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고분자 : 8문제, / 사업관리 경제성 평가 : 3문제 / 단위조작 : 2문제 / 공정설계  :  2문제 / 

공정설계 공업화학 : 1문제 /  공정안전 : 6문제  / 반응공학 : 1문제 

일반화학 : 2문제 / 신재생 : 1문제 / 바이오 : 2문제 / 화평법 : 1문제

1. 화학플랜트의 보수 공사를 위한 작업계획 수립 시 고려해야 할 일반적인 위험요인의 특성을 보수 공사 종류별로 설명하시오.

1) 정기 보수(Turn Around, Overhaul)

2) 일반 보수(유지 보수)

3) 긴급 보수

-> (사업관리) 공사계획 

2. 플레어 시스템(Flare System)의 역화방지설비 중의 하나인 건식 씰(Dry Seal) 2가지를 쓰고 작동원리를 각각 설명하시오.

-> (공정설계) 플래어 시스템 요즘 KOSHA에서 플래어 시스템에 권고 사항이 많다던데..

     일반적인 기본 시스템에 대해서 아시겠지만 좀 더 세부적인 설계관련 지식을 요구하네요.

3. 인화성 액체와 가스의 화재 및 폭발에 대한 끝점의 기준을 각각 설명하시오.

(단, “끝점(종말점)”이란 화학물질관리법에 따른 장외영향평가서의 영향범위 평가에서사람이나 환경에 영향을 미칠 수 있는 독성농도, 과압, 복사열 등의 수치에 도달하는 지점을 말한다.)

-> (공정안전) 장외영향평가 ERPG 솔직히 이런 문제는 좀 삼가해주시길..

4. 폭주반응(Runaway Reaction)에 대하여 다음 항목에 답하시오.

  1) 폭주반응을 일으키는 원인을 자기과열반응(Self-heating Reaction)과 지연반응 (Sleeper Reaction)으로 나누어

    설명하시오.

 2) 폭주반응을 막기 위한 공학적 대책을 5가지 설명하시오.

-> (공정안전) 화공기술사에 안전관련 문제는 이렇게 출제 되어야 하지 않을까요?

5. 가스누출 감지 경보기의 지시계 눈금의 범위와 경보 설정치에 대해 가연성 가스누출감지경보기와 독성 가스누출 감지경보기로 구분하여 각각 설명하시오.

-> (공정안전) 참 이런 문제는 너무 하네요 좀 배제해 주세요..

6. 화학제품 제조 플랜트 운용 중 발생하는 변동비와 고정비를 설명하고, 변동비가 직접 생산비용의 일부로 그 자체에 고정비의 요소를 가지고 있는 경우를 2가지 설명하시오.

-> (경제성 평가) 훔 매년 이런 경제성 관련 문제는 나오네요

7. 흡수와 탈거(Stripping) 공정을 증류공정과 비교하여 설명하시오.

-> (단위조작) 

8. 바이오센서(Biosensor)의 변환기(Transducer)에 감지물질을 고정화하는 방법을 설명하시오.

-> (바이오)

9. 화학물질을 안전하게 사용하고 관리하기 위하여 필요한 정보를 기재한 물질안전보건자료(MSDS : Material Safety Data Sheet)에 포함되어야 할 사항과 포함하지 않아도 되는 사항을 설명하시오.

-> (공정안전) 

10. 분자식 C4H8에 대해 구조이성질체를 모두 그리시오.

-> 화학이라고 해야 하나요?

11. 다음 유기화합물들을 강산부터 순서대로 나열하고 그렇게 나열한 이유를 쓰시오.

CH3OCH3, CH3COOH, CH3CH2OH, CH3CHO

-> 화학인데 이건 PH 계산 하는 공식을 나열

12. 다음 문장의 ( )안에 알맞은 용어를 쓰고 그 이유를 쓰시오.

일반적으로 고분자의 유리전이온도(Tg)는 분자량이 증가함에 따라 ( )하고

방향족 함량이 증가함에 따라 ( )한다.

-> (고분자) 나왔군요.. 둘 다 커진다.. 영향인자를 나열하고 자유부피이론 추가

13. 고분자 용융물(Melt)이 전단 묽어짐(Shear Thinning) 현상을 보이는 이유를 설명하시오.

