화공기사 필기
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공업화학 - 석유의 전화화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 25. 10:19
1. 석유의 전화 : 크래킹(Cracking)이나 리포밍(Reforming)으로 석유유분을 화학적으로 변화시켜 보다 가치있는 제품으로 만드는 것 (가솔린의 옥탄가 향상 목적) 2. 분해(크래킹; Cracking) : 비점이 높고 분자량이 큰 탄화수소를 끓는점이 낮고 분자량이 작은 탄화수소로 전환시키는 방법 1) 열분해법(Thermal Cracking) - 중유, 경유 등의 중질유를 열분해시켜 가솔린을 얻는것이 목적이었으나, 접촉분해법이 개발된 이후에는 원료유의 성질을 개량하는 목적으로 사용한다. - 분해물로 에틸렌을 얻는다. - 라디칼 반응의 메커니즘을 갖는다. cf. 비스브레이킹과 코킹 - 비스브레이킹 (Visbreaking) : 점도가 높은 찌꺼기유에서 점도가 낮은 중질유를 얻는 방법(470 ℃) -..
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공업화학 - 석유 제품의 종류화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 25. 00:23
cf. 메록스(MEROX) 공정 - 가솔린, 제트 연료, 등유의 mercaptan(R-SH)를 추출하여 제거하고 Sweetening하여 악취와 부식성을 제거하는 공정 - 메록스 촉매(코발트 프탈로시아닌 술폰화물)의 수산화나트륨 수용액으로 티올류를 추출하고 공기로 산화시켜 이황화물 형태로 분리, 제거 R-SH + NaOH → NaSR + H2O (추출 공정) 4NaSR + O2 + 2H20 → 2 R-S-S-R + H2O (산화 공정) cf. 납사 수첨 탈황공정(Naphtha Hydro treating Unit) - 황 및 질소 화합물을 제거하는 공정 - 코발트 - 몰리브덴 촉매를 이용하여 황화수소를 무반응 수소와 함께 제거하는 방식 1. 액화석유가스 (LPG; Liquefied petroleum gas)..
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공업화학 - 석유의 성분과 분류화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 24. 21:15
1. 탄화수소 성분에 따른 분류 1) 파라핀(Paraffin)기 원유 - 파라핀계 탄화수소가 많이 들어있는 원유로 왁스분이 많아 품질이 좋은 고체 파라핀과 윤활유를 생성한다. - 온도에 의한 점도 변화는 작지만 응고점이 높아 저온에서 사용하기에는 곤란하다. - 가솔린유분의 옥탄가는 낮지만 등유의 연소성은 뛰어나다. 2) 나프텐(Naphthene)기 원유 - 나프텐계 탄화수소가 많이 들어 있는 원유로 품질 좋은 아스팔트 제조에 사용된다. - 가솔린 유분의 옥탄가는 비교적 우수하다. 3) 혼합기 원유 - 나프텐 원유 + 파라핀기 원유 - 중유, 윤활유의 제조에 사용된다. - 대부분의 원유가 혼합기 원유에 속한다. 4) 방향족 원유 - 방향족 탄화수소의 함유량이 많은 특수한 원유 2. 비탄화수소 성분 1) 산..
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공업화학 - 원유의 증류화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 24. 18:35
원유의 증류를 하기 전 먼저 염을 제거해야 한다. 염은 장치를 부식시키고 염분의 고화로 인해 문제를 일으키기 때문이다. 이때 쓰는 탈염방법으로는 전기탈염법과 화학적 탈염법이 있다. 1. 원유의 증류(Distillation) : 여러 종류의 탄화수소로 이루어진 혼합물을 혼합용액 성분의 끓는점 또는 휘발도의 차이를 이용하여 분리하는 조작 1) 상압증류(Topping) - 탈염공정을 거친 원유가 Pipe Still의 가열로에서 가열된 후 상압증류탑에 보내져 비점차로 등유, 나프타, 경유, 찌꺼기유, 유분으로 분류된다. 이를 Topping이라 한다. ※ 석유유분의 비점 및 탄소수 유분 비점 범위(℃) 탄소 수 직류 가솔린 경질 나프타 30 ~ 120 5 ~ 8 중질 나프타 100 ~ 200 7 ~ 12 등유 1..
