[논문]경유연료의 세탄가, 유도세탄가 및 세탄지수의 상관관계 분석

전화연; 김지연; 김신; 임의순

doi:10.12925/jkocs.2018.35.4.1134

경유연료의 세탄가, 유도세탄가 및 세탄지수의 상관관계 분석
Determination of Correlation between Cetane Number, Derived Cetane Number and Cetane Index for Diesel Fuel 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.35 no.4, 2018년, pp.1134 - 1144

전화연 (한국석유관리원 석유기술연구소) , 김지연 (한국석유관리원 석유기술연구소) , 김신 (한국석유관리원 석유기술연구소) , 임의순 (한국석유관리원 석유기술연구소)

초록
AI-Helper

세탄가는 경유의 품질기준 중 하나로써 디젤엔진에 사용되는 경유 연료의 착화성을 평가하는 항목이다. 세탄가 기준은 현재 자동차용 경유 기준으로 52 이상이며, 일반적으로 세탄가가 높으면 시동성이 좋고 운전이 원활해지나 지나치게 높으면 연소가 불균일해져 매연의 원인이 되고 연료소비량이 증가한다. 현재 국내의 품질시험방법에 규정되어있는 세탄가 측정방법은 CFR엔진을 이용한 세탄가분석, 경유의 밀도와 증류유출온도를 통하여 세탄가를 산출하는 세탄지수, CFR엔진의 단점을 보완하여 고온에서 연료의 연소되는 시간을 통해 세탄가를 측정하는 유도세탄가 등이 있다. 본 연구는 이러한 세탄가를 정유사별, 하 동절기별 시료를 확보하고 이를 분석하여 다양한 인자들에 의한 세탄가 측정방법의 상관관계에 대하여 분석하였다. 이를 통하여 세탄가, 유도세탄가, 세탄지수 순으로 세탄가가 높게 측정 되는 것을 확인하였고, 이를 통하여, 현재 편의성을 이유로 많이 사용되는 세탄지수로 인하여 세탄가 품질미달이 발생할 수 있기 때문에 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

Cetane Number is one of the quality standard for diesel, which assesses the compatibility of ignition quality of diesel compression in diesel engines. Cetane number must be upper 52 to keep the recent diesel quality standards. It is known that if cetane number is high, there will be shorter ignition delay periods than being lower. On the other hands, if cetane number is too high that exceeds the quality standard, there will increase the air pollution and decrease of the fuel efficiency because incomplete combustion. In South Korea, various methods are being used to measure the cetane number such as cetane number that used CFR engine, cetane index from calculate density and distillation temperature and derived cetane number to make up for CFR engine that ignition delay in high temperature is implemented. In this study will be conducted by collecting the diesel from the major oil companies, and try to analyze the correlation between the different methods of cetane number with various factors. At the results of this study, it was shown that the cetane index is high then cetane engine and derived cetane number. therefore it will be necessary to additional research for out of cetane number quality standards.

주제어

표/그림 (13)

표 Table 1. General CFR engine characteristics and information
표 Table 2. Specification of SETA IQT LM
그림 Fig. 1. CFR engine of Waukesha.
그림 Fig. 2. IQT LM of SETA.
그림 Fig. 3. Electronic signal that activates the common rail injector solenoid and the electronic signal produced by the dynamic pressure sensor during a combustion cycle.
표 Table 3. Diesel fuels properties for calculate cetane index
표 Table 4. Analysis of DCN, CI, by secondary reference Fuels
그림 Fig. 4. Correlation between Cetane number, DCN(D6890), DCN(D7668) and CI for each oil corp.
표 Table 5. Analysis of catane number, DCN and CI for each oil corp
표 Table 6. Test results of CI and T10, T50, T90 and density for each oil corp
그림 Fig. 5. Correlation Fatty Acid Methyl Ester mixed samples each oil corp and difference between CN and CI.
그림 Fig. 6. Test results of reproducibility(CN and D6890) range with CI for each oil corp.
그림 Fig. 7. Test results of reproducibility(CN and D7668) range with CI for each oil corp.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

