• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.222-228
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• 2018

석유화학산업의 대표적인 물질로 쓰이는 벤젠은 각종 화학 제품의 기초 물질이다. 그러나 일반적으로 벤젠은 석유화학 산업에서 순수 물질로 존재하지 못하고 알코올류와 벤젠 혼합물로 존재하게 된다. 또한 알코올을 한 성분으로 하는 혼합물은 공비 혼합물이 생성되기 때문에 분리 정제를 위해서는 상평형 데이터가 필수적이다. 본 연구에서는 알코올을 대표하는 1-프로판올을 사용하여 1-프로판올/벤젠 계에 대하여 재순환 평형장치를 이용하여 평형 온도/압력 효과에 따른 상평형 연구를 수행하였다. 측정된 기-액 평형 데이터는 UNIQUAC 식과 WILSON 식을 이용하여 상관관계 시키고 Gibbs/Duhem식을이용하여열역학적건전성을확인하였다. 상평형실험결과 RMSE (Root Mean Square Error)와 AAD (Average Absolute Deviation)는 두 모델식에서 0.05 이하의 값을 보여 실험값과 계산 값이 잘 일치함을 알 수 있었다. 또한 Gibbs/Duhem식을 이용하여 열역학적 건전성을 판별한 결과 잔류항 값이 ${\pm}0.2$ 이내에 분포하는 것을 통해 데이터에 대한 건전성을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.204-210
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• 2020

본 연구에서는 F-T 공정을 통해 합성하여 제조한 바이오항공유(Bio-7629, Bio-5172)와 기존에 사용 중인 석유계항공유(Jet A-1)의 점화특성을 비교하여 분석하였다. Combustion research unit (CRU) 장비를 활용하여 각 항공유의 점화지연시간을 측정하였고, 그 결과를 연료의 물성 및 구성 화합물에 대한 분석을 통해 해석하고자 하였다. 점화지연시간은 Bio-5172가 가장 짧게 측정되었으며 Jet A-1이 가장 길게 측정되었다. 이는 물리적 점화지연시간에 영향을 줄 수 있는 연료의 물성 측면에서 Jet A-1이 가장 큰 표면장력을 가지며 Bio-5172가 가장 낮은 점도를 갖기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 각 연료를 구성하는 화합물의 종류 및 비율에 대하여 분석한 결과, 실험 대상 바이오항공유에 없는 방향족화합물이 Jet A-1에는 약 22.8%의 비율로 존재함을 확인하였다. 이는 산화 과정 시에 비교적 반응성이 낮은 benzyl radical을 생성하여 점화지연시간이 길게 측정되는 데에 영향을 주는 것으로 판단된다. Bio-7629와 Bio-5172는 paraffin으로만 구성되어 있으며, n-/iso-의 값은 각각 0.06, 0.80으로 큰 차이를 보였다. 가지화 된 정도가 낮은 paraffin일수록 산화 시에 생성되는 peroxy radical의 이성질화가 빠르게 진행되어 점화의 전파속도 또한 빨라진다. 따라서 n-paraffin의 함량이 비교적 높은 Bio-5172의 경우에 점화지연시간 또한 짧게 측정된 것으로 해석된다.

• 한국석유지질학회지
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• 제9권1_2호
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• pp.16-23
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• 2001

