p-Xylene의 농도 변화에 따른 폭발압력과 폭발압력상승속도의 실험적 연구

국문 초록 (Abstract)

p-Xylene은 석유화학업계에서 합성원료, 페인트, 도료, 페트병, 폴리에스터 섬유 등을 제조하는 원료 및 용제로 사용되고 있다. 하지만 위험물안전관리법 시행령에 따르면 p-Xylene은 제 4류 위험물 중 제 2 석유류로서 인화점이 낮아 점화원이 있는 경우 화재나 폭발의 위험이 있어 제조, 유통, 보관 시에 주의하여야 한다. 폭발은 급격하게 진행되는 화학반응을 통해 반응에 관여하는 물질이 부피를 확장 시키고 빛, 소리, 충격 압력을 동반하는 반응으로서 농도, 온도, 압력, 산소 및 착화원 등에 따라서 폭발범위가 달라지므로 이를 파악할 필요가 있다. 따라서 본 연구는 p-Xylene의 비점 부근인 150 ℃에서 압력이 1.0 kg/cm2.G일 때 p-Xylene의 농도 변화에 따른 폭발압력 및 폭발압력상승속도를 구하였다. p-Xylene의 농도가 1.55%에서 2.35%로 증가할수록 최대 폭발압력은 5.66 kg/㎠.G에서 6.63 kg/㎠.G로 증가하였으며, 최대 폭발압력상승속도는 124.39 kg/㎠.G·s에서 196.41 kg/㎠.G·로 증가하였다. 또한 가연성 혼합기체가 착화되기 위해 필요한 최소한의 에너지는 p-Xylene의 농도가 1.55%에서 2.35%로 증가할수록 1.44 mJ에서 0.24 mJ로 낮아지는 경향을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

P-xylene is used as raw material and solvent for manufacturing various products in the petrochemical industry. According to the Safety Control of Dangerous Substances Act, p-xylene is categorized as one of the Class 4 dangerous substances. Due to its low flash point, there is a risk of fire or explosion from p-xylene in the presence of ignition sources. In an explosion, the material involved expands in volume through a rapidly progressing chemical reaction and is accompanied by light, sound, and impact pressure. Since an explosion range varies depending on the concentration, temperature, pressure, oxygen, and ignition sources, it is necessary to understand these factors. This study was undertaken to measure the explosion pressure and its rise rate according to changes in the p-xylene concentration when the pressure was 1.0 kg/㎠.G at 150°C, which is near the boiling point of p-xylene. As the p-xylene concentration increased from 1.55% to 2.35%, the maximum explosion pressure increased from 5.66 kg/㎠.G to 6.63 kg/㎠.G, and the maximum explosion pressure rise rate increased from 124.39 kg/㎠.G·s to 196.41 kg/㎠.G·s. Furthermore, the minimum energy required for the combustible gas mixture to ignite decreased from 1.44 mJ to 0.24 mJ with an increasing concentration of p-xylene.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 이론적 배경
• 3. 실험장치 및 방법
• 4. 실험결과 및 고찰
• 5. 결론
• References