• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제33권1호
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• pp.35-40
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• 2008

석유화학 공정의 증류탑은 공정유체를 분리, 정제하는 중요한 장치 중의 하나로 가동효율은 설비의 생산성에 큰 영향을 미친다. 본 연구는 밀봉 감마선원을 이용하여 투과 감마선의 세기를 높이별로 측정함으로써 내부 밀도의 변화를 분석하여 공정의 가동 중 내부 상황에 대한 정보를 얻고자 하였다. 이를 위하여 한국원자력연구원에서 개발된 자동 증류탑 검사장치를 이용하여 증류탑 상부 양쪽에 밀봉 감마선원과 방사선검출기를 매달아 수직으로 내리면서 실험을 수행하였으며, 이때 감마선원으로는 Co-60 150 mCi과 방사선검출기로 BGO detector를 각각 사용하였다. 진단결과 설비 내부의 tray에는 구조적 결함이 관찰되지 않았으나, 유체분포를 고려할 때 상부는 기포층(vapor)의 밀도분포가 지배적인 반면에, 하단부에는 기포에 비해 유체가 상대적으로 많이 분포하는 것으로 계측되었다. 본 실험으로부터 밀봉 감마선원을 이용한 가동 중에 있는 대형 증류탑의 tray에 대한 구조적 건전성 및 내부 유체분포에 대한 정보를 성공적으로 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제7권1호
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• pp.24-27
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• 2003

본 연구에서는 국내 석유화학공장에서 운전되고 있는 CDU plant heater, NCC plant heater, CO plant Heater, aromatic plant heater 등 15개 plant heater를 대상으로 조사하였으며, 세부 내용으로는 heater 사고 예방을 위한 공정운전 표준, alarm 작동시 조치 및 setting 변경, 시운전 점검사항, interlock system 분석, interlock by-pass 운전현황, heater 주요 사고$\cdot$사례 등을 분석하였다. interlock 방지 및 시설개선 대책으로 실시간 monitoring 설치, local 압력계 및 온도계추가설치, 초기 운전시 점검방법, interlock by-pass 관리, 오작동 계기 sensor maker 변경, 운전 mode 변경시 주요 현장확인사항, DCS alarm 관리방법 등을 제시하였다. heater interlock에 관련되는 국내외 연구자료가 거의 없어서 주로 석유화학업체 운전 절차서, 공정trouble 일지, 부서장 및 현장 운전원의 의견을 반영하여 연구하였다. 연구의 결과에 따라 interlock 방지 및 시설개선 대책을 운전 절차서에 반영한다면 interlock으로 인한 사고를 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.68-76
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• 2021

화학 및 석유화학 공장과 같은 공정산업에서 위험물질이 누출할 때 초기대응의 중요성은 항상 강조되어 왔다. 그러나 이러한 화학물질의 누출동안 단계별 초기대응에 따른 피해예측에 대한 정량적 분석에 대한 연구는 그 동안 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 불산 누출사고 동안에 초기대응의 영향을 조사하고자 하였고, 이를 위해 불산농도 범위에 따른 피해예측 영향거리를 산정할 수 있는 간이식을 우선 도출하였다. 그리고 시스템 다이내믹스 기법을 활용하여 초기 대응 단계의 인과지도를 작성하였고, 인과지도에 도출한 간이식을 적용하여 다양한 초기대응 시나리오에 따른 피해예측 영향거리를 분석하였다. 연구결과, 최대피해영향거리와 비교할 때'누출발견 후 초기조치 시작시간'인 경우 최대 약 87%, '누출부위 차단조치'는 약 59%, '전문진압팀 도착시간'이후 조치는 약 50% 감소율을 보였다. 이 연구결과는 불산 취급 사업장에서의 초기대응 지침의 기초자료로 활용하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.620-627
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• 2019