동해 울릉분지 북동부에 위치한 키타-야마토 뱅크 주변해역에서는 대륙지각내 열개작용에 의한 분지형성과 관련된 지질구조, 화성활동 등의 중요한 정보가 확인된다. 키타-야마토 뱅크는 마이오세 초에 불완전한 열개작용에 의해 생성된 소규모 분지로, 분지내에서는 수심, 음향기반암의 깊이 및 퇴적층의 두께가 급격히 변화하고 있다. 연구지역은 신장력에 의해 확장성 지각변동을 받았으며, 초기 마이오세에 울릉분지가 열림에 따라 대륙지각의 분열이 시작되면서 기반암이 침강하기 시작하였다. 계속되는 확장과 열개 운동에 의해 대륙지각 파편 내에서 대규모 경계단층인 동시 열개성 정단층에 의해 둘려 쌓인 지구 및 반지구를 형성하였다. 반면에 퇴적암내의 소규모 후기 열개성 정단층들은 큰 지구조적 변형을 받지 않고 분지 침강, 퇴적물 하중 및 화성활동에 의해 계속 재활성되면서 생성되었다. 지구 및 반지구의 좁고 긴 함몰지대 내의 불규칙한 음향기반암 위에는 최대 1.2초 두께의 마이오세부터 홀로세에 이르는 퇴적물이 쌓여 있으며, 동시 열개성 퇴적층으로 추정되는 층단위 V와 IV는 확장에 수반된 화성활동과 기반암까지 연장된 정단층들에 의해 변형되어 있다. 급경사의 분지 경계부의 상부층에는 대규모의 사면사태에 의해 형성된 함몰침식대의 퇴적구조를 보여준다.

• 한국석유지질학회지
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• 제6권1_2
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• pp.37-43
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• 1998

포항 지역의 지하수에 녹아있는 수용성 탄화수소 가스의 지화학적 특성을 파악하기 위해서 지하수를 채취하여 지하수의 성분, 추출된 가스의 함량, 탄화수소 가스의 성분 및 탄소 동위원소 분석을 실시하였다. 지하수들로부터 추출된 총 가스의 함량은 최소 27.0 ml/l, 최대 50.1 ml/l이다. 추출된 가스 중 탄화수소 성분은 메탄 $(CH_4)$이 27 ppm에서 376,420 ppm까지 나타났고 에탄 $(C_2H_6)$ 성분도 일부 시료에서 19 ppm에서 127 ppm까지 검출되었다. 지하수로부터 추출된 총 가스의 함량은 대수층 및 주변 지질에 따른 변화는 없었던 반면, 총 탄화수소의 함량은 대수층 및 주변 지질과 관련이 있는 것으로 나타났다. 즉, 대수층이 제3기층이거나 제3기 퇴적층의 두께가 두꺼운 곳에서 시추된 공의 지하수에서 탄화 수소 가스의 함량이 높은 경향을 보인다 지하수에 녹아있는 탄화수소의 함량과 지하수의 총 고형물 (T-solids)성분이 비례하는 것으로 보아 탄화수소 성분은 제3기층의 지층수에 녹아있었던 것으로 생각한다. 지하수에서 추출된 총 탄화수소 가스 중 메탄 성분은 $99.9\%$ 이상을 차지하고, 메탄 가스의 탄소 동위원소 비 $({\delta}C^{13})$는 $-73.1\%_{\circ}$에서 $-43.22\%_{\circ}$ 까지의 범위를 나타내는 것으로 보아 포항 지역 수용성 가스는 저온, 무산소 환경에서 메탄 생성 박테리아의 작용에 의해서 생성된 생물기원 가스로 해석된다.

• 한국석유지질학회지
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• 제3권1호
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• pp.28-39
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• 1995

