연구보고서반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 이근원 한인수 최이락

연구보고서반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 이근원 한인수 최이락

요약문 i

ii 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

요약문 iii

iv 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

차례 i

ii 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

차례 iii

iv 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

차례 v

Ⅰ. 서론 1

2 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅰ. 서론 3 1) 국내외관련문헌조사및고찰

4 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 2) 반응위험성평가프로그램의비교 분석및고찰 3) 사례연구대상화학반응공정선정및반응위험성평가실시 4) 중소규모화학공장에서프로그램을활용한반응위험성평가현장 적용성평가

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 5

6 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 1) 화학반응공정의열수지 [8-10]

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 7

8 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 9 Ν α

10 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 11 [ 그림 2-1] 단열온도상승크기에따른온도진행추이

12 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 2) 폭주반응 [8-10]

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 13 [ 그림 2-2] Semenov Diagram with different

14 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 2-3] Semenov Diagram with different 3) 냉각실패시나리오 (Cooling failure scenario)[8-10]

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 15 [ 그림 2-4] 냉각실패시나리오

16 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 17

18 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 max

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 19 4) 폭주반응의피해크기 (Severity) 와가능성 (Probability)[8-10]

20 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 < 표 2-1> 폭주반응의사고피해의크기에대한평가기준 < 표 2-2> 폭주반응의사고가능성에대한평가기준

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 21 5) 열적위험성에대한위험도 (Criticality) 평가 [8-10] [ 그림 2-5] 시나리오의위험도 (criticality) 등급

22 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 23

24 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 6) 열적위험성평가절차 [8-10]

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 25 [ 그림 2-6] Criticality index 를사용한열적위험성평가절차

26 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 2-7] 경제성을고려한실질적인위험평가절차

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 27

28 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 2-8] 열량계의온도제어방식에따른시료와주위의온도추이

Ⅱ. 반응위험성의이론적고찰 29 < 표 2-3> 실험실에서사용되는열량계의종류

30 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 3-1] 그룹가산성벤슨법 (Benson's Method of Group Additivity) 예시

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 31 1) 열역학테이블 (Thermodynamic Table)[11]

32 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 3-2] CHETAH 에서제공된에탄올에대한열역학적데이터

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 33

34 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 3-3] CHETAH 에서제공된아크릴아미드에대한열역학적데이터

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 35 [ 그림 3-4] CHETAH 에서제공된염산수용액에대한열역학적데이터

36 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 2) 연소열 (heat of combustion) 계산 [11] [ 그림 3-5] CHETAH 에서계산된페놀의연소열결과

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 37 3) 에너지방출평가 [11] 4) 화학반응 (Chemical reaction) 평가 [11]

38 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 3-6] CHETAH 에의한니트로벤젠의에너지방출평가결과

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 39 [ 그림 3-7] CHETAH 에의한황산나트륨합성반응평가결과

40 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 5) 연소성 (Flammability)[11] [ 그림 3-8] CHETAH 에의한프로판과노말부탄의연소성

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 41

42 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 3-9] CRW 를이용한반응위험성예측결과예시

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 43

44 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 3-10] RMT 프로그램의 Flow Chart

Ⅲ. 반응위험성평가프로그램고찰 45 [ 그림 3-11] RMT 프로그램의초기화면 [ 그림 3-12] RMT 프로그램의반응위험성매트릭스차트

46 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

[ 그림 3-13] RMT 프로그램의화학반응공정반응위험성평가결과 ( 예 ) 47

48 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 4-1] n-butyl propionate 합성반응식

Ⅳ. 사례연구 49

[ 그림 4-2] 반응온도 70 에서반응물공급시간에따른열적거동 50

[ 그림 4-3] 반응온도 80 에서반응물공급시간에따른열적거동 51

[ 그림 4-4] 반응온도 90 에서반응물공급시간에따른열적거동 52

[ 그림 4-5] 반응온도 100 에서반응물공급시간에따른열적거동 53

[ 그림 4-6] 반응온도및공급시간 vs 최대열방출속도및열축적율의관계 54

Ⅳ. 사례연구 55

56 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 4-7] 반응생성물의열안정성결과

Ⅳ. 사례연구 57 < 표 4-1> n-butyl propionate 합성반응에사용되는반응기사양

< 표 4-2> 반응온도및반응물공급속도에따른열적거동특성값 58

Ⅳ. 사례연구 59

60 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 < 표 4-3> 공정운전조건에서반응위험성평가결과 [ 그림 4-8] 반응위험성을고려한공정운전조건최적화

Ⅳ. 사례연구 61

62 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅳ. 사례연구 63 [ 그림 4-9] CHETAH 프로그램을이용한반응위험성평가결과

64 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구 [ 그림 4-10] CRW 프로그램을이용한혼합위험성평가결과

Ⅳ. 사례연구 65

[ 그림 4-11] RMT 프로그램을이용한반응위험성평가결과 66

[ 그림 4-12] RMT 프로그램을이용한보완된반응위험성평가결과 67

68 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅳ. 사례연구 69 < 표 4-4> 반응위험성평가결과비교

70 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅴ. 결론 71

72 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Ⅴ. 결론 73

74 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

참고문헌 75

76 반응위험성평가를위한이론과실험법의비교연구

Abstract 77

산업안전보건연구원장 (2016- 연구원-1255) 발행일발행인연구책임자발행처 : 2016년 11월 : 산업안전보건연구원원장김장호 : 화학물질독성연구실소장이근원 : 안전보건공단산업안전보건연구원 주 소 : (44429) 울산광역시중구종가로 400 전 화 : (042) 869-0310 F A X : (042) 863-9002 Homepage : http://oshri.kosha.or.kr