche (스위스)

사염화탄소 Griesheim-Elektron (독일) 1903

3염화에틸렌 Wacker (독일) 1908

에틸렌 Griesheim-Elektron (독일) 1913

암모니아 BASF (독일) 1913

아세트산 Wacker (독일) 1916

에틸렌옥사이드 BASF (독일) 1916

아세트알데히드 Hoechst (독일) 1916

아세톤

Hoechst (독일)

1917 Weitzmann (영국)

Standard Oil (미국)

비닐아세테이트 Shawinigan Chemicals (캐나다) 1920

IPA Standard Oil (미국) 1920

메탄올 BASF (독일) 1923

부탄올 BASF (독일) 1923

에틸렌 UCC 1923

염화비닐 Wacker (독일) 1930

<표> 주요 기초 석유화학제품의 최초 상업화 기업


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Rank Chemical Products Production (1998) Rank Chemical Products Production

(1998)

1 Nitrogenb 9,716 20 Phenol 851

2 Oxygenb 9,188 21 Sodium silicate 765

3 Ethylene 7,076 22 Carbon black 723

4 Sulfuric acid 6,733 23 Sodium carbonate 722

5 Propylene 5,101 24 Urea 703

6 Xylenec 4,340 25 Acrylonitrile 667

7 Sodium hydroxide 4,252 26 Acetic acid 654

8 Benzenec 4,203 27 Cyclohexane 652

9 Ethylene dichloride 3,491 28 Caprolactam 519

10 Styrene 2,767 29 Acetone 459

11 Hydrochloric acid 2,420 30 Butanol 424

12 Ammonia 1,689 31 Acetaldehyde 414

13 Ammonium sulfatea 1,618 32 Calcium superphosphate 306

14 Terephthalic acid 1,616 33 Phthalic acid 301

15 Toluenec 1,349 34 Octanol 285

16 Butadiene 977 35 Propylene glycol 274

17 Ethylene oxide 953 36 Dioctyl phthalate 261

18 Ethylene glycol 920 37 Titanium dioxide 251

19 Chlorine, liquid 881 38 Toluene diisocyanate 192

Top Highest Volume Chemicals


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Chemical Products 1994 1995 1996 1997 1998 97-98 change

ORGANIC CHEMICALS Acetaldehyde 369 395 419 436 414 -5%

Acetic acid 519 574 599 620 654 5 Acetone 354 396 417 458 459 0

Acrylonitrile 610 663 675 730 667 -9 Benzenec 3,620 4,013 4,177 4,502 4,203 -7 Butadiene 856 991 1,025 1,052 977 -7 Butanol 380 424 415 447 424 -5

Caprolactam 519 545 555 556 519 -7 Cyclohexane 640 681 639 721 652 -10

Dioctyl phthalate 292 298 315 310 261 -16 Ethylene 6,125 6,944 7,138 7,416 7,076 -5

Ethylene dichloride 2,792 2,932 3,116 3,491 3,491 0 Ethylene glycol 567 709 751 886 920 4 Ethylene oxide 716 803 840 952 953 0

Octanol 305 321 331 321 285 -11 Phenol 675 771 768 833 851 2

Phthalic acid 308 316 342 330 301 -9 Propylene 4,435 4,956 5,143 5,409 5,101 -6

Propylene glycol 283 304 296 295 274 -7 Styrene 2,598 2,939 3,085 3,035 2,767 -9

Terephthalic acid 1,579 1,681 1,561 1,663 1,616 -3 Toluenec 1,219 1,374 1,370 1,419 1,349 -5

Toluene diisocyanate 144 160 166 192 192 0 Urea 694 719 771 760 703 -8

Xylenec 3,627 4,154 3,931 4,634 4,340 -6


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Chemical Products 1994 1995 1996 1997 1998 97-98 change

INORGANIC CHEMICALS Ammonia 1,713 1,831 1,811 1,836 1,689 -8%

Ammonium sulfatea 1,710 1,771 1,756 1,780 1,618 nm

Calcium superphosphate 395 367 328 329 306 -7

Carbon black 698 757 757 776 723 -7

Chlorine, liquid 872 942 894 928 881 -5

Hydrochloric acid 2,370 2,469 2,416 2,539 2,420 -5

Nitrogenb 9,098 9,130 9,314 9,676 9,716 0

Oxygenb 8,277 8,598 8,904 9,795 9,188 -6

Sodium carbonate 1,050 1,049 926 801 722 -10

Sodium hydroxide 3,786 4,004 4,062 4,391 4,252 -3

Sodium silicate 831 836 800 795 765 -4

Sulfuric acid 6,594 6,888 6,851 6,828 6,733 -1

Titanium dioxide 238 249 238 241 251 4


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1. Introduction

Wal-Mart Exxon-Mobil GM BP

Rank 1 2 3 4 Revenue, 억$ 2,198 1,916 1,773 1,742

순이익, 억$ 67 153 6 80

이익율, % 3 8 0.3 4.6

MERCK BASF Dupont Total Fina Elf

Rank 62 142 172 15 Revenue, 억$ 478 291 254 774

순이익, 억$ 72 52 43 19

이익율, % 15.3 17.9 17.1 2.5

삼성전자 SK IBM Motorola

Rank 105 120 19 56 Revenue, 억$ 360 330 859 300

순이익, 억$ 24 1.2 77 -39

이익율, % 6.7 0.4 8.7 -13.1


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1. Introduction

Search Rank Company Revenue

(M $) Profits (M $)