강원도 태백부근에 분포하는 조선누층군 풍촌층내에 나타나는 돌로마이트의 성인에 대해 연구하였다. 캠브리아기 풍촌층은 석회암, 돌로마이트질 석회암 그리고 돌로마이트로 이루어져 있으며, 이암(mudrock)과 판상석회질역암(Flat Pebble Conglmerate; FPC)이 협재되어 있다. 풍촌층의 돌로마이트는 조직적으로 4가지의 형태로 분류할 수 있는데, 이들은: 1) 괴상 돌로마이트내의 타형 돌로마이트, 2) 판상석회질역암내의 자형 돌로마이트, 3)우이드나 극피류를 치환하는 타형 돌로마이트, 4) 모틀구조를 보이는 돌로마이트이다. 특히 모틀구조를 보이는 돌로마이트는 다음과 같은 3가지로 세분되는데 이들은: a) 조립질의 타형 안장형 돌로마이트, b) 중립질의 자형 돌로마이트, c) 조립질의 자형 돌로마이트이다. 풍촌층 돌로마이트의 탄소동위원소성분은 $-2.8-1.4k\%_{\circ}$(PBD)이며, 이는 탄소동위원소가 퇴적당시 탄산염퇴적물의 값을 보존하고 있음을 나타낸다. 낮은 산소동위원소성분($\delta^{18}O -15.7-8.7\%_{\circ}, PBD$)은 풍촌층 돌로마이트가 매몰속성환경에서 형성되었음을 나타낸다. $^{87}Sr/^{86}Sr$의 초기비는 0.7101-0.7161 정도의 값을 보여주며, 이는 캠브리아기 해수의 성분보다 매우 높은_값이다. 이는 돌로마이트를 생성시킨 속성수가 대륙기원의 암석들과 반응하였던 것으로 생각된다. 돌로마이트의 Sr과 Na의 함량은 200ppm 이하의 낮은 값을 나타내는데, 이러한 낮은 미량원소 성분은 매몰속성환경에서 생성된 돌로마이트의 미량원소 성분과 잘 일치하며, 상대적으로 높은 Fe와 Mn의 함량은 풍촌층 돌로마이트가 환원환경 인 심부 매몰속성환경에서 형성되었음을 간접적으로 지시한다.

• 한국석유지질학회지
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• 제2권2호
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• pp.83-90
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• 1994

의성지역 경상누층군에 대하여 유기지화학적 방법과 일라이트 결정도 측정방법을 사용하여 유기물의 열성숙도와 속성 작용정도를 연구하였다. 신동층군의 흑색셰일은 $0.5{\~}2{\%}$의 유기물을 함유하고 있으며, 이 유기물들은 타이프 Ⅲ에 해당하는 고등식물 기원이다. 열분석 Tmax 값은 $578{\~}595^{\circ}C$이며, 비트리나이트 반사도는 진주층에서 약 $2.9{\%}Ro$, 낙동층에서 약 $3{\~}4{\%}Ro$로 유기물의 열적 성숙단계가 건성가스 생성단계에 도달하였음을 보여준다. 비트리나이트 반사도 측정결과에 의하면, 유기물의 열적성숙은 주로 매몰에 의하여 이루어졌으며, 국부적으로 화성암체의 관입에 의하여 이차적인 영향을 받은 것으로 판단된다. 일라이트 결정도값은 층서상의 위치에 따른 규칙적 인 변화를 보이지 않으며, 낙동층, 하산동층, 진주층, 일직층 일부에서는 속성 정도가 속성 작용 영역과 앵키존 영역의 경계부에 해당된다. 이들보다 상위 지층인 일직층, 후평동층, 점곡층, 사곡층의 일라이트 결정도값은 앵키존의 중간부에 위치한다. 층서적으로 보다 상위인 일직층, 후평동층, 점곡층, 사곡층들의 변성도가 높게 나타나는 것은 이 지층이 분포하는 지역에 관입한 화성암체에 의한 열변질에 기인한 것으로 해석된다. 유기물의 열성숙도와 일라이트 결정도에 의한 탄화수소 생성단계는 서로 잘 일치하며, 비트리나이트 반사도와 일라이트 결정도는 모두 관입체의 영향을 지시한다. 연구지역의 속성작용은 전체적으로는 매몰에 의하여 이루어 졌으며, 국부적으로는 관입체에 의한 이차의 영향을 받은 것으로 해석되는 데, 매몰에 의한 고지온은 약 $200^{\circ}C$로 추정된다.