본 연구에서는 서로 다른 원료를 이용하여 HEFA 공정을 통해 제조한 국내외 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308, Bio-7720)의 점화지연특성을 비교 및 분석하였으며, 이러한 바이오항공유의 실제 시스템에의 적용 가능성을 확인하기 위하여 기존에 사용되고 있는 석유계항공유(Jet A-1) 및 바이오항공유와 석유계항공유를 일정한 비율(50:50, v:v)로 혼합한 연료의 점화지연특성에 대해서도 분석하였다. 각 항공유의 점화지연시간은 CRU 장비를 사용하여 측정하였으며, 결과 해석을 위해 표면장력 측정, GC/MS 및 GC/FID 분석을 수행하였다. 그 결과, 모든 온도 조건에서 Jet A-1의 점화지연시간이 가장 길게 측정되었는데, 이는 aromatic compounds가 약 22.8% 존재하여 분해 과정에서 열적으로 안정하고 주변 산소와도 반응성이 낮은 benzyl radical이 생성되기 때문인 것으로 판단된다. 바이오항공유의 점화지연시간은 모두 비슷하게 측정되었는데, 이는 각 항공유를 구성하는 n-paraffin과 iso-paraffin의 비율(n-/iso-)이 약 0.12로 서로 비슷한 값을 가지며, cycloparaffin의 구성 비율도 약 3% 미만으로 크게 차이가 없기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 국내외에서 개발된 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308)를 석유계항공유와 50:50(v:v)으로 혼합한 연료의 점화지연시간은 혼합하지 않은 Jet A-1과 각 바이오항공유가 갖는 점화지연시간의 사잇값으로 측정되어, 기존에 사용 중인 시스템을 변경하거나 개선하지 않아도 적용이 가능함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.714-721
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• 2008

에너지의 소비가 큰 화학공장은 공정 자체가 가지는 비선형성, 불안정성등과 여러 가지 외란으로 인한 최적의 상태로 운전되고 있지 못하다. 이를 개선하기 위해 공장 전체 최적화를 수행하게 된다. 공장 전체를 대상으로 하는 최적화에는 경제적으로 영향을 주는 조절 변수가 많기 때문에 조절 변수의 개수를 최적으로 선정하는 문제는 중요하다. 경제적으로 영향을 주는 조절 변수를 모두 사용하여 최적화를 할 경우 최적화하여 나온 결과를 운전 조건에 반영할 때 많은 운전조건이 바뀌게 되므로 운전 조건의 변화에 따른 비용이 증가하게 된다.본 연구에서는 TPA(Terephthalic Acid) 공정을 대상으로 공장 규모 최적화를 하기 위하여 운전 비용에 영향을 주는 최적화 조절 변수를 최적으로 선정하기 위한 방법을 제시하였다. 즉, 모델을 만든 후 운전비용에 영향을 주는 조절 변수의 정도를 민감도 분석을 통해 알아 봄으로써 최적화할 때 운전 비용에 영향이 큰 변수들만 사용하는 것이다. TPA공정에서는 본 연구에서 제시한 방법에 의해 3개의 조절 변수를 선정하였고 선정된 변수로 최적화 한 결과 추가적인 설비 투자나 물리적인 개조 등이 없이 연간 약 3억 5천 만원의 에너지 비용 절감이 기대 된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권1호
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• pp.20-30
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• 2010

본 논문에서는 평행빔, 팬빔, 콘빔 등 기존의 정형화된 전산화 영상촬영장치로 측정이 불가능한 산업 공정에 전산화 단층 촬영기술을 적용하기 위하여 개별 검출기 설치, 감마선 조사기 및 선원유도관을 통한 단면계측방법을 제안하였다. 단면 복원을 위해 검출기 볼륨을 고려한 가중치 함수를 제안하고 통계적 기반의 반복적 알고리즘을 적용하였다. 그리고 이와 같은 검출 구조에 따른 측정 결과물을 예측하고 본 방법의 타당성을 검증하기 위하여 두 종류의 팬텀에 대해 Monte Carlo 전산모사를 수행하였으며 이중 한개의 모델에 대하여 동일 계측조건을 갖는 Lab. 규모 측정 실험을 수행하였다. 전산 모사 결과 photopeak 에너지만 선별하여 계측한 경우가 전에너지에 대해 계측한 경우에 비해 높은 통계적 오차에도 불구하고 보다 참값에 근접한 결과를 보였다. 또한 동일 모형에 대한 전산 모사 및 측정 실험의 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 이를 통하여 제안된 측정 기법의 유용성을 검증하였으며, 향후 석유화학시설의 설비 진단에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.204-210
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• 2020

