화공기사 필기
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열교환기 (Heat Exchanger)화공기사 필기/화공열역학 2023. 3. 13. 23:01
석유화학공정에서 제품의 생산원가를 절감하기 위해서는 열에너지를 효율적으로 사용해야 한다. 이는 효율적인 연소뿐만 아니라 열에너지의 효율적인 전달도 포함된다. Heater에서 열을 줄 때 유분으로 전달되는 열이 많으면 많을수록 전체 연료비는 적어진다. 특히 뜨거운 유체의 열을 찬 흐름으로 효율적으로 전달해 줘야 제조원가는 낮출 수 있다. 1. 열교환기의 정의 열교환기란 공정 Flow를 구성하는 고정장치물의 일종으로, 기/액상의 원재료 제품인 유체가 포함하고 있는 열을 Tube 또는 Plat의 형태로 지닌 전열면을 통해 Cooling Water, 원재료, 제품 유체 상호간에 열전달을 일으켜 Heating, Cooling, Condensing 등의 기능을 수행하는 설비를 말한다. 2. 열교환기의 종류 및 특성..
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증류탑 (Packing Tower)화공기사 필기/화공열역학 2023. 3. 12. 20:33
1. Packing의 종류 Packing의 종류는 매우 다양하며 Steel, Ceramic, Plastic 재질 등으로 만들어진다. Packing은 크게 Random Packing과 Structured Packing으로 나눌 수 있다. 1) Random Packing Random Packing은 Theoretical Plate와 같은 높이, 압력, 재질, Fouling 등을 고려하여 선택해야 한다. ex) Rasching Ring, Intalox(IMTP), Pall Ring, Berl Saddle 2) Structured Packing Structured Packing은 Low Pressure Drop과 High Efficiency를 갖고 있으나 Cost가 높아서 Pressure Drop이 중요한 진공..
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증류탑 (Tray Tower)화공기사 필기/화공열역학 2023. 3. 12. 17:45
Tower 운전의 핵심은 내부에서 증기와 액체가 어떻게 움직이는지가 핵심이며, 이는 주로 Tray의 형태에 달려있다. 따라서 Tray의 형태는 Tower의 운전에 있어 중요한 변수인 Capa’, Separation Efficiency, Pressure Drop, Turndown Ratio 결정에 중요하다. 1. Tray의 구조 1) Tray Deck : Liquid와 Vapor가 Cross flow로 서로 접촉하여 Mass Transfer가 일어나는 부분과 Downcomer, Inlet Area로 구성되어 있다. 2) Downcomer : Tray Deck을 통과한 Liquid를 아랫단의 Tray Deck으로 보내기 위한 통로이며, Tray의 Performance에 따라 여러가지 Type으로 분류된다. ..
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증류 (Distillation)화공기사 필기/화공열역학 2023. 3. 12. 15:34
1. 증류(Distillation) 증류는 액체 혼합물을 각 성분의 비점 차이를 이용하여 각각의 성분으로 분리하는 조작을 말한다. 증류에는 환류(Reflux)를 하지않는 단순 증류와 환류에 의해 기체와 액체의 역류 접촉을 반복하게 하고 두 종류 이상의 휘발성 성분을 분류하는 정류(Fractionation)가 있다. 정류장치는 단으로 이루어진 Tower와 Condenser, Reboiler로 이루어진다. 2. 정류(Fractionation) 단증류에서는 외부로부터 열을 공급해야 하지만 증기가 응축할 때는 반대로 열을 방출한다. 따라서 증류되는 액체와 분축시키는 증기를 혼합하면 열을 주고받는 현상이 일어나 증기에서는 끓는점이 낮은 성분이, 액체에서는 끓는점이 높은 성분이 많아진다. 이와 같은 접촉 혼합장치 ..