하지만 세탄지수는 물성 범위의 결과에 의존하기 때문에 따로 재현성을 규정하지 않는다. 따라서 세탄가, 유도세탄가 및세탄지수의 결과를 세탄가 및 유도세탄가의 재현성 범위에 들어오는지 파악을 하여 재현성을 검토해보았다. Fig.
또한 분석한 세탄가, 유도세탄가 및 세탄지수를 통하여 상관성을 검토하기 위해 각각의 재현 성을 구하여 재현성의 유효범위 안에 서로의 결과가 포함되는지 확인하여 신뢰성이 있는지 판단 하였다. 세탄가와 유도세탄가(D6890, D7668)는 서로간의 결과의 재현성을 계산하여 그 범위를 규정할 수 있다[13,14].
이는 각각의 시료가 해당 정유사를 대표하는 제품이라는 의미는 아니며, 다양한 조건의 시료를 확보하여 측정방법에 따른 상관관계를 객관적으로 분석하기 위하여 위와 같이 채택하였다. 또한 현재 세탄가의 여름철 품질기준과 겨울철(11월 15일부터 다음해 2월 28일) 세탄가 품질 기준은 각각 52 이상, 48 이상으로 상이하기 때문에 이러한 경향성을 각각의 세탄가측정방법을 통해 나타나는지 확인하기 위함이다.
본 연구는 경유의 주요 품질기준 중 하나인 세탄가의 다양한 측정법간의 상관관계를 분석하기 위하여 우리나라에서 경유를 유통하는 5개 정유 사공장 여름철, 겨울철 시료를 채취하여 세탄가, 세탄지수 및 유도세탄가를 측정 및 분석하였다. 정유사 공장별 세탄가는 모두 다르지만 대체적으로 공정상의 이유 및 품질기준의 차이로 여름철 생산된 경유가 겨울철 생산된 경유보다 세탄가가 높게 측정되었다.
또한 각각의 세탄가 표준물질과 별개로 본 실험을 위하여 세탄가 40, 50, 60의 연료를 제조하여 세탄가, 유도세탄가, 세탄지수를 구하였다. 이러한 세탄가 표준물질은 ASTM D613에서 적용하나 본 실험에서는 유도세탄가, 세탄지수와의 상관관계를 해당 표준물질로도 구할 수 있는지 확인해보았다.[7,10].
이에 따라 본 연구를 통하여 경유의 품질관리에 있어서 중요한 세탄가의 대표적인 3가지 분석방법인 세탄가엔진측정, 유도세탄가측정, 세탄지수계산을 적절한 시료를 확보하여 측정해서 각각의 세탄 가측정방법 사이에 상관관계를 분석하여 신뢰성 있는 세탄가 측정을 위한 자료를 제공하여 명확한 품질기준을 확립하고 올바른 석유유통시장확보에 기여하고자 한다.

