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물은 임계점(274℃, 22.1MPa) 이상의 온도와 압력 조건에서 기체와 액체의 경계면이 사라지는 초임계수(supercritical water) 상태가 된다. 초임계수는 밀도는 액체와 가깝지만 점도, 확산 특성 등은 기체와 유사한 특성을 보이며, 물의 유전 상수가 급격히 작아져 비극성 용매와 같은 성질을 가지므로 비극성 유기물과 원활히 혼합될 수 있고, 산소, 이산화탄소 등 기체와도 경계면(boundary layer)이 사라져 완벽하게 혼합될 수 있다. 또한 물의 이온 특성은 임계점 주변에서 매우 활발하며, 초임계수 상태에서는 산 촉매 역할도 나타난다. 이러한 초임계수 특성을 폐수와 폐기물 처리에 적용할 경우 난분해성 유기물을 산화 분해하거나 산업 폐기물을 가수분해하여 원료로 재활용하는데 유용하게 활용할 수 있다. 본 발표에서는 한화석유화학 중앙연구소에서 개발하여 상업화를 완료한 4가지 초임계수 응용 기술을 소개하고자 한다. 난분해성 폐수 처리를 위해 초임계 또는 아임계 영역에서 유기물을 산화 분해하는 기술과 산업폐기물을 가수분해하여 원료로 재활용하는 청정 공정도 개발하여 석유화학 공장에 적용한 사례를 소개하고자 한다.