-> (단위조작) 뉴톤 유체와 비 뉴톤 유체 등이 개념

* 1교시를 전반적으로 보면 공정안전이 4문제, 설계분야가 1문제, 고분자  1문제

  단위조작 2문제, 사업관리 1문제, 경제성 평가 1문제, 일반화학분야 2문제, 바이오 문제 1문제

  기존에 화공안전을 공부하신분이라면 대략 5문제 정도는 썰을 푸실수 있을듯

1. 화학설비의 점검·정비 시 화재·폭발을 예방하기 위하여 실시하는 불활성가스 치환

(Purging)에 대하여 다음 각 물음에 답하시오.

1) 치환 방법 4가지를 쓰고 고려해야 할 사항을 각각 설명하시오.

2) 에탄올(LFL : Lower Flammable Limit 3.3 Vol.%)에 대한 최소산소농도(MOC : Minimum Oxygen Concentration)를 계산하고, 화재·폭발을 예방하기 위한

바람직한 산소농도에 대하여 설명하시오.

-> (공정안전) 제일 중요한 개념

2. 플레어 시스템(Flare System)의 액체 밀봉드럼(Liquid Seal Drum)의 설치 목적과 설계 기준(높이, 설계압력, 용량 측면)에 대하여 설명하시오.

-> (공정설계) 플래어가 또 나오다니..

3. 다음의 신·재생에너지 발전·이용 원리 및 장·단점을 설명하시오.

1) 태양광

2) 태양열

3) 연료전지

4) 바이오

-> 신재생 관련 해서 5-6년 주기로 보이는데요

4. 회사의 기술관리 업무 중에서 생산과 직접적인 관계가 있는 생산 공정의 개선이나 개량발전 그리고 노후공정의 개보수와 설비 증설 등이 필수적으로 발생하게 되는데, 이러한 설비투자를 수행하기 위한 자산화 사업추진 업무의 흐름(Work Flow)과 각 단계별 관련부서의 역할을 설명하시오.

-> (사업관리 및 경제성 평가) EPC에서 엔지니어링 절차를 아시면 무난하고 CAPEX 개념 여기에서 PMP상에서의

    40가지 정도의 프로세스..

5. 다음 관점에서 단계성장중합과 사슬성장중합의 특징을 비교하여 설명하시오.

1) 단량체 구조

2) 반복단위의 형성 메커니즘

3) 분자량 증가 및 고분자 생성 시점

-> 고분자 문제 중 주요 핵심분야

    중합별 반응의 단계로 접근하면 좋을듯

6. UCST(Upper Critical Solution Temperature) 거동을 보이는 고분자 용액의 상도를 그림으로 그리고, 각 영역에 안정성과 상용성을 표시하시오. 또한, 상도의 불안정 영역(Unstable Region)에서 관측되는 상분리 메커니즘에 대하여 설명하시오.

-> 고분자 문제인데 자세히 다루어 보지는 못했는데

Flory-Huggins 이론

http://contents.kocw.net/KOCW/document/2015/hankyong/yunchanghan2/3.pdf

 * 2교시는 고분자 2문제, 공정설계 및 공정안전 1문제, 공정안전 1문제, 사업관리 경제성평가 1, 

   신재생 에너지 1

   1번 문제 풀고 2번에서 정확한 기준(법규문제)이 생각안나면 넘어가던가 썰 풀던가

   3번 문제 한 번 검토해보고 4번 문제를 건드리면 좋을 듯합니다만.

   5번과 6번 고분자 문제 건드리면 변별력 좋을 듯..

1. 전기설비의 방폭 원리와 폭발성 가스가 존재하는 장소에서 사용하는 전기·기계기구의 방폭구조의 종류를 쓰고 설명하시오.

-> (공정안전) 폭발위험 단골 문제

2. 200리터 회분식 반응기에 들어 있는 75 Vol.% A가스와 25 Vol.% 불활성가스가 20 atm, 227°C의 반응조건에서 등온적으로 가스 상 반응(A → B + C)을 할 때 다음 각 물음에 답하시오.

1) 이상기체로 가정하고 A의 초기 몰농도를 계산하시오.

2) 1차 반응속도식(-rA = kCA, k = 0.1 min-1)을 따를 때 A의 99%가 소모되는 시간을 계산하시오.

(단, rA는 A의 반응속도, k는 반응속도상수, CA는 A의 몰농도이다.)

3) 2차 반응속도식(-rA = kCA2, k = 0.7 liter/(mol·min))을 따를 때 A의 80%가 소모 되는 시간과 그 때의 압력(atm)을 계산하시오.

-> (반응공학) 이러한 유형의 문제는 대학교재 레번스필등에 보면 그대로 나옵니다.

