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논문 상세정보

HAZOP 기법을 이용한 회분식 라디칼 반응 공정에 대한 정성적 위험성 평가 방법 연구

Qualitative Hazard Analysis for a Batch Radical Reaction Process using HAZOP Method

초록

라디칼 회분식 반응 공정을 사용하는 있는 중 소규모 화학공장의 경우, 취급 물질, 작업 내용 및 제품 등의 여러가지 상황 변화에 따른 잠재적인 화재, 폭발 및 안전의 위험성이 상존해 있다. 이러한 화학공장에서 마주치는 잠재적인 위험성에 대하여, 정성적인 위험성 평가 및 분석을 위하여 대표적으로 많이 사용되는 평가 방법인 HAZOP 기법을 이용하여 위험성 평가 연구를 진행하였으며, 이를 바탕으로 피해 크기를 최소화할 수 있는 방안을 모색하였다. 이를 위하여 국내의 중소화학 공장 중, 라디칼 회분식 반응 공정에 의하여 아크릴 수지를 생산하는 중 소규모의 화학공장을 선택하여 현장 설비, 배관 계장도 및 공정에 대하여 HAZOP 기법의 절차에 따라 위험성 평가 및 분석을 진행하였다. 연구의 결과로서, 위험성을 예방하기 위한 구체적인 조치로서는 불활성기체의 투입 및 압력 게이지 설치가 반드시 필요하며, 또한 반응 개시제와 모노머는 따로 분리하고, 폭주반응을 막기 위한 반응억제 물질과 설비를 추가로 설치하는 것이 반드시 필요함을 도출할 수 있었다.

Abstract

Potential fire, explosion and safety hazards exist in medium- or small-scale chemical plants using radical batch reaction processes due to the various conditions of materials, works or products. To minimize the potential damage, a study was conducted on qualitative hazard analysis using the HAZOP technique, which is a typical method for a qualitative risk assessment and analysis of the potential risks encountered in these chemical plants. For this purpose, a domestic chemical plant, which produces the acrylic resin by a radical batch reaction process, was selected and a risk assessment and analysis according to the procedure of HAZOP method was performed for the process. As the result of the study, to prevent the hazard, the input of inert gas and the installation of a pressure gauge were indispensable. In addition, the initiator and monomer should also be separated, and inhibiting substances and equipment are also necessary to prevent a runaway reaction.

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
회분식 공정
회분식 공정의 특징은?
각기 다른 제품을 생산하기 위하여 동일한 반응설비를 이용하기 때문에 이에 따른 취급 물질, 작업 내용 및 제품 등이 수시로 변경될 수 있는 반응 공정

회분식 공정은 각기 다른 제품을 생산하기 위하여 동일한 반응설비를 이용하기 때문에 이에 따른 취급 물질, 작업 내용 및 제품 등이 수시로 변경될 수 있는 반응 공정이다. 이는 각각의 제품별 화학반응이나 증류 및 추출 등의 단위 조작 공정이 수시로 반복 또는 변경될 수 있어서, 반응물의 종류, 발열량 등으로 반응기 내부 상황이 시시각각 변화할 수 있다는 것을 의미한다.

회분식 공정
국내의 많은 중,소규모 화학 공장들이 회분식 공정을 적용함으로 인해 발생할 수 있는 위험은?
공장에서 취급하는 화학물질들은 가연성, 인화성, 폭발성 및 독성이 있는 경우가 많고, 이러한 물질들에 대한 취급 부주의 또는 공정설비의 불량 등으로 인한 사고가 발생하면 공장 내의 근로자들 뿐만 아니라 인근 주민과 주변 환경까지 위험성에 크게 노출될 수 있다.

특히 단일제품을 같은 공정으로 생산하는 연속 공정 (Continuous process)에 비하여, 국내의 많은 중·소규모 화학 공장들은 회분식 공정 (Batch process)을 적용하여 소량·다품종의 제품을 제조하게 되는 경우가 많다. 이들 공장에서 취급하는 화학물질들은 가연성, 인화성, 폭발성 및 독성이 있는 경우가 많고, 이러한 물질들에 대한 취급 부주의 또는 공정설비의 불량 등으로 인한 사고가 발생하면 공장 내의 근로자들 뿐만 아니라 인근 주민과 주변 환경까지 위험성에 크게 노출될 수 있다.

HAZOP 기법
HAZOP 기법의 장점은 무엇인가?
현장 전문가의 풍부한 경험과 지식을 바탕으로 하여, 각 공정 구간에 대하여 체계적으로 잠재적인 위험성을 분석하고 평가하게 되므로 검토 시에 누락 가능성이 거의 없으며 객관적인 평가가 가능 하다.

이 평가를 진행 하기 위한 방법으로서, 정성적 위험성평가 기법 중에서 가장 보편화 되어 있으며, 모든 공정 구간을 검토할 수있는 대표적인 공정 위험성평가 방법인 위험과 운전성 분석 기법(Hazard and Operability Study, HAZOP)을 적용하였다. HAZOP 기법은 현장 전문가의 풍부한 경험과 지식을 바탕으로 하여, 각 공정 구간에 대하여 체계적으로 잠재적인 위험성을 분석하고 평가하게 되므로 검토 시에 누락 가능성이 거의 없으며 객관적인 평가가 가능 하다.

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