한국추진공학회:학술대회논문집 (Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference)

한국추진공학회 (The Korean Society of Propulsion Engineers)
권호 표지

첨가제를 이용한 액체연료의 열안정성 향상

Thermal Stability Improvement of Liquid Fuel by Using Some Additives

  • 박선희 (고려대학교 화공생명공학과) ;
  • 김중연 (고려대학교 화공생명공학과) ;
  • 전병희 (고려대학교 화공생명공학과) ;
  • 한정식 (국방과학연구소) ;
  • 정병훈 (국방과학연구소) ;
  • 김성현 (고려대학교 화공생명공학과)
  • 발행 : 2010.11.25
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초록

본 연구의 목적은 열안정성을 향상시키는 첨가제 (열안정제)를 이용하여 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP, $C_{10}H_{16}$)의 열안정성을 향상시키는 것이다. 실험은 반응 진행 중 미량의 시료 추출이 가능한 회분식 반응기에서 수행되었다. 추출한 시료를 gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용해 성분 분석하여 첨가제 성능-exo-THDCP의 열분해성-을 확인하고, 반응시간에 따른 exo-THDCP의 분해생성물의 성분 및 조성 변화를 통해 첨가제의 작용 메커니즘을 규명하였다. 열안정제로써 수소공여체를 사용하여 실험한 결과 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (THQ), benzyl alcohol (BnOH) 등을 첨가하였을 때 exo-THDCP의 열안정성이 향상되었다. 이러한 수소공여체 물질들은 개시반응이 진행된 exo-THDCP 라디칼에 수소원자 (hydrogen radical)를 제공함으로 라디칼의 반응성을 완화시켜 1차 생성물의 활성을 감소시키어 2차생성물질인 $C_{11}$ 이상 생성물의 발생을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.

Thermal stability of exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP) were investigated in a batch-type reactor perfectly coated with quartz. The 1 ml liquid product, which was a sufficiently small amount so as not to affect the reaction pressure, was sampled at 90 min intervals during the reaction and determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to measure thermal decomposition products of exo-THDCP and specify mechanism for additives (thermal stabilizer). Hydrogen donors (thermal stabilizer) such as 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (THQ), benzyl alcohol (BnOH) increased thermal stability of exo-THDCP. These materials donated hydrogen to radical of exo-THDCP produced after initiation of exo-THDCP to decrease activity of primary products of exo-THDCP.

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