   아마 전환율과 반응시간과의 관계일 듯 합니다.

   대학교재 한 번 찾아보시길

3. 탄소재료인 코크스(Cokes), 피치(Pitch), 메조페이스(Mesophase)가 어떻게 얻어지는지 설명하시오.

-> (고분자)

4. ‘화학물질의 등록 및 평가 등에 관한 법률’은 화학물질의 등록, 화학물질 및 유해화학물질 함유제품의 유해성, 위해성에 관한 심사・평가, 유해화학물질 지정에 관한 사항을 규제하고, 화학물질에 대한 정보를 생산・활용하도록 함으로써 국민건강 및 환경을 보호하는 것을 목적으로 한다.

1) 이 법에서 사용하는 아래 용어의 뜻을 설명하시오.

가. 유해화학물질 나. 유해성 다. 위해성

2) 화학물질을 수입하기 전에 취급하려는 물품을 구성하는 화학물질의 신고대상을

설명하시오.

3) 해당물품을 구성하는 화학물질들을 확인하는 방법을 설명하시오.

-> (화평법)

5. 고분자의 분자량분포를 나타내는 다분산도(Polydispersity Index)를 구하는

방법을설명하고, 다분산도 및 분자량 증가가 고분자의 기계적 성질 및 가공성에

미치는 영향을 설명하시오.

-> 고분자 (일반 유형)

6. 고분자가 이차완화(Secondary Relaxation)현상을 보이는 이유에 대해 설명하고,

폴리 카보네이트 주 사슬의 이차완화현상의 원인 및 이 현상이 충격강도에 미치는

영향을 설명하시오.

-> (고분자) 유리전이온도

* 3교시 고분자 3문제, 화평법 1문제, 공정안전1문제, 반응공학 1문제

  반응공학 문제를 건들면 변별력 상승

1. KS C IEC 60079-10-2에서 다루는 가연성 분진 분위기 관련 다음 항목에 대하여 답하시오.

1) 분진폭발 위험장소를 식별하기 위한 절차에 대하여 설명하시오.

2) 아래 그림과 같이 배기장치가 없는 옥내에서 가연성 분진을 포함하는 분말을

호퍼에 투입할 때 위 KS 규격의 식별부호를 사용하여 폭발위험장소

구분도(입면도)를 그림으로 그리시오.

(단, 통상적인 작업장 상태로 가정한다.)

-> 공정안전(분진폭발) 이 나오네요

2. 화학공장 부지를 선정할 때 고려하여야 할 사항 7가지를 설명하시오.

-> 사업관리

3. 나프타의 열분해에 의해 에틸렌을 제조할 때 부생물의 종류 5가지와 각각의

용도를 설명하시오.

-> (공정설계 및 공업화학)

NCC 공정이 10년만에 나왔네요

4. 생물화학공정에서 배양액 중 포함되어 있는 목적물질을 최종 제품으로 얻기 위한

고형물 분리 공정, 세포 파쇄공정, 조분리(粗分離) 공정, 정제 공정에 대한 각각의

사용목적 및 요소기술을 설명하시오.

-> 바이오

5. 일반적인 유화중합공정의 반응기 내 성분 구성 및 중합이 진행되는 과정에 대하여 설명하시오.

-> 고분자

6. 고분자 나노복합재료의 정의에 대하여 설명하고 일반적인 고분자 복합재료와 비교하여 제조과정 및 성능 측면에서 장·단점을 설명하시오

-> 고분자인데 나노 복합소재는 가끔 보이네요..

* 4교시 고분자 2문제, 공정설계 1문제, 사업관리 1문제, 공정안전 1문제, 바이오 1문제

  NCC 와 유화중합은 꼭 풀시길. 

2. 화학공장에서 사용되는 밸브는 목적에 따라 (1)개폐 (2)유량조절 (3)역류방지로 나눌수 있다. 각 밸브의 세부 형태별 종류에 대하여 설명하시오.

가. 개폐용(ON-OFF제어)밸브 : 일반적으로 사용되는 밸브이니 공무원 수험서나 기사 책 참조하시면 됩니다.

    여기에다 p&id 심볼 레전드 사용하시면 더 좋은 답안이 되겠지요..