• 미생물학회지
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• 제53권4호
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• pp.265-272
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• 2017

다른 탄화수소 분해 방법을 가진 여러 세균을 유류-오염 토양에서 분리하였다. Acinetobacter calcoaceticus SL1은 기름-분산 시험에서 계면활성제-생성능을 보였으며 경유와 n-hexane에 대해 각각 43.6과 54.5%의 유화활성을 나타내었다. 또한 높은 세포 표면 소수성을 가졌는데 이는 탄화수소에 쉽게 부착하여 그것을 분해할 수 있게 한다. 이 균주는 1,000 mg/L의 n-octadecane과 naphthalene을 3일 내에 100% 분해하였으며, 1,000 mg/L의 경유는 7일 동안 72.3%, 그리고 10,000 mg/L로 오염시킨 토양에서는 4주 간 78%를 제거하였다. 다른 분리균주 Bacillus amyloliquefaciens S10과 B. subtilis GO9는 생물계면활성제를 생산할 수 있으며 기름-분산 시험에서 각각 6.34와 2.5 cm직경의 투명대를 형성하였다. 배양 중 그들의 배양 상등액은 표면장력이 74.6 mN/m으로부터 각각 34.4와 33.3 mN/m으로 감소하였으며, 배양 상등액의 critical micelle concentration은 각각 2.0과 5.9%이었다. A. calcoaceticus SL1과 B. amyloliquefaciens S10의 컨소시엄은 10,000 mg/L의 경유를 3일만에 77.8% 분해하였는데 이는 A. calcoaceticus SL1 단독에 의한 것보다 높은 분해능이었다. 만일 이 세균들을 유류-오염 부지에 컨소시엄으로 같이 처리한다면 높은 석유탄화수소 제거율을 나타낼 수 있을 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.76.2-76.2
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• 2011

석탄으로부터 합성석유를 생산하는 상용기술을 도입하여 건설하고 이와 더불어 원천기술 개발을 위한 국산화 기술 개발을 병행하여 향후 고유가 시대를 대비한 국가 에너지 안보 확립과 국내 기술 개발의 가속화를 추구해야 할 필요성이 대두되고 있다. 본 타당성 조사는 3종류의 석탄(호주 Wyong탄, 인도네시아 NTC탄, 인도네시아 KBB탄)으로부터 가스화에 의하여 합성석유스를 생산하는 공정에 대한 타당성 조사(Feasibility Study, FS)를 Class 5(하한 -50~-20%, 상한 30~100%)의 정확도로 수행하는 것을 내용으로 하고 있다. 플랜트의 규모는 합성석유 기준으로 20,000배럴/일이다. 플랜트의 건설을 위해서 광양제철소 슬래그처리장 내 12만평 부지에 조성 중인 포스코 SNG 생산공장 부지의 일부를 사용하는 것을 기준으로 하였다. 일반적으로 석탄의 종류에 따라서 가스화기의 종류 및 성능이 결정된다. 본 타당성 조사 연구에서 선정된 3종류의 석탄의 조성, 발열량, 회분 함량 등의 특성을 고려하여 각각의 석탄에 적합한 현존하는 상용급 가스화기를 선정하였다. 해당 석탄이 가스화기 종류에 따라 적절한 전처리 과정(건조, 분쇄, 슬러리화)을 거친 후 가스화기에 공급되는 것을 가정하여 석탄의 원소분석 조성, 발열량, 회분함량, 회분조성, 회 용융점 등의 변수에 따라서 각각 해당 가스화기에서 가스화되었을 때의 생성되는 합성가스의 조건을 시뮬레이션을 통하여 얻었다. 가스화기 시뮬레이션 결과를 토대로 합성석유 및 합성천연가스 생산을 위한 공정의 물질수지식 및 에너지수지식이 계산되었으며 이로부터 각 공정에서 발생되는 부생성물과 폐기물에 대한 양이 결정되고 이를 처리하는 방안 등도 제시되었다. 실증시설은 20,000배럴/일 규모의 CTL 및 전기 병산 시설이 적합하다. 더 큰 규모 공장은 투자비가 너무 커서 유가 또는 석탄가 변동에 따라 사업의 수익성이 크게 변하여 위험도가 큰 단점이 있기 때문이다. CTL 공장에 전기 병산이 추천되는 이유는 산소생산공장(APU), 압축 등 석탄전환공장에는 자체적인 전기수요가 막대하여 따로 스팀터빈용 발전소를 운영하므로 이를 효율적으로 대체하고자 하기 때문이다. 즉, 석탄가스화에 의해 기름을 최대한 만들고 미반응가스는 가스터빈 및 스팀터빈의 복합발전에 의해 고효율로 전기를 생산하면 최소의 비용으로 최대한 전기를 생산하여 자체소비 전력을 충당하고 남는 전기는 판매하여 수익률을 높일 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.620-627
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• 2019