Assets (M $) Employee

1 E.I du Pont de Nemours 29202.0 2314.0 39426.0 93000

2 Dow Chemical 23008.0 1513.0 27645.0 41943

3 PPG Industrues 8629.0 620.0 9125.0 35600

4 Ashland 8190.0 70.0 6771.0 25800

5 Rohm & Haas 6879.0 354.0 11251.0 18500

6 Air Products & Chemicals 5495.0 124.2 8270.5 17500

7 Engelhard 5542.6 168.3 3166.8 6420

8 Eastman Chemical 5292.0 303.0 6550.0 14600

9 Praxair 5043.0 363.0 7762.0 23430

10 Sherwin-Williams 5211.6 16.0 3750.7 26095

2001 Fortune


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1. Introduction

Industries Search Rank Company Revenue

(M $) Profits (M $)

Assets (M $) Employee

1 General Electric 129853 12735 437006 341000

2 Wal-Mart Stores 193295 6295 77895 1244000

3 Citigroup 111826 13519 902210 237500

4 Intl. Business Machines 88396 8093 88349 316303

5 Verizon Communications 64707 11797 164735 263552

6 General Motors 184632 4452 303100 386000

7 Ford Motor 180598 3467 284421 345991

8 Philip Morris 63276 8510 79067 178000

9 SBC Communications 51476 7967 98651 215088

10 AT&T 65981 4669 242223 165600


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1. Introduction

다. 세계적 추세 1) Globalization by Merge and Acquisition (’92 EEC) - Enichem + Montedison Eni Mont (伊) - Hoechet + Celanese (美) Hoechet-Celanese - Montedison + Royal Dutch/Shell Polyolefin merge (’93 $2B sales) (London, $1B) (3B in sales) PP No.1 PP No.2 7,900 employes 3.3 x 106 MT PP (18% world capacity: HIMONT) 0.7 x 106 MT PE vs. Amoco (5% share)


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초대형화 - Major 기업간 구조조정에 의해 시장지배력 한층 강화 Dow + UCC: ethylene 세계 1위 (world share 8.6%) PE 세계 1위 (world share 7.6%)

- 10대 major기업의 M/S (에틸렌 기준) 38% (3,599 천톤/년, ’99) 45% (5,107 천톤/년, 2003)

- 세계 10대 기업 중 절반이상을 합병한 기업이 차지 예상 Dow/UCC (1위), Exxon/Mobil (2위), Equistar (4위), Phillips/Chevron (6위), BP Amoco (7위), Totalfina/Elf Atochem (8위) “Only big 10s will survive in the year 2000” (Montedison, Chairman)

1. Introduction


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(PE)

1. Introduction

1998 2002 생산기업 Capa. M/S (%) 생산기업 Capa. M/S (%)

Dow 2,904 5.5 Dow/UCC 5,618 8.3 Equistar 2,821 5.3 Exxon Mobil 3,635 5.4 Borealis 2,035 3.8 Equistar 3,160 4.7 Exxon 2,020 3.8 Borealis 2,275 3.4

UCC 1,780 3.4 Montell/Targor /Elenac 2,220 3.3

Major 기업 계 11,560 21.8

Major 기업 계 16,908 25.0

(평균) 2,312 (평균) 3,382

세계 합계 52,977 세계 합계 67,715


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(PP)

1. Introduction

1998 2002 생산기업 Capa. M/S (%) 생산기업 Capa. M/S (%)

Montell 3,198 11.0 Montell /Targor/Elenac 5,700 14.6

Targor 1,275 4.4 Tolalfina /Elf Atochem 2,620 6.7

Amoco 1,250 4.3 BP Amoco 1,640 4.2 Borealis 1,240 4.3 Exxon Mobil 1,425 3.6 Exxon 870 3.0 Borealis 1,350 3.5

Major 기업 계 7,833 27.0

Major 기업 계 12,735 32.0

(평균) (1,567) (평균) (2,547) 세계 합계 28,987 세계 합계 39,080

Tecnon ‘World Plastic’ (’99 Edition), 석유화학공업협회


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Chevron-Phillips 화학산업 통합 - 세계적 석유화학기업의 M&A를 통한 초대형화 가속화 98년 이후 Equistar, Exxon-Mobil 거대기업 탄생 2000년: Dow/UCC 합병과 Shell-BASF 폴리올레핀 사업 통합 (Montedison과 Hoechst도 포함) Chevron과 Phillips의 화학산업 통합도 가세 향후 세계 석유화학기업의 초대형화는 더욱 심화될 전망