제안 방법

[16,17]. 경유에 함유되어 있는 바이오디젤은 HPLC를 이용하였고, 용매는 n-Heptane(99%, HPLC급)을 사용하여 2.2 mL/min 의 유속으로 RI Detector로 바이오디젤을 검출하여 결과를 계산하였다[18].
다양한 방법으로 세탄가를 측정하기 전에 2.2.에서 서술한 바와 같이 세탄가의 부표준물질인 T-29, U-29를 이용하여 세탄가 40, 50, 60의 부표준물질을 제조하였다. 해당 부표준물질은 ASTM D613에 의한 핸드휠값을 통해 세탄가를 측정하기 위한 표준으로 사용된다.
두 번째는 이러한 CFR엔진의 단점을 보완한 유도세탄가(Derived Cetane Number, DCN)로써 IQT(Ignition Quality Tester)를 이용하여 연소실 내에 연료 분사됨으로 일어나는 압력변화시간을 측정하는 방법으로 계산된다. 이 방법은 기존의 CFR엔진을 이용한 세탄가 측정보다 짧은 분석시간, 소량의 시료 및 높은 재현성을 보이기 때문에 최근에 많이 사용되는 방법이다[8].
또한 유도세탄가를 측정하는데 필요한 n-Heptane은 대정화금 (99%, HPLC급)의 제품을 사용하였다. 또한 각각의 세탄가 표준물질과 별개로 본 실험을 위하여 세탄가 40, 50, 60의 연료를 제조하여 세탄가, 유도세탄가, 세탄지수를 구하였다. 이러한 세탄가 표준물질은 ASTM D613에서 적용하나 본 실험에서는 유도세탄가, 세탄지수와의 상관관계를 해당 표준물질로도 구할 수 있는지 확인해보았다.
또한 다른 유도세탄가 측정은 ASTM D7668에 준하는 방법으로써 시료를 160 mL 정도 기기에 주입한 후 연소실 내에서 연료를 분사시켜 ID과 연료가 분사되어 압력이 변화하기 시작하는 곡선의 중간지점에 도달하는 시간을 나타내는 CD을 측정하고 이 값들을 통하여 유도세탄가를 다음과 같은 식을 통하여 구한다[13].
세탄가 측정 시 CFS엔진을 이용하여 세탄가 50, 60 표준물질의 핸드휠값을 구한 후, 시료를 측정하는데 시험이 지속 될수록 표준물질의 핸드휠값이 변하기 때문에 시료를 2 ∼3회 측정할 때마다 세탄가 50, 60 표준물질을 계속 측정 하여 결과 핸드휠값을 보정해주었다. 또한 유도세탄가는 기존의 방식인 D6890과 함께 D7890의 방식으로도 함께 실험하여 다양한 상관 관계를 분석하기 위한 데이터 확보 및 비교가 가능하였다. 또한 3.
증류성상은 KS M ISO 3405 방법에 적합한 PAC사의 OptiDist을 사용하였다. 마지막으로 세탄가 및 세탄지수의 차이를 유발하는 경유에 첨가된 바이오디젤의 영향을 고려하기 위하여 경유의 지방산메틸에스테르 함량(Fatty Acid Methyl Ester, FAME)을 KS M 2964에 준하는 HPLC (High Performance Liquid Chromatography)인 RI(Refractive Index) Detector가 포함된 영린기기사의 YL9100을 이용하여 측정하였고, 이를 위해 컬럼은 Rx-SIL, Silca, 5 um, 4.6 x 250 mm 을 사용하였다.
[7] 세탄 지수를 계산하기 위해서는 물성실험 후 도출된 밀도, 10% 유출온도(T10), 50% 유출온도(T50) 및 90% 유출온도(T90) 값을 계산식에 대입하여 계산하는 방식을 사용한다. 본 연구에 앞서 국내 정유사 A, B, C, D 및 E 사의 하절기, 동절기의 생산단계의 경유 시료 총 10개를 확보하였고 이 시료의 물성을 분석하여 세탄지수를 계산하였다. 세탄지수는 각 분석항목에 따른 상관성이 다르게 나타나고 있는데 T10가 215 ℃보다 높을 경우 세탄지수도 함께 높아진다.
본 연구에서는 Waukesha사의 CFR엔진를 사용하였으며 해당 제품을 구성하는 중요 부품으로 단기통엔진, 연료탱크, 연소실 및 가변압축비를 조정할 수 있는 핸들휠이 있는 실린더헤드 등으로 구성되어 있으며 특히 실린더헤드의 핸드휠을 통하여 압축비를 8 : 1에서 36 : 1로 조정할 수 있어 해당 핸드휠값을 통하여 세탄가를 계산, 측정 할 수 있도록 되어 있다. 또한 실린더헤드는 실험 후 오버홀이 가능하도록 분해할 수 있게 설계되어 있다.