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열역학 - 기본단위화공기사 필기/화공열역학 2021. 3. 30. 15:26
1. 단위의 종류 1) 질량 - 물체가 가지는 고유한 양 - 장소에 따라 변하지 않음 - [kg], [g], [lb] - 1kg=1000g, 1lb=453.6g 2) 무게 - 중력이 물체를 끌어당기는 힘의 크기 - 질량 1kg이 갖는 무게 = 1kgf - W = 1kg * 9.8m/s2 = 9.8kgm/s2 = 9.8N - 무게 = 힘 (무게 ≠ 질량) cf. 힘(무게) F= ma = 1kg * 9.8m/s2 = 9.8N 이때 gc는 중력상수 3) 온도 : 물체의 차고 뜨거운 정도, 에너지의 흐름방향을 결정하는 물리량 ① 섭씨온도( ºC ) : 1atm에서 물의 어는 온도를 0, 끓는 온도를 100 로 하여 그 사이를 100등분 한 온도 ② 화씨온도( ºF ) : 1atm에서 물의 어는 온도를 32, 끓..
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공업화학 - 석유화학 공업의 원료화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 30. 09:21
1. 석유화학 공업 원료의 제조 1) 올레핀계 탄화수소 제조 - 정유소 가스 중 올레핀의 회수 - 천연가스, LPG, 나프타의 열분해 2) 정유소가스 : 석유의 정제과정에서 부생되는 가스 ① 상압증류가스(토핑가스) : 상압증류 시 부생되는 가스이며 대부분 파라핀계 탄화수소이다. ② 접촉분해가스 : 촉매를 사용하여 중유, 경유 등을 분해해 분해가솔린을 제조할 때 부생되는 가스 ③ 접촉개질가스 : 리포밍가솔린을 제조할 때 부새되는 가스이며 파라핀계 탄화수소를 주성분으로 하나 수소를 많이 포함한다. 3) 가스 성분의 분리 ① 저온분류법 : 상온에서 기상의 가스를 압축냉각시켜 액화하고 증류하여 각각의 성분으로 분리하는 방법 ② 흡수법 : 경유와 같은 흡수제를 이용하여 성분을 분리하는 방법 ③ 흡착법 : 활성탄과..
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석유화학 - 천연가스(Natural Gas)화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 29. 18:15
1. 천연가스 - 지하에서 산출되는 가연성 가스이며 메탄을 주성분으로 하고 에탄, 프로판, 부탄 등을 함유한다. - C7 이하의 파라핀계 탄화수소이며 산출되는 장소나 종류에 따라 황, 질소, 산소, 금속화합물의 종류나 함유량이 다르다 - 석유를 포함하는 지층과 같은 구조에서 산출되는 가스를 구조성 가스라 하며 유전가스와 유리가스로 분류된다. - 유전가스는 대부분 메탄, 에탄, 프로판, 부탄이며 유리가스는 대부분 메탄이 주성분이다. - 수용성 가스와 탄전가스는는 거의 메탄이며 약간의 불활성 가스를 포함한다. - 발열량은 성분과 조성에 따라 일정하지 않으며, 1m3의 열량은 약 8,500cal 정도로 석탄가스의 약 2배이다. 2. 천연가스의 분류 1) 산출 상태에 따른 분류 ① 구조성 가스 : 석유를 함유한..
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공업화학 - 석유의 정제(Purification)화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 29. 17:02
석유의 정제(Purification)과정은 불순물을 제거하거나 불용성분의 분리 목적을 가진다. 1. 연료유의 정제 1) 산에 의한 화학적 정제 - 주성분인 포화 탄화수소가 H2SO4와 작용하지 않는 다는 성질을 이용하여 H2SO4로 세척 - 진한 황산으로 처리하면 유분 속의 불순물은 황산에 용해되거나 술폰화 반응으로 물에 녹는 에스테르로 만들어지거나 침전물을 만들어 불순물을 분리, 제거한다. 2) 알칼리에 의한 정제 - 황산으로 처리한 후 알칼리(NaOH) 용액으로 세척하여 중화시킨다. 3) 흡착정제 - 다공질 흡착제인 산성백토, 활성백토, 활성탄 등의 흡착력이 큰 것을 이용하여 불순물이나 불용성분을 우선적으로 흡착 분리시킨다. 4) 스위트닝(Sweetening) - 부식성과 악취의 메르캅탄 황화수소, ..