1. Introduction


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사업부문별 세전 비용절감

($M/Yr)

분야별 비용절감

($M/Yr)

· 지원 staff 40 · Personnel Efficiencies -

· Polyolefins / Pipe 35 · 관리 및 영업지원 서비스 60

· Olefins 30

· Technology 20 · 사업부 단위 25

· Styrenics 10 · 공정 및 생산 최적화 50

· 기타 15 · 기타 15

합계 150 합계 150

합병을 통한 시너지 효과

1. Introduction


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2) 구조조정을 통한 사업전문화와 효율성 제고 (’90년대) (’80년대: 사업다각화와 규모확대) - 경영중심: Volume중심 Value - 다양한 구조조정: 사업분사와 매각/인수, 기업합병, 전략적 제휴 등 3) 범용제품 사업 - 통합과 사업교환, 전략적 제휴를 통한 규모의 대형화, 시장지배력강화, 비용절감 추진 - 최저수익을 유지할 수 있는 체질로 개선 (궁극적으로 시장의 변화에도 불구하고)

1. Introduction


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4) 특화제품 (specialty) 사업 - 후발기업과의 기술력 격차 확대: 선진기술 보유기업간 합병, 기술독점과 R&D 효율성 제고를 전략적 제휴 - 독점적 지위 확보를 위한 구조재편 (장기적): 고수익 유지 및 재창출 목적

1. Introduction


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* Traits of Emerging Co. (C & EN, Nov. 4, 2002) - innovation: creative destruction deviate from original plan

- risk-taking

- leadership: CEO as a sales man not only of the the co’s products but also of vision to customers as well as inventors and public - Ex1. PTFE (DuPont, 1930’s 발명, 1950’s 상업화) Wilbert Gore (father): tough coating to bundle electrical wire Robert Gore (son): Gore-Tex (microporous)

- Ex2. ball bearing: invented to replace oil rags in railroad industry but bankrupted by the balk of the railroads at the new concept A.P. Sloan (later head of GM) bought to sell it to budded auto industry

1. Introduction


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01 핵심 소재 제공

02 기술집약형 장치 산업

03 유가변동에 민감한 산업

04 효율적인 에너지 사용

05 고부가가치 창출

06 첨단산업 성장동력

07 천연자원 보존 및 환경보호

08 생활밀착형 산업


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자동차, 전자, 건설, 섬유 등 주력산업에 소재를 공급하는 핵심 기간 산업

- 기존 소재를 대체함으로써 우리 삶의 편의를 제공하고 소비자의 다양한 욕구를 충족

01 핵심소재 제공


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- NCC설비를 모체로 관련 계열 공장들이 수직 계열화, 단지화

- 초기투자비용이 크고(1개 단지 건설에 40억$ 전후 소요), 규모의 경제(Scale merit)가 작용하며, 기술선점 효과가 높은 고도의 기술 집약적 산업

02 기술집약형 장치 산업

대규모 설비 투자가 소용되는 자본 및 기술 집약형 장치 산업


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유가변동과 경기변동에 밀접한 산업 - 제조 원가의 60 ~ 80%를 원료비(납사)가 차지, 유가 변동에 매우 민감한 산업 - 세계 경기, 수급 조건에 따라 호 불황이 주기적으로 반복되는 경기 순환형 산업

03 유가변동에 민감한 산업


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04 효율적인 에너지 사용

효율적 에너지 사용 산업 • 석유 & 화학 에너지 사용 비중 (’06년 기준) 최종에너지 사용 비중: 26.0% 비에너지 사용 비중: 94.3% 비에너지(Naphtha 등 산업원료용 에너지원) 제외 시 사용 비중: 5.3%

• 석유화학은 세계 최고의 에너지 효율성 유지


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05 고부가가치 창출

높은 부가가치를 창출하는 산업 - 납사 0.18톤(125달러)으로 총 9천달러의 최종제품, 약 70배의 부가가치를 창출하는 산업


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06 첨단산업 성장동력

IT, NT, BT 등 차세대 첨단산업의 성장동력


CBE 4016

천연자원 보존 및 환경 보호에 기여

• 대체소재 미개발시 산림황폐화 및 천연자원 고갈 - PVC 창틀을 나무로 전환할 경우 매년 서울시 크기의 산림 훼손 - 비료/농약이 없을 경우 매년 유럽크기 면적의 토기 개간 필요

• 합성섬유 및 합성고무가 양모/면/천연고무 등 천연소재를 대체함으로써 생태계 파괴를 억제

• 자동차의 금속 부품을 플라스틱으로 대체하여 경량화시킴으로써 광물자원과 에너지 자원을 절감

• 플라스틱 폐기물과 관련 재활용 기술의 발전으로 플라스틱 폐기물을 염료 및 타제품으로 재활용함으로써 자원의 활용도를 제고

07 천연자원 보존 및 환경보호


CBE 4016

08 생활밀착형 산업

생활밀착형 산업으로 우리 일상생활의 물과 공기와 같은 존재

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