게이트 밸브(Gate Valve)

글로블 밸브(Globe Valve)

볼 밸브(Ball Valve)

나. 유량조절용(Flow Throttling)밸브

⑴ Plug, Disc, Ball

밸브내에 유량을 개폐하거나 조절하는 Steam에 붙어 움직이며, 유체를 개폐하거나

유량을 조절하는 역할을 하는 것으로, 글로브, 앵글 밸브에서는 Plug(Port)라 부르고,

게이트및 체크 밸브에서는 Disc, 볼밸브 내지 버티 플라이 밸브에서는 Disc 또는

Vane이라 부른다.

⑵ 밸브용량에 관계되는 요소

 ⒜ Cv (Coefficient Value)조절밸브 용량을 표시하는 수치로 15.6 ℃의 맑은 물이 밸브

   입구와 출구 압력차가 1 PSI로 흘렸을때 1분당 유량(Gallon/Min)을 US Gallon

  (3.7853ℓ)으로 표시한 단위가 CV이다.

  Cv는 유체가 액체일때는 밸브의 용량은 비중과 차압이 동일할때에는 Cv에

  비례적으로 작용한다.

 ⒝ FL(Pressure Recovery Factor)

   유체가 밸브를 통과할때 밸브내 구조에 따라서 압력이 일시적으로 손실되었다가 다시

  회복되는데 이 압력회복 계수를 FL이라 하며, 이것은 밸브마다 다르다. 압력회복

  계수가 적을수록 소음이 크고 캐비테이션이 크다.

⑶ 플러그 형식과 유량특성 선정

 차압이 일정할때 밸브 Plug가 열림에 따라 통과유량이 크게 변화하는데 이 변화곡선을

 유량 고유특성이라 하는데 종류로는 Quick Opening, Linear Equal Percentage,

 Modified Parabolic 등이 있다.

 대체적으로 유체 레벨제어는 Linear 특성을, 압력제어는 Equal Percent

 특성을 선정하고 있다. 또한 유량제어는 폭넓은 조절범위가 필요할 때에는 Linear,

 압력변화가 심하고 유량변화는 심하지 않는것은 Equal Percentage 특성을 선정하고

 있다.

 ⒜ Quick Opening(On-Off Type)

 글로브 밸브에서 플러그 모양이 평평한 모양으로 둥근 오리피스와 같이

 되어 있어, 처음 밸브가 열릴때 유량 변화가 심하고, 끝부분에서는 거의

 변하지 않는 특징이 있다.

 밸브 Port 구경의 1/4만 열리면 Full Open 한 것과 같은 유량이 흐른다.

 따라서 대부분 On-Off용으로 사용되나 밸브 작동범위가 50％부터는 미세

 한 제어를 할 수 있다.

 ⒝ Linear

 유량이 밸브 열림에 따라서 비례적으로 증가한다. 이 비례관계는 차압이

 일정 할때 비례곡선은 일직선을 나타내고, 밸브는 개도와 유량이 똑같은

 비례관계를 갖게된다. 이 형태의 Plug는 유체의 레벨제어나 일정한 변화를

 요하는 곳에 사용된다.

⒞ Equal Percentage

 밸브 열림이 일정하게 변화함에 따라 유량이 일정한 Percentage로 변화

 한다. 유량변화는 직전 Plug위치의 유량에 지수적으로 비례 변화한다. 즉,

 밸브 열림의 변화에 대한 유량 변화의 비율이 밸브 열림의 변화전 유량에

 비례한다. 밸브 Plug가 Seat 가까이 있을때는 유량 변화가 적고, 멀리 있

 을때는 유량변화가 크다. Equal Percentage 밸브는 일반적으로 압력조절에

 사용되고 차압이 대부분 시스템에서 흡수되고, 차압이 콘트롤밸 브에 적게

 걸릴때, 차압이 심하게 심하게 변화하는 곳 등에 사용한다.

다. 역류방지

1. 체크밸브의 정의

체크밸브는 순방향으로만 유체를 흐르게 하지만, 역방향의 흐름은

자동적으로 막는 밸브의 한 종류이다.

배관내의 유체가 역류 되는 것을 방지하기 위해 사용되는 밸브로서

스톱밸브의 대용으로 사용될 수 없다.

“유체역류에 대한 예방조치 일 뿐 완전한 단속(isolate)밸브는 아니다.”

2. 체크밸브를 사용하는 목적

1)유량계, 펌프, 컨트롤 밸브와 같은 역류에 의해 영향을 받을 수 있는 장치 보보

2)워터해머와 같은 수충격과 관련된 압력 서지 차단

3)시스템 가동 중지시 역류 방지

4)진공 조건 해소

5)범람 방지

3.체크밸브의 종류

1) 웨이퍼식(Wafer type) : 플랜지 사이에 간단하게 설치할 수 있는 플랜지

삽입형으로서 내부에 디스크가 설치되어 있으며 일반적으로 스프링의 복원력에

의해 폐쇄가 가능하다. 경량이며 설치공간이 작고 방향에 관계없이 설치가

간편하다.