본 연구에서는 F-T 공정을 통해 합성하여 제조한 바이오항공유(Bio-7629, Bio-5172)와 기존에 사용 중인 석유계항공유(Jet A-1)의 점화특성을 비교하여 분석하였다. Combustion research unit (CRU) 장비를 활용하여 각 항공유의 점화지연시간을 측정하였고, 그 결과를 연료의 물성 및 구성 화합물에 대한 분석을 통해 해석하고자 하였다. 점화지연시간은 Bio-5172가 가장 짧게 측정되었으며 Jet A-1이 가장 길게 측정되었다. 이는 물리적 점화지연시간에 영향을 줄 수 있는 연료의 물성 측면에서 Jet A-1이 가장 큰 표면장력을 가지며 Bio-5172가 가장 낮은 점도를 갖기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 각 연료를 구성하는 화합물의 종류 및 비율에 대하여 분석한 결과, 실험 대상 바이오항공유에 없는 방향족화합물이 Jet A-1에는 약 22.8%의 비율로 존재함을 확인하였다. 이는 산화 과정 시에 비교적 반응성이 낮은 benzyl radical을 생성하여 점화지연시간이 길게 측정되는 데에 영향을 주는 것으로 판단된다. Bio-7629와 Bio-5172는 paraffin으로만 구성되어 있으며, n-/iso-의 값은 각각 0.06, 0.80으로 큰 차이를 보였다. 가지화 된 정도가 낮은 paraffin일수록 산화 시에 생성되는 peroxy radical의 이성질화가 빠르게 진행되어 점화의 전파속도 또한 빨라진다. 따라서 n-paraffin의 함량이 비교적 높은 Bio-5172의 경우에 점화지연시간 또한 짧게 측정된 것으로 해석된다.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.134-141
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• 2014

환경오염, 기후변화, 고갈되어가는 화석원료에 대한 문제를 해결하기 위해 재생가능한 자원으로부터 케미칼 및 고분자 등의 산업자원을 생산하는 친환경 공정개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 최근에 재생가능한 바이오매스로부터 다양한 케미칼 및 고분자 등을 생산하는 바이오리파이너리 공정이 많은 관심을 받고 있으며, 석유화학기반산업을 보완 혹은 대체할 가능성이 매우 높은 친환경공정으로 생각되고 있다. 본 총설에서는 바이오리파이너리 공정에 핵심적인 촉매로 사용되고 있는 재조합 미생물의 개발의 최근 동향을 바이오나일론, 바이오폴리에스터의 생산을 위하여 개발되고 있는 재조합 미생물의 대사공학전략을 중심으로 살펴보고자 한다.

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.62-72
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• 1998

본 연구에서는 산업용화학, 조립금속, 고무 플라스틱 및 석유정제 등 4개 업종을 정밀조사 대상업종으로 선정하였으며, 선정된 대상업종의 30개 업소에 대하여 원폐수 및 방류수 등의 시료를 채취하여 분석한 결과를 토대로 업종별 미량유기오염물질의 배출특성을 파악하였다. 산업용화학의 경우에는 생산되는 제품의 종류가 매우 다양하기 때문에 폐수중에 함유되어 있는 유기오염물질의 종류 또한 매우 다양하여 산업용화학을 대표할 수 있는 특성미량유기오염물질의 선정이 곤란하였고, 조립금속업 배출 폐수는 유기물 함량이 적고, 반휘발성 화합물의 양은 미비한 정도이며 휘발성 유기화합물은 탈지 및 세척과정에서 사용되는 몇가지 유기용제류가 검출되는 특성을 보인다. 석유정제업은 원유의 상압증류공정중 탈염공정에서 폐수가 다량 발생되며, 이 공정에서 발생되는 폐수에는 휘발성 유기화합물로 benzene, toluene, xylene 등과 반휘발성 유기화합물로는 saturated hydrocarbon, phenol compounds 및 benzene, naphthalene 등의 aromatic compounds들이 배출되었다. 이들 폐수에는 유류가 함유되어있기 때문에 $C_{15}{\sim}C_{35}$의 saturated hydrocarbons이 일정한 간격으로 배출되는 전형적인 유류 패턴을 나타내고 있다. 고무 플라스틱제조업에서는 몇몇 업소를 제외하면 우리나라 대부분의 업소가 중 소규모의 업소로서 주로 원료 및 부원료의 용융 및 성형공정만으로 제품을 생산하는 단순공정으로 이루어져 있기 때문에 폐수발생량 자체가 없거나 있다하더라도 소량이며, 또한 제품의 냉각과정에서 사용되는 냉각수도 대부분 재사용되고 있어 폐수가 크게 문제되지 않는 업종으로 판단되었다.