세탄가 측정 시 CFS엔진을 이용하여 세탄가 50, 60 표준물질의 핸드휠값을 구한 후, 시료를 측정하는데 시험이 지속 될수록 표준물질의 핸드휠값이 변하기 때문에 시료를 2 ∼3회 측정할 때마다 세탄가 50, 60 표준물질을 계속 측정 하여 결과 핸드휠값을 보정해주었다.
세탄가는 ASTM D613에 준하여 측정하였다. 세탄가를 측정하기 위해서 CFS엔진의 가변압축비 조정 핸들, 헨드휠이 있는 실린더헤드는 순서대로 분해하여 오버홀을 진행하고 다시 재조립한 후 엔진을 작동시키고 엔진오일의 온도가 130℃ 이상 되도록 설정하고 1시간 이상 기기를 예열시킨다. 그 후 연료 탱크에 표준물질 또는 시료를 넣고 착화지연 측정기의 전환스위치를 적절하게 맞추고 핸드휠을 시계 방향으로 돌려서 실린더 길이(압축비)의 최종 조정을 실시한 다.
세탄지수는 KS M ISO 4264에 따라 측정하였다. 세탄지수를 구하고자 하는 시료의 밀도, 증류 성상을 측정하였다. 이러한 세탄지수를 측정하는 물성인자는 실제적으로 세탄가에 영향을 미치는 요소이다[9].
이 크랭크 각도에서 압축 상사점으로 이 때 착화가 일어난다. 이러한 과정을 통해 예상되는 세탄가의 사이값을 갖는 두개 표준물질을 제조하여 핸드휠값을 구한 다음, 분석시료의 핸드휠값을 구하여 비례식을 이용하여 세탄가 값을 구한다. 세탄가 값을 구하는 수식은 식(1)과 같다[7].
SETA사의 IQT LM은 ASTM D6890에 방법에 준하는 장비로써 기존 CFR엔진에 비하여 더 작은 연소실을 갖추고 있는 공기압축방식이 적용된다. 이러한 연소실에서 연료를 주입해 ID를 구해 세탄가를 산출한다. 또한 샘플을 운반할 수 있는 질소공급기, 인젝터 및 공기공급장치, 수집 및 계장 회로 및 제어 시스템 등으로 구성 되어 있다.
에 나타낸 권장범위를 벗어나는 특성을 가지기 때문이라고 판단된 다. 이를 통하여 세탄가 부표준물질을 통해 세탄 가, 유도세탄가는 비교가 가능하지만 세탄지수는 값의 차이가 크게 벗어나기 때문에 정유사의 생산단계 경유시료로 분석을 수행하였다.
예를 들어 유도세탄가에서는 n-Heptane을 이용한 ID값을 비교하는 방식으로 표준물질을 이용한다. 정유사 시료를 분석하기 전 해당 부표준물질을 타 방법으로 측정하여 표준물질을 통한 각각의 결과에 대한 상관관계 분석이 가능한지 검증을 실시하였 다.
밀도 측정은 KS M ISO 12185 방법에 따라 시료를 15 ℃에서 진동식 U자관법을 이용하여 시료에 일정한 주파수 조건에서 진동주기의 변화를 측정함으로 밀도로 환산 처리되는 방식을 사용하였다. 증류성상은 KS M ISO 3405 방법에 따라 시료 100 mL를 연료의 그룹에 맞는 온도로 가열하여 4.5 mL/min의 속도로 유출시켜, 증류 량에 따른 해당 온도를 측정하고 종말점에 도달할 때 까지 증류를 실행하고 그 후 기압을 보정 하여 유출량에 따른 온도를 보정하여 구한다. [16,17].
0985 g)의 연료를 분사한 뒤, 연료가 연소되는 시간을 측정하여 유추하는 방법이다. 초기에 연료를 15번 분사, 연소시킴으로 연료라인과 연소실 내에 잔류하고 있는 불순물과 전에 측정하고 남은 잔류시료를 제거시킴과 동시에 분석 장비의 안정화를 시킨 뒤, 16번째부터 47번째(총 32번)까지 연료분사를 통해 측정된 ID을 구하고 이를 통하여 유도세탄가를 계산할 수 있다. 이를 통해 식(2)을 이용해 유도세탄가를 구한다[14].
해당 연구를 수행하기 위해서 세탄가, 유도세탄가, 증류성상, 밀도 및 바이오디젤함량 실험을 진행하였다. 세탄가는 ASTM D613에 준하여 측정하였다.
본 연구에 앞서 국내정유사 A, B, C, D 및 E 사의 하절기, 동절기의 생산단계의 경유 시료 총 10개를 확보하였다. 확보한 시료를 통하여 세탄가 분석, 유도세탄가분석, 세탄지수 계산을 통하여 각각의 세탄가의 결과를 통하여 상호간의 상관관계를 분석하였다. 세탄가 측정 시 CFS엔진을 이용하여 세탄가 50, 60 표준물질의 핸드휠값을 구한 후, 시료를 측정하는데 시험이 지속 될수록 표준물질의 핸드휠값이 변하기 때문에 시료를 2 ∼3회 측정할 때마다 세탄가 50, 60 표준물질을 계속 측정 하여 결과 핸드휠값을 보정해주었다.