본 연구에서는 서로 다른 원료를 이용하여 HEFA 공정을 통해 제조한 국내외 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308, Bio-7720)의 점화지연특성을 비교 및 분석하였으며, 이러한 바이오항공유의 실제 시스템에의 적용 가능성을 확인하기 위하여 기존에 사용되고 있는 석유계항공유(Jet A-1) 및 바이오항공유와 석유계항공유를 일정한 비율(50:50, v:v)로 혼합한 연료의 점화지연특성에 대해서도 분석하였다. 각 항공유의 점화지연시간은 CRU 장비를 사용하여 측정하였으며, 결과 해석을 위해 표면장력 측정, GC/MS 및 GC/FID 분석을 수행하였다. 그 결과, 모든 온도 조건에서 Jet A-1의 점화지연시간이 가장 길게 측정되었는데, 이는 aromatic compounds가 약 22.8% 존재하여 분해 과정에서 열적으로 안정하고 주변 산소와도 반응성이 낮은 benzyl radical이 생성되기 때문인 것으로 판단된다. 바이오항공유의 점화지연시간은 모두 비슷하게 측정되었는데, 이는 각 항공유를 구성하는 n-paraffin과 iso-paraffin의 비율(n-/iso-)이 약 0.12로 서로 비슷한 값을 가지며, cycloparaffin의 구성 비율도 약 3% 미만으로 크게 차이가 없기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 국내외에서 개발된 바이오항공유(Bio-ADD, Bio-6308)를 석유계항공유와 50:50(v:v)으로 혼합한 연료의 점화지연시간은 혼합하지 않은 Jet A-1과 각 바이오항공유가 갖는 점화지연시간의 사잇값으로 측정되어, 기존에 사용 중인 시스템을 변경하거나 개선하지 않아도 적용이 가능함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.238-244
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• 2019

본 연구에서는 온도와 압력의 변화에 따른 석유계항공유(Jet A-1), 바이오항공유(Bio-6308) 그리고 두 항공유를 50:50 (v:v)으로 혼합한 연료의 점화특성의 변화에 대한 분석을 수행하였다. Combustion research unit (CRU) 장비를 사용하여 각 항공유의 점화지연시간을 측정하였으며, GC/MS 및 GC/FID를 사용하여 각 항공유를 구성하는 화합물에 대한 정성 및 정량적인 분석을 수행하였다. 그 결과, 모든 연료의 경우에서 온도와 압력이 증가할수록 점화지연시간이 짧게 측정 되었으며, 특히 압력보다 온도의 영향을 더 많이 받는 것을 확인하였다. 또한, 모든 측정 조건에서 Jet A-1의 점화지연시간이 가장 길게 측정되었는데 이는 Jet A-1을 약 22.48%의 비율로 구성하는 방향족화합물이 산화되는 과정에서 생성되는 benzyl radical이 구조적으로 매우 안정한 특성을 갖기 때문인 것으로 판단되었다. 이러한 benzyl radical은 negative temperature coefficient (NTC) 구간에 영향을 줄 수 있는 반응을 억제하여, Jet A-1의 경우에서는 온도가 증가함에 따라 점화지연시간이 짧아지는 정도가 감소하는 구간이 없는 것을 확인하였다. Jet A-1과 Bio-6308을 50:50 (v:v)으로 혼합한 연료의 점화특성은 Bio-6308 보다는 Jet A-1과 비슷한 경향을 나타내는 것을 통해 기존의 시스템을 변경하지 않고서도 실제로 적용이 가능함을 확인하였다.