표제지
목차
요약문 2
Ⅰ. 서론 8
1. 개요 8
2. 옥탄디올(1,2-Octanediol)의 합성 10
3. 제조공정 및 사고발생 개요 13
4. 평가범위 및 항목 14
Ⅱ. 평가 장비 및 방법 16
1. 열중량분석 16
2. 시차주사열량분석 18
3. 가속속도열량계(ARC) 20
4. 소규모 반응열량계(multimax reaction calorimeter) 22
Ⅲ. 열적 안정성 평가의 이론적 고찰 24
1. 화학반응의 열 수지(Heat balance)와 폭주반응 24
2. 냉각실패 시나리오(Cooling failure scenario) 29
3. 폭주반응의 피해크기(Severity)와 가능성(Probability) 32
4. 열적 위험성에 대한 위험등급(criticality class)의 평가 34
Ⅳ. 결과 및 고찰 37
1. 열중량 분석 결과 37
2. 시차주사열량분석 결과 38
3. 가속속도열량계(ARC) 분석 결과 43
4. 소규모 반응열량계 분석 결과 52
5. 화장품원료 제조공정 화학물질의 열적 안정성 평가 55
Ⅴ. 요약 및 결론 58
참고문헌 60
판권기 63
〈표 1〉 평가대상 원료, 중간체 및 제품의 주요 특성요약 15
〈표 2〉 평가대상 물질 및 주요평가 항목 15
〈표 3〉 TGA 사양 17
〈표 4〉 DSC measuring cell 사양 19
〈표 5〉 가속속도열량계(ARC) 실험조건 21
〈표 6〉 폭주반응의 사고피해 크기에 대한 평가 기준 33
〈표 7〉 폭주반응의 사고 가능성에 대한 평가 기준 33
〈표 8〉 평가대상 물질의 열중량 분석결과 요약 37
〈표 9〉 평가대상 물질의 DSC 분석결과 요약 38
〈표 10〉 평가대상 물질의 ARC결과에 따른 폭주반응 특성값 51
〈표 11〉 혼합 후 경과시간에 따른 혼합물질의 ARC결과에 따른 폭주반응 특성값 56
[그림 1] 화장품 원료 생산 공정 화재폭발 사고 9
[그림 2] 대표적인 1,2-Alkanediol의 구조식 10
[그림 3] 사고발생 공정의 옥탄디올 합성반응 개요 11
[그림 4] epoxidation의 부반응 12
[그림 5] 사고발생 공정의 흐름도 및 사고당시 공정진행 개략도 13
[그림 6] 사고현장 시료 회수 개소 및 시료모습 14
[그림 7] 열중량분석(TGA) 장치 16
[그림 8] 열중량분석의 개요 17
[그림 9] 시차주사열량분석(DSC) 장치 18
[그림 10] DSC 그래프 해석 방법 19
[그림 11] 가속속도열량계(ARC, Accelerating Rate Calorimeter) 20
[그림 12] 소규모 반응열량계 22
[그림 13] 단열온도상승 크기에 따른 반응 시스템의 온도변화 27
[그림 14] 냉각매질의 온도에 따른 반응시스템의 Semenove 선도 28
[그림 15] 회분식 반응기에서 스케일에 따른 열수지 차이의 개념 29
[그림 16] 냉각실패 시나리오(Cooling Failure Scenario) 30
[그림 17] 시나리오의 위험도(Criticality) 등급 34
[그림 18] 현장채취시료 1, 2, 3 및 1,2-옥탄디올의 TGA 분석 결과 37
[그림 19] 현장채취시료 1, 2, 3의 DSC 결과 39
[그림 20] 1,2-에폭시옥탄의 DSC 결과 40
[그림 21] 개미산의 DSC 결과 40
[그림 22] 과수의 DSC 결과 41
[그림 23] 과수+개미산의 DSC 결과 41
[그림 24] 옥텐의 DSC 결과 41
[그림 25] 1,2-옥탄디올의 DSC 결과 42
[그림 26] 과수+개미산+옥텐의 DSC 결과 42
[그림 27] 1,2EO에 대한 ARC 분석결과 : 시간에 따른 온도 및 압력변화 44
[그림 28] 1,2EO에 대한 ARC 분석결과 : 온도에 따른 압력변화 44
[그림 29] 1,2EO에 대한 ARC 분석결과 : 폭주구간에서 시간에 따른 온도/압력변화 45
[그림 30] ARC혼합물 평가를 위한 사전혼합 46
[그림 31] FA+HP 혼합물의 ARC 분석결과 : 시간에 따른 온도 및 압력변화 46
[그림 32] FA+HP 혼합물의 ARC 분석결과 : 온도에 따른 압력변화 47
[그림 33] FA+HP 혼합물의 ARC 분석결과 : 온도에 따른 온도상승률 변화 47
[그림 34] FA+HP 혼합물의 ARC 분석결과 : 온도상승 속도와 압력상승 속도와의 관계 48
[그림 35] FA+HP+OT 혼합물의 ARC 분석결과 : 시간에 따른 온도 및 압력변화 49
[그림 36] FA+HP+OT 혼합물의 ARC 분석결과 : 온도에 따른 압력변화 49
[그림 37] FA+HP+OT 혼합물의 ARC 분석결과 : 온도에 따른 온도상승률 변화 50
[그림 38] FA+HP+OT 혼합물의 ARC 분석결과 : 온도상승 속도와 압력상승 속도와의 관계 50
[그림 39] 소규모 반응열량계를 이용한 1,2-에폭시옥탄 합성반응의 온도변화 52
[그림 40] 소규모 반응열량계 시험시 반응기 내부변화 53
[그림 41] 소규모 반응열량계 시험 종료 후 시료의 GC분석 결과 53
[그림 42] 반응혼합물의 ARC분석결과 : 반응 경과시간 별 시간에 따른 온도변화 55
[그림 43] 반응 경과시간에 따른 반응혼합물의 폭주반응 특성 변화 56