• 공업화학
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• 제24권1호
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• pp.10-17
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• 2013

중질탄화수소를 부가가치가 높은 경질탄화수소로 전환하는 업그레이딩 공정은 기존 정유공정에서 사용되고 있는 기술이다. 최근 석유자원의 한계로 비재래형 에너지(Non conventional energy)기술 개발의 중요성이 증가하고 되었고, 그 생산기술이 점차 상용화되어 기존 정유제품의 수요를 대체하고 있다. 향후 자원 부국과의 경쟁입지를 확보하기 위해서는 이러한 비재래형 에너지를 이용하기 위한 기술개발이 매우 중요하다. 대표적인 비재래형 에너지로는 오일샌드 (oil sands), 초중질유(extra heavy oil), 셰일가스(shale gas) 등이 있으며, 이 중 오일샌드 및 초중질유는 원유를 대체할 수 있는 비재래형 에너지원으로, 이들 이용기술은 캐나다 및 베네수엘라에서 상업적으로 개발되었다. 특히, 비튜멘 (bitumen) 및 GTL (Gas-To-Liquid) 합성공정의 중간산물인 FT (Fischer-Tropsch) wax는 업그레이딩(upgrading) 혹은 정제 (refining) 공정을 거쳐 가솔린이나 디젤유과 같은 고부가가치 정유 제품으로 생산된다. 이러한 업그레이딩 공정은 기존 원유 정제공정에서 이루어지고 있는 저급 중질탄화수소의 고도화 공정에 해당되는 기술이다. 비튜멘은 상온에서도 유동성이 없는 고점성의 초중질유와 비슷한 물성을 가진 물질로 기존 정유플랜트에서 처리하기 어려운 성분들이 다량 포함되어 있어, 원유 정제 기술의 고도화 설비와는 차별화된 기술의 적용이 필요하다. 또한, 생산, 수송 및 판매에 많은 비용과 기술적 제한 사항이 존재하며, 특히 비튜멘 생산과 고부가화 합성원유 생산을 위해 필요한 많은 에너지 비용과 플랜트 건설 투자비용은 오일샌드 개발의 큰 장애 요소로 작용되고 있다. 그러나 비튜멘의 생산, 수송, 고부가화 부문의 기술적, 사업적 발전 방향에 대한 연구, 검토가 기존 정유사업 고도화와 연계하여 활발히 진행 중에 있다. 오일샌드의 경우, 비튜멘의 일반적인 시장 판매 방법으로 단순히 희석제와 혼합하여 판매하는 방법이 있고, 업그레이딩을 통하여 합성원유의 형태로 판매하는 방법이 있다. 전자의 경우엔 원유가 대비 희석 비튜멘의 가격차가 커지고, 희석제의 가격이 올라가는 시장상황에서는 불리하다. 또한, 플랜트의 용량이 증가하면, 더욱 경제성이 없어진다. 그래서 처리용량에 맞는 업그레이딩의 적용은 이러한 시장 환경 변화에 대한 대비라 할 수 있다. 이러한 비재래 에너지원의 고부가화(upgrading) 기술에 대하여 알아보고자 한다.