지난 글에서 가정용 LPG의 주성분인 프로판과, 플라스틱 원료인 프로필렌이 잠깐 나왔어요. 이름이 한 글자 차이라 같은 물질처럼 느껴지지만, 하나는 태우는 연료이고 다른 하나는 무언가를 만드는 원료예요. 오늘은 프로판 프로필렌 차이를 쉽게 정리해 볼게요.
프로판 프로필렌 차이, 구조부터 보면?
둘 다 탄소 3개로 이루어진 분자예요. 차이는 수소 2개와 이중결합 하나입니다.
| 구분 | 프로판 | 프로필렌 |
|---|---|---|
| 분자식 | C₃H₈ | C₃H₆ |
| 탄소끼리 연결 | 모두 단일결합 | 이중결합 1개 |
| 끓는점 | 약 -42℃ | 약 -48℃ |
| 성격 | 안정적, 반응을 잘 안 함 | 반응을 잘 함 |
| 주된 쓰임 | 연료(LPG) | 플라스틱 등 화학제품 원료 |
이중결합은 쉽게 말해 다른 분자와 손을 잡을 수 있는 여유예요. 프로판은 이미 손이 꽉 찬 상태라 얌전하고, 프로필렌은 손이 남아 있어서 다른 분자와 잘 연결됩니다.
이중결합 하나가 왜 그렇게 중요할까?
프로필렌 분자들이 이 남는 손으로 서로 줄줄이 이어지면 아주 긴 사슬이 돼요. 이게 바로 폴리프로필렌(PP), 우리가 매일 보는 플라스틱입니다.
- 배달 용기, 전자레인지용 그릇
- 병뚜껑, 일회용 컵 뚜껑
- 자동차 범퍼, 내장재
- 마스크 필터에 쓰이는 부직포
프로판은 이렇게 이어지지 못해요. 그래서 대부분 태워서 열을 얻는 데 쓰입니다. 수소 2개 차이로 운명이 완전히 갈리는 셈이죠.
프로판으로 프로필렌을 만들 수도 있을까?
네, 가능해요. 프로판에서 수소 2개를 떼어내면 프로필렌이 됩니다. 이 공정을 PDH(프로판 탈수소)라고 불러요.
프로필렌은 이 방법 말고도 석유(나프타)를 높은 온도에서 잘게 쪼갤 때 함께 나오기도 해요. 어떤 방법으로 만들든 결과물에는 프로판과 프로필렌이 섞여 나오기 때문에, 둘을 분리하는 과정이 꼭 필요합니다.
둘을 분리하는 게 왜 어려울까?
위 표에서 끓는점을 다시 보세요. 약 6℃ 차이밖에 안 나요. 보통은 끓는점 차이를 이용해 물질을 나누는데(증류), 차이가 이렇게 작으면 아주 높은 탑에서 수없이 반복해야 겨우 나뉘어요. 이 이야기는 LPG와 공장 가스의 차이에 이어 증류탑 편에서 더 자세히 다룰게요.
💡 현직 엔지니어 시선
업계에서 프로판과 프로필렌을 나누는 증류탑을 C3 스플리터라고 불러요. 화학공장에서 가장 키가 큰 탑 중 하나로 꼽히는데, 탑 안에 칸(단)이 100개를 훌쩍 넘는 경우도 흔해요. 너무 높아서 탑 하나로 못 세우고 두 개로 나눠 이어 붙이기도 합니다. 공장 사진에서 유난히 높은 탑이 보인다면 이런 탑일 가능성이 커요.
3줄 요약
- 프로판(C₃H₈)과 프로필렌(C₃H₆)은 수소 2개와 이중결합 하나 차이예요.
- 이중결합 덕분에 프로필렌은 서로 이어져 플라스틱(PP)이 되고, 프로판은 주로 연료로 쓰여요.
- 둘은 끓는점이 약 6℃밖에 차이 나지 않아서 분리하려면 아주 높은 증류탑이 필요해요.
다음 글에서는 소주 증류와 석유 정제가 사실 같은 원리라는 이야기를 해 볼게요. 🙂