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공업화학 - 원유의 성질화공기사 필기/공업화학 2021. 3. 24. 17:14
1. 석유의 정제 1) 원유 : 유조(Oil pool)을 통하여 채취한 광유를 원유라고 한다. 2) 원유의 주성분 - paraffin계 탄화수소나 Cycloparaffin계 탄화수소(naphthene계 탄화수소)들로 구성되며 원유 중 80 ~ 90%를 차치한다. - 원유 중 olefin계 탄화수소는 거의 함유되어 있지 않다. - 방향족 탄화수소는 5 ~ 15% 정도 함유되어 있다. - 황화합물, 질소화합물 등 비탄화수소성분을 함유한 화합물은 4% 이하이다. 3) 원유의 원소 조성 원소 탄소 수소 산소 질소 황 연소 후 회분 조성(%) 82 ~ 87% 11 ~ 15% 0 ~ 2% 0 ~ 1% 0 ~ 5% 0.01 ~ 0.05% 2. 원유의 성질 1) 물리적 성질 ① 비중 : 석유의 비중은 공업적으로 API..
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반응공학 - 촉매와 흡착현상화공기사 필기/반응공학 2021. 3. 18. 01:54
1. 촉매(Catalyst) : 촉매란 반응속도에는 영향을 주지만 공정에서 자신은 변화하지 않는 물질을 말한다. ex) 기체상태의 수소와 산소는 상온에서 비활성이나 백금 존재하에서는 급격하게 반응함 1) 촉매의 특성 ① 촉매는 생성물의 생성속도를 빠르거나 느리게 할 수 있다. ② 촉매는 단순히 반응속도만을 변화시키며 평형에는 영향을 미치지 않는다. ③ 불균일 촉매 반응 - 2개 이상의 상이 수반되며 일반적으로 촉매는 고체, 반응물은 액체 또는 고체이다. - 불균일 촉매 반응은 유체 - 고체 간의 계면 또는 매우 근접한 계면에서 일어난다. - 기체와 액체 사이의 반응은 일반적으로 물질전달속도가 전체의 생산속도를 결정시킨다. 2) 기체 - 고체 촉매 상호작용 ① 흡착(Adsorption) - 촉매반응이 일어..
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반응공학 - 온도와 압력의 영향화공기사 필기/반응공학 2021. 3. 18. 01:37
1. 단일반응 1) 반응열 aA → bB + cC 위와 같은 화학반응이 있다고 할 때 반응열은 다음과 같다. 여기서 온도 T1에서의 반응열을 알고 있는 경우라면 온도 T2에서의 반응열을 계산할 수 있다. 온도 T2의 반응과정에서 흡수된 열 = 반응물의 온도를 T2에서 T1으로 변화시키는데 가한 열 + 온도 T1의 반응과정에서 흡수된 열 + 생성물의 온도를 T1에서 T2로 되돌리는데 가한 열 이것을 식으로 나타내면 다음과 같다. 이 식을 비열(Specific Heat)를 도입해서 정리하면 다음과 같은 식이 된다. 2) 평형전화율 ① 반트호프식(Van't Hoff eq) 평형상수에 의해 결정되는 평형조성은 온도에 따라 변화되며 열역학으로부터 변화율은 다음과 같이 주어진다. 이 식은 반트호프식(Van't Ho..
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반응공학 - 수율화공기사 필기/반응공학 2021. 3. 17. 16:03
1. 수율 수율을 통해서 생성물의 분포와 반응기의 크기를 결정할 수 있다. 순간수율은 Ca의 함수이므로 반응기를 통해 Ca는 변하므로 순간수율도 변한다. 따라서 반응한 전체 A 중에서 R로 전화한 분율을 총괄수율이라 하며 이는 모든 순간 수율의 평균값이 된다. 반응기 출구에서 생성물의 분포를 나타내는 것이 총괄수율이므로 반응기 흐름 유형에 따라 적절한 순간수율의 평균을 구해보면 다음과 같다. 1) PFR 2) CSTR(MFR) CSTR은 어디세어나 조성이 Caf 이므로 순간수율은 반응기 내에서 일정하다 따라서 혼합흐름반응기와 플러그흐름반응기의 총괄수율을 정리하면 다음과 같다. 반응기 종류 총괄 수율 CSTR PFR 2. 선택도 선택도는 다음과 같이 정의된다.