현존하는 최상의 멸균·소독용 의료용가스로 평가받는 에틸렌옥사이드(EO, 산화에틸렌, C2H4O)는 에틸렌(C2H4)에 산소원소(O) 하나가 덧붙여진 물질이지만 에틸렌과는 상당한 물성의 차이가 나타난다.
에틸렌옥사이드는 무색의 인화성이 강한 기체이며 12℃ 이하에서 액화한다. 에테르와 비슷한 특유의 냄새가 나며 기체는 폭발성이 강하고 액체는 안정적이라는 특징을 갖는다.
EO는 -17.8℃ 이상이면 발화가 가능하고 가연성, 폭발성을 지니고 있어 특수한 경우가 아니면 수입되지 않고 있으며 같은 이유로 수출 또한 태국, 방글라데시 등 일부 후진국가에 머물고 있어 국내에서 생산된 EO의 99% 이상이 국내에서 자체 소비되고 있다.
일회용 주사기나 수액세트, 수술용 기구, 페트리접시, 일회용 피펫 등 각종 의료기구와 실험기구는 목적에 따라 반드시 멸균 상태로 사용자에게 공급돼야 한다. 이러한 멸균을 위해서 그동안 EO가스의 사용이 일반적이었다.
하지만 멸균은 살균과정에서 작업자가 가스에 직접 노출 되거나 처리 후에도 EO가 잔류할 가능성이 있어 인체에 유해 위험이 있다고 지적돼 왔다.
이에 WHO는 EO가스의 사용을 중지하도록 권고했으며 이미 선진국은 식품산업에서의 사용을 전면금지했다. 우리나라도 1991년 7월 식품에 대해 EO가스의 사용을 금지했으나 아직도 다른 대상에 대해서는 값이 싸고 대체 기술과 시설 확보가 어렵다는 이유로 EO가스 살균에 상당수 의존하고 있다.
이처럼 상당부분의 위험성을 갖고 있는데도 불구하고 EO가스가 최상의 멸균·소독용 가스로서의 위치를 갖는 것은 야누스의 얼굴처럼 한쪽에는 선의 모습 즉 장점이 많다는 것을 의미한다.
그동안 산소와 질소, 헬륨 등은 의료용가스로 산업용가스 업계의 주목을 받아왔던 것에 비해 EO는 산업용가스와 관련해 크게 조명을 받지 못해 왔다.
이에 본지는 살균가스로서 관련시장이 확대되고 있는 EO가스의 국내 생산제조현황 및 관련시장동향, 특성, 제조법 등에 대해 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.
■ 에틸렌옥사이드(Ethylene Oxide) 제조과정
에틸렌 옥사이드는 은 촉매하에서 에틸렌에 산소를 직접 부가하는 방법으로 생산한다. 촉매상에서 주로 다음과 같은 반응이 일어난다.
H2C=CH2 + 1/2 O2 → CH2-CH2
O
여기서 사용되는 공업촉매는 담체상에 은을 미세하게 분산시킨 촉매로서 은 함량은 15% 정도까지라고 한다.
이 반응은 발열반응으로 반응열을 제거하기 위하여 다관식 반응기를 사용한다. 이때 물이나 탄화수소를 사용하게 된다.