대상 데이터

7의 세탄가를 가진다. 또한 유도세탄가를 측정하는데 필요한 n-Heptane은 대정화금 (99%, HPLC급)의 제품을 사용하였다. 또한 각각의 세탄가 표준물질과 별개로 본 실험을 위하여 세탄가 40, 50, 60의 연료를 제조하여 세탄가, 유도세탄가, 세탄지수를 구하였다.
본 연구에 앞서 국내정유사 A, B, C, D 및 E 사의 하절기, 동절기의 생산단계의 경유 시료 총 10개를 확보하였다. 확보한 시료를 통하여 세탄가 분석, 유도세탄가분석, 세탄지수 계산을 통하여 각각의 세탄가의 결과를 통하여 상호간의 상관관계를 분석하였다.
본 연구에서 사용된 경유연료는 국내정유사의 제품(A, B, C, D 및 E)의 동절기(12∼2월), 하절기(6∼8월)에 생산된 생산단계시료 각 1개씩 총 10개를 정유사 공장에서 직접 수령하여 시험을 진행하였다.
유도세탄가분석은 기존의 CFR 엔진으로 측정하는 세탄가 측정과는 다른 방식으로 구동된다. 본 연구에서는 각각 SETA사의 IQT LM와 PAC사의 CID510을 이용하였다. SETA사의 IQT LM은 ASTM D6890에 방법에 준하는 장비로써 기존 CFR엔진에 비하여 더 작은 연소실을 갖추고 있는 공기압축방식이 적용된다.
01ms가 나오는 n-Heptane를 표준물질로 사용한다. 본 연구에서는 부표준물질인 T-Fuel와 U-Fuel를 사용하였다. 해당 부표준물 질은 미국의 American Hydrocarbons사에서 생산되는 제품인 T-29 (HF3007), U-29(HF3008) 를 사용하였다.
2. 에서 구한 각 시료들의 물성 데이터를 토대로 세탄지수를 계산하여 시료 당총 4종류의 세탄가를 구할 수 있었다.
밀도는 ASTM D4052 방법에 적합한 Anton Parr사의 DMA5000을 이용하였다. 증류성상은 KS M ISO 3405 방법에 적합한 PAC사의 OptiDist을 사용하였다. 마지막으로 세탄가 및 세탄지수의 차이를 유발하는 경유에 첨가된 바이오디젤의 영향을 고려하기 위하여 경유의 지방산메틸에스테르 함량(Fatty Acid Methyl Ester, FAME)을 KS M 2964에 준하는 HPLC (High Performance Liquid Chromatography)인 RI(Refractive Index) Detector가 포함된 영린기기사의 YL9100을 이용하여 측정하였고, 이를 위해 컬럼은 Rx-SIL, Silca, 5 um, 4.
본 연구에서는 부표준물질인 T-Fuel와 U-Fuel를 사용하였다. 해당 부표준물 질은 미국의 American Hydrocarbons사에서 생산되는 제품인 T-29 (HF3007), U-29(HF3008) 를 사용하였다. T-29는 74.

