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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이승호
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 한남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2022
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액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유를 정제시 나오는 탄화수소를 비교적 낮은 압력(6-7 kg/cm2)을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다1. 화석연료인 석유성 에너지에 속하며, 탄소수가 3개와 수소가 8개인 Propane(C3H8)과 탄소수가 4개와 수소 10개인 Butane(C4H8)으로 구분 되어지고 소량의 Propylene(C3H6)과 Butene(C4H8)이 포함되어 있다1. 액화석유가스는 다른 연료가스로 사용되는 제품보다 탄소 배출이 적은 에너지원이며, CO2 배출 계수가 약 10 % 적다1. 최근 환경적 문제에 대한 기후변화협약 등 관심이 높아지고 있으며2, 다른 석유류 제품보다 환경 오염이 적은 LPG가 중요한 에너지원으로써 청정에너지원이 될 것이라 예상된다. 또한 석유 화학 제품의 원료로도 사용할 수 있다. 올레핀 합성을 위한 Propylene, Butene, Ethylene 및 Acrylic acid 등 화학 산업의 유망한 공급 원료이며3,4, 현재 국내 산업체에서는 Naphtha 대신 LPG의 가격경쟁력이 높아지며 Ethylene 생산 설비인 나프타분해시설(Naphatha Cracking Center)의 원료로 Naphtha 대신 액화석유가스를 사용하는 산업체가 늘어나고 있으며, 현재 선박의 연료로 쓰이고 있는 벙커C유를 액화석유가스로 대체하려는 움직임이 나타나고 있다. 벙커C유는 탄소 함량이 높아 중량 대비 열량이 높다는 점이 최대 장점이지만, 석탄과 맞먹는 탄소 함량은 2017년 국가 온실가스 총배출량 (709.1MtCO2eq) 대비 24.4 %를 감축 목표로 하는 국가 정책과 맞지 않다5. 그러므로 국가 온실가스 감축 목표를 달성하고 산업용 및 에너지 가스의 물질 조성과 농도를 정확하게 측정하기 위해 혼합 액체 탄화수소 일차 표준물질의 개발이 필요하다.
본 연구에서 개발된 표준가스는 순도 분석 ISO-19229(2015)6에 따라 순도 분석이 완료된 원료로 중량법 ISO-6142(2015)에 근거하여 1.390 cmol/mol Ethane, 0.980 cmol/mol Ethylene, 0.478 cmol/mol Propylene, 95.08 cmol/mol Propane, 0.441 cmol/mol Isobutane, 0.678 cmol/mol n-butane, 0.736 cmol/mol 1-butene, 0.111 cmol/mol Isopentane, 0.112 cmol/mol n-pentane 표준가스 4병을 제조하였다7. 제조된 혼합 액체 탄화수소 표준가스를 가스크로마토그래피의 불꽃이온화 검출기(GC-FID, Gas Chromatography-Flame Ionization Detector, Agilent, U.S.A)를 시용하여 분석하였다. 제조된 4병의 표준가스 비교 분석을 통해 내부일치성을 확인하고, 순도 및 흡착 여부와 장기 안정성을 확인하여 Gum Workbench Pro을 통하여 최종 불확도 평가를 하여 표준가스 개발하였다8. 개발된 표준가스는 에너지 및 산업 가스로서 정확한 농도와 물질 조성을 측정하기 위한 소급성이 있는 혼합 액체 탄화수소 일차 표준가스로 사용될 예정이다.
본 연구에서 개발된 표준가스는 순도 분석 ISO-19229(2015)6에 따라 순도 분석이 완료된 원료로 중량법 ISO-6142(2015)에 근거하여 1.390 cmol/mol Ethane, 0.980 cmol/mol Ethylene, 0.478 cmol/mol Propylene, 95.08 cmol/mol Propane, 0.441 cmol/mol Isobutane, 0.678 cmol/mol n-butane, 0.736 cmol/mol 1-butene, 0.111 cmol/mol Isopentane, 0.112 cmol/mol n-pentane 표준가스 4병을 제조하였다7. 제조된 혼합 액체 탄화수소 표준가스를 가스크로마토그래피의 불꽃이온화 검출기(GC-FID, Gas Chromatography-Flame Ionization Detector, Agilent, U.S.A)를 시용하여 분석하였다. 제조된 4병의 표준가스 비교 분석을 통해 내부일치성을 확인하고, 순도 및 흡착 여부와 장기 안정성을 확인하여 Gum Workbench Pro을 통하여 최종 불확도 평가를 하여 표준가스 개발하였다8. 개발된 표준가스는 에너지 및 산업 가스로서 정확한 농도와 물질 조성을 측정하기 위한 소급성이 있는 혼합 액체 탄화수소 일차 표준가스로 사용될 예정이다.
목차
1. 서론 12. 시약 및 재료 32-1. 재료 및 실험 조건 32-1-1. 원료 32-1-2. 실린더 및 진공장치 42-1-3. 무게측정 장치 62-1-4. 분석 장비와 조건 92-2. 실험 방법 112-2-1. 원료 순도 분석 112-2-2. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 제조 162-2-3. 몰분율 계산 방법 182-2-4. 불확도 계산 방법 192-2-5. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 내부일치성 평가 202-2-6. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 단기안정성 평가 222-2-7. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 장기안정성 평가 233. 결과 및 고찰 243-1. 원료 가스의 순도 분석 결과 243-2. 제조 불확도 평가 253-3. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 내부일치성 평가 263-4. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 흡착성 평가 363-5. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 장기안정성 평가 453-6. 혼합 액체 탄화수소 표준가스 농도와 불확도 544. 결론 565. 참고문헌 57
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