2) 분할식(Split type) : 플랜지 사이에 설치할 수 있는 웨이퍼 타입의 일종으로서

두개의 격판이 힌지와 멈춤핀에 의해 작동되며 스프링 및 리테이너가 없는 구조로 되어있다.

3) 스윙식(Swing type) : 한 개의 격판이 힌지에 연결되어 개방되고 폐쇄되는 구조로

되어 있으며, 격판의 자중에 의해 닫히기 때문에 항상 수평배관 및 상향 수직

배관에 설치할 수 있다.

4) 리프트식(Lift type) : 한 개의 디스크가 자중에 의해 밸브시트에 얹혀져 있는

구조로 되어 있으며, 수평배관에만 설치가 가능하다.

5) 머쉬룸식(Mushroom Type) : 버섯모양의 밸브가 시트를 개방하고 폐쇄하는 간단한

구조로 되어 있다.

6)디스크식(Disc check valve): 몸체, 디스크, 스프링, 스프링 고정장치로 구성되어

있다.

13. 화학공장 설계 시 기기 위치선정(Plant Layout)의 고려사항 5가지를 설명하시오.

이 문제는 화공기술사로 통합된 이후 2번 정도 본 듯합니다,

이와 관련해서는 다채로운 엔지니어링 기법들이 있어서.

어떤 분은 해외 PMC 자료를 참조하기기도 합니다만..

저도 물론 프로젝트시 PMC 자료를 적용하기도 하지만..

KOSHA GUIDE 가 가장 무난하겠죠..

P-134-2013

1. 설비 배치에 중요한 요소

(가) 사고의 억제

(나) 높은 잠재위험이 있는 운전

(다) 서로 다른 위험들의 격리

(라) 폭발압력에 노출

(마) 화재 복사열에 노출

(바) 손상을 받는 배관의 최소화

(사) 배수 및 지반의 경사도

(아) 주풍향

(자) 향후 확장 계획

2. 주풍향의 고려

3. 공정지역의 배치

3-1. 일반적 사항

3-2. 공정설비

3-3. 제어실

3-4. 도로 및 파이프랙 등

4. 저장지역의 배치

5. 설비의 안전거리

12. 화학적 흡착(Chemical Adsorption)에 대하여 설명하시오.

화학적 흡착을 물어봤는데..

예전 기출 문제에서는 물리적 흡착과 화학적 흡착의 비교 관련하여 나온 경우가 있어서..

▶ 물리 흡착: 어떤 화합물이 어느 표면 위치에 붙느냐가 특정된 것이 아니고, 결합력이 약하며, 먼 거리에서도 작용할 뿐만 아니라 더 가역적이다.

▶ 화학 흡착: 흡착제와 흡착질의 화학적 상호작용에 의해 일어나는 것으로, 흡착제와 흡착질간의 인력이 화학 결합에 가깝기 때문에 결합 길이가 더 짧고 결합 에너지가 더 크다. 또한 흡착질이 흡착제의 표면에 단층(monolayer)만을 형성하는데 이는 흡착질과 표면간의 특이성 때문이다.

물리흡착

1) 힘: van der Waals force

2) 열: 4~25 kJ/mol

3) 활성화 에너지:(필요 없음)

4) 가역적(가역성): 숯(또는 흑연)에 흡착된 산소 기체(O2) 탈착.

5) 흡착 온도: 저온

6) 분극성 ×, 전자전이 ×

7) 다층(multilayer) 흡착

8) 선택성 ×

일단 물리적 흡착은 가역적이고 선택성이 없다는 것이 핵심

화학흡착

1) 힘: (공유결합)

2) 열: 40~250 kJ/mol

3) 활성화 에너지: (필요함)

4) 비가역적(비가역성) : 산소 기체가 흡착된 숯(또는 흑연) 표면을 진공상태에서 가열하면, 이산화탄소(CO)가 생성/탈착된다.

5) 온도: 고온

6) 분극성 ○, 전자전이 ○

7) 단층(monolayer) 흡착

8) 선택성 ○

이렇게 비교하여 서술하시면 좀 더 점수가 나올 듯 합니다.