이론/모형

본 연구에서는 각각 SETA사의 IQT LM와 PAC사의 CID510을 이용하였다. SETA사의 IQT LM은 ASTM D6890에 방법에 준하는 장비로써 기존 CFR엔진에 비하여 더 작은 연소실을 갖추고 있는 공기압축방식이 적용된다. 이러한 연소실에서 연료를 주입해 ID를 구해 세탄가를 산출한다.
밀도 측정은 KS M ISO 12185 방법에 따라 시료를 15 ℃에서 진동식 U자관법을 이용하여 시료에 일정한 주파수 조건에서 진동주기의 변화를 측정함으로 밀도로 환산 처리되는 방식을 사용하였다. 증류성상은 KS M ISO 3405 방법에 따라 시료 100 mL를 연료의 그룹에 맞는 온도로 가열하여 4.
세탄가를 측정하기 위한 세 번째 방법은 KS M ISO 4264에 준하는 세탄지수 계산 방법이 있으며 이를 위하여 각각의 제품들의 밀도, 증류성상을 측정하였다. 밀도는 ASTM D4052 방법에 적합한 Anton Parr사의 DMA5000을 이용하였다. 증류성상은 KS M ISO 3405 방법에 적합한 PAC사의 OptiDist을 사용하였다.
해당 연구를 수행하기 위해서 세탄가, 유도세탄가, 증류성상, 밀도 및 바이오디젤함량 실험을 진행하였다. 세탄가는 ASTM D613에 준하여 측정하였다. 세탄가를 측정하기 위해서 CFS엔진의 가변압축비 조정 핸들, 헨드휠이 있는 실린더헤드는 순서대로 분해하여 오버홀을 진행하고 다시 재조립한 후 엔진을 작동시키고 엔진오일의 온도가 130℃ 이상 되도록 설정하고 1시간 이상 기기를 예열시킨다.
세탄가를 측정하기 위한 두 번째 방법으로는 ASTM D6890 과 ASTM D7668에 의한 유도세탄가에 의하였다. 유도세탄가분석은 기존의 CFR 엔진으로 측정하는 세탄가 측정과는 다른 방식으로 구동된다.
세탄가를 측정하기 위한 세 번째 방법은 KS M ISO 4264에 준하는 세탄지수 계산 방법이 있으며 이를 위하여 각각의 제품들의 밀도, 증류성상을 측정하였다. 밀도는 ASTM D4052 방법에 적합한 Anton Parr사의 DMA5000을 이용하였다.
측정에 사용된 장비는 미국재료시험협회 (ASTM)규격 및 한국산업표준(KS)규격에 적합한 인증장비를 사용하였으며, 반복성과 재현성도 해당 규격에 따라 측정을 진행하였다. 세탄가를 측정하기 위한 첫 번째 방법은 CFR엔진을 사용하는 ASTM D613에 의하였다. 이는 일반적인 세탄가를 측정하는 방법으로써 해당 엔진의 상세 규격은 Table 1.
세탄지수는 KS M ISO 4264에 따라 측정하였다. 세탄지수를 구하고자 하는 시료의 밀도, 증류 성상을 측정하였다.
측정에 사용된 장비는 미국재료시험협회 (ASTM)규격 및 한국산업표준(KS)규격에 적합한 인증장비를 사용하였으며, 반복성과 재현성도 해당 규격에 따라 측정을 진행하였다. 세탄가를 측정하기 위한 첫 번째 방법은 CFR엔진을 사용하는 ASTM D613에 의하였다.
에서 서술한 바와 같이 세탄가의 부표준물질인 T-29, U-29를 이용하여 세탄가 40, 50, 60의 부표준물질을 제조하였다. 해당 부표준물질은 ASTM D613에 의한 핸드휠값을 통해 세탄가를 측정하기 위한 표준으로 사용된다. 즉, 다른 세탄가 측정방식에서는 사용되지 않는다.

