화공기술사 제127회 기출문제

부피가 V인 관형 반응기(tubular reactor)에 반응물 유량0 v 일 때, 공간시간(space time)과 공간속도(space velocity)를 정의하고 이 둘 사이의 관계를 설명하시오.

픽스의 법칙(Fick’s law)을 적고 그 의미를 설명하시오.

누센 확산도(Knudsen diffusivity, D )를 설명하시오. K

분리공정의 평형단 조작(equilibrium operation)에서 이상단(ideal stage, perfect plate)에 대하여 설명하시오.

물질전달의 슈밋 수(Schmidt number, Sc)와 셔우드 수(Sherwood number, Sh)를 설명하시오.

반응기 및 저장탱크의 화재·폭발 예방 또는 산소 접촉을 억제하기 위한 불활성가스 치환(purging) 방법 4가지와 각 방법의 장·단점에 대하여 설명하시오.

기체의 액화에 이용되는 줄-톰슨 효과(Joule-Thomson Effect)에 대하여 설명하고, 수소 액화의 경우에 일반 기체(질소, 이산화탄소 등)와 다른 줄-톰슨 효과가 약 200K까지 나타나는데 줄-톰슨 계수(Joule-Thomson Coefficient)를 사용하여 그 이유를 설명하시오. 2 – 1

유효흡입수두(NPSHa,Net PositSuctioHeadavailabl필요흡입수두 (NPSHr, Net Positive Suction Head required)를 설명하고, 두 값이 실제 펌프 설계에 어떻게 이용되는지 설명하시오.

일반적으로 기체에 적용되는 안전밸브와 액체에 적용되는 릴리프밸브의 작동 특성의 차이와 분출강하(blow down)에 대하여 설명하시오.

화학물질관리법상 유해화학물질을 분류하고 유해화학물질을 취급할 때 유해화학물질의 용기나 포장에 표시해야 하는 사항을 쓰시오.

공장설계시 기준이 되는 BEDD(Basic Engineering Design Data)에 대하여 설명하시오.

SI 기본단위 7개를 설명하시오.

정전에 의한 설비의 갑작스러운 정지로 인해 화재·폭발 등 재해 발생 우려가 있어서 비상전원을 공급받아야 하는 설비(공급부하) 10가지를 쓰시오. 2 – 2

화학물질관리법에 의한 화학사고예방관리계획서에 대하여 다음 각 물음에 답하시오. (1) 제출수준(1군, 2군, 면제) 판정 절차를 3단계로 나누어 설명하시오. (2) 제조·사용시설, 저장시설, 보관시설의 최대 보유량 산정 방법에 대하여 설명하시오. (3) 작성부터 이행점검까지 전체 업무처리 절차에 대하여 설명하시오.

수소와 질소로부터 암모니아를 생성하는 촉매 반응은 4단계(수소 해리흡착, 질소 해리 흡착, 암모니아 생성 표면반응, 암모니아 탈착)로 진행된다. 각 단계의 반응식을 표시 하고, 4단계 반응 중에서 율속단계(rate-determining step)가 무엇인지를 설명하시오.

저농도의 IPA(Isopropyl alcohol) 수용액을 원료로 99.9%의 순수한 IPA를 생산하려고 한다. 공비점 분리제(entrainer)로 벤젠을 사용하는 3기의 증류탑으로 구성된 공비증류 (azeotropic distillation) 공정의 개요도(schematic diagram)를 그리고, 개요도에는 각 증류탑의 상부, 하부 흐름(stream)의 주성분을 표시하시오. 2 – 1

화학공장 입지선정 시 고려사항을 설명하시오.

상과 상 사이의 물질전달량(N )을A구하는 수식은 아래와 같다. 이 식에 사용된 총괄 물질전달계수(overall mass transfer coeffycient, K )와 이를 구하기 위한 이중경막론 (two-film theory)을 설명하시오.  

석유자원 기반 산업은 크게 정유(refinery)와 석유화학(petrochemicals)의 두 분야로 나누어진다. 각 분야를 주요 제품군과 함께 설명하시오. 2 – 2

플레어시스템의 녹아웃드럼(K.O. Drum) 설계 시 주의사항을 설명하시오.

화재·폭발 예방을 위한 최소산소농도(MOC, Minimum Oxygen Concentration)에 대하여 각 물음에 답하시오. (1) 최소산소농도의 정의를 설명하시오. (2) 폭발하한계(LFL, Lower Flammable Limit)가 1.2%(부피)인 노말헥산(C H )의 이론적 6 14 최소산소농도(MOC)를 구하시오. (3) 노말헥산 제거용 건조기의 화재·폭발 예방을 위해 권장하는 건조기 내부의 산소농도는 얼마인지 설명하시오.

화학 공장 설계 시 근원적인 안전성 확보 방안을 설명하시오. 2 – 1

위험과 운전분석(HAZOP, Hazard and operability study) 방법으로 회분식 공정의 위험성 평가를 실시할 때 공정변수(9가지)를 제시하고 각 공정변수에 따른 발생가능한 이탈 및 원인을 설명하시오.

원유를 직접 증류하여 얻은 휘발유의 옥탄가는 80이하인 반면, 접촉분해공정에서 얻은 휘발유의 옥탄가는 100근처이고, 개질공정에서 얻은 휘발유의 옥탄가는 최대 110에 이른다. 각 휘발유의 옥탄가가 크게 다른 이유를 설명하시오.

산업안전보건법에 의한 공정안전관리(PSM, Process Safety Management) 12대 요소 중 비상조치계획 수립 시 포함되어야 하는 사항을 설명하시오. 2 – 2

석유화학공정에 사용되는 금속 담지촉매의 활성저하(deactivation) 현상을 열거하고, 각 내용을 설명하시오.

연간 9만톤의 에틸렌글리콜을 생산하고자 한다. 반응기는 연속교반탱크반응기(CSTR, Continuous Stirred-Tank Reactor)이고 일정 온도에서 운전되며 16.1 mol/L의 에틸렌 옥사이드 수용액이 촉매인 0.9%(무게) 황산을 함유한 수용액과 함께 같은 부피로 -1 반응기에 공급된다. 반응은 에틸렌옥사이드에 관하여 1차이며, 반응속도상수는 0.311 min , 3 연간 가동일수 365일, 24시간 가동하며 전화율이 80%인 경우에 필요한 반응기의 부피(m )를 구하시오. - - - 촉매

화학공장 개·보수 공사를 위한 작업계획 수립 시 고려해야 할 사항과 정비 후 운전 개시 전에 점검해야 할 사항에 대하여 설명하시오. 2 – 1

증류탑설계에서 환류비(reflux ratio)를 정의하고 최소환류비(minimum reflux ratio)를 설명하시오.

상압저장탱크(고정식 지붕탱크)의 설계기준에 대해 다음 각 항목을 설명하시오. (1) 설계 압력 (2) 설계 온도 (3) 부식 여유 (4) 설계 두께 (밑판 및 옆판) (5) 통기설비

화학 공장 생산량 향상을 위해 이송 설비를 추가하고자 할 때 Pump Data Sheet에 작성되어야 하는 주요 항목에 대하여 설명하시오. 2 – 2