성능/효과

에 나타낸 세탄가, 유도세탄가 및 세탄지수 결과에 따르면 제조사 별로 세탄가, 유도 세탄가 및 세탄지수의 결과의 차이가 있는 것을알 수 있다. A사의 여름철 경유, A사의 겨울철 경유, B사의 여름철 경유, B사의 겨울철 경유, C 사의 겨울철 경유, D사의 여름철 경유는 각각의 결과차이는 나지만 순서대로 세탄지수, 유도세탄 가(D7668), 유도세탄가(D6890), 세탄가 측정 순으로 결과가 크다 하지만 나머지 경유시료는 유도세탄가(D6890) 보다 세탄가가 높게 나타났다. 또한 모든 정유사 공장의 제품이 여름철 경유 시료의 세탄가가 겨울철 경유 시료의 세탄가 보다 높게 측정되었지만, C사의 여름철, 겨울철 경유 시료는 그렇지 않았다.
A사의 여름철 경유, A사의 겨울철 경유, B사의 여름철 경유, B사의 겨울철 경유, C 사의 겨울철 경유, D사의 여름철 경유는 각각의 결과차이는 나지만 순서대로 세탄지수, 유도세탄 가(D7668), 유도세탄가(D6890), 세탄가 측정 순으로 결과가 크다 하지만 나머지 경유시료는 유도세탄가(D6890) 보다 세탄가가 높게 나타났다. 또한 모든 정유사 공장의 제품이 여름철 경유 시료의 세탄가가 겨울철 경유 시료의 세탄가 보다 높게 측정되었지만, C사의 여름철, 겨울철 경유 시료는 그렇지 않았다.
6까지 차이가 발생 하였다. 이러한 결과에 따른 각각의 재현성을 비교하였고 세탄가와 유도세탄가는 서로간의 재현 성범위에 적합했지만 세탄지수는 세탄가와 유도 세탄가에 비해 높은 결과로 인하여 재현성의 범위를 벗어나는 결과도 존재하였다. 현행 세탄가의 품질기준이 여름철 52, 겨울철 48로 정해져있고 이에 따른 품질기준이 소비자나 정유사에게 중요한 요소이기 때문에 세탄가와 결과가 차이나는 유도세탄가 및 세탄지수를 사용하였을 경우 실제 적인 세탄가의 품질기준 미달의 문제가 발생할 우려가 염려된다.
착화성은 경유가 디젤엔 진의 연소실에 분사되었을 시 발화되어 소모되는 성질을 나타내는 특성으로써 이러한 시간이 짧을수록 좋은 착화성을 가진다. 적절한 착화성을 유지 하면 노킹현상 감소, 시동성 증가, 소음, 진동, 미세먼지(PM), 질소산화물(NOx) 및 분진의 배출이 감소되고 결과적으로 차량의 연비의 증가와 직결 된다. 따라서 적절한 세탄가는 경유제품의 품질관 리에 있어서 매우 중요한 요소이다[3,4,5].
본 연구는 경유의 주요 품질기준 중 하나인 세탄가의 다양한 측정법간의 상관관계를 분석하기 위하여 우리나라에서 경유를 유통하는 5개 정유 사공장 여름철, 겨울철 시료를 채취하여 세탄가, 세탄지수 및 유도세탄가를 측정 및 분석하였다. 정유사 공장별 세탄가는 모두 다르지만 대체적으로 공정상의 이유 및 품질기준의 차이로 여름철 생산된 경유가 겨울철 생산된 경유보다 세탄가가 높게 측정되었다. 때문에 세탄가, 유도세탄가, 세탄지수를 측정하였을 때 대부분 겨울철 생산 경유보다 여름철 생산 경유가 세탄가가 높게 측정 된다.
하지만 각각 결과의 차이가 나타났는데, 대체적으로 세탄가가 제일 낮고, 유도세탄가(D6890, D7668), 세탄지수 순서로 결과가 크게 나왔다. 특히 세탄 가와 세탄지수의 차이는 최대 6.8에서 최소 2.0 까지 차이가 발생했고, 유도세탄가(D6890)와 세탄지수의 차이는 최대 5.0에서 최소 1.3까지 차이가 발생하였다. 세탄가(D7668)와 세탄지수의 차이는 최대 3.
이러한 경향은 세탄가, 유도세탄가, 세탄지 수를 측정하였을 때 거의 동일하게 나타났다. 하지만 각각 결과의 차이가 나타났는데, 대체적으로 세탄가가 제일 낮고, 유도세탄가(D6890, D7668), 세탄지수 순서로 결과가 크게 나왔다. 특히 세탄 가와 세탄지수의 차이는 최대 6.

후속연구

현재 편의성을 고려하여 세탄지수 및 유도세탄가를 많이 사용하고 있는데 결론적으로 이러한 세탄지수 및유도세탄가는 측정방법이 불편한 세탄가의 보조 적인 수단이 되어야 할 것이다. 또한 이러한 세탄가를 대체하기 위해 개발된 세탄지수 및 유도 세탄가에 대한 보완이 이루어져야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유도세탄가측정은 어떻게 계산되는가?	두 번째는 이러한 CFR엔진의 단점을 보완한 유도세탄가(Derived Cetane Number, DCN)로써 IQT(Ignition Quality Tester)를 이용하여 연소실 내에 연료 분사됨으로 일어나는 압력변화시간을 측정하는 방법으로 계산된다. 이 방법은 기존의 CFR엔진을 이용한 세탄가 측정보다 짧은 분석시 간, 소량의 시료 및 높은 재현성을 보이기 때문에 최근에 많이 사용되는 방법이다[8].
	세탄가란 무엇인가?	세탄가는 경유의 품질기준 중 하나로써 디젤엔진에 사용되는 경유 연료의 착화성을 평가하는 항목이다. 세탄가 기준은 현재 자동차용 경유 기준으로 52 이상이며, 일반적으로 세탄가가 높으면 시동성이 좋고 운전이 원활해지나 지나치게 높으면 연소가 불균일해져 매연의 원인이 되고 연료소비량이 증가한다.
	CFR(Cooperative Fuel Research) 엔진을 이용하여 경유의 세탄가를 측정하는 방법의 한계는 무엇인가?	이 방법은 통상적으로 30 ∼65세탄가를 측정하며 전 세계적으로 표준이 되는 방법이다. 그러나 세탄가를 측정하기 위해서는 1 L 이상의 연료가 필요하며 잦은 기계분해, 오버홀 및 클리닝작업이 필요로 하는 등 많은 시간이 소요된다[7].

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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