개념 한 쪽
도시가스 관련 기초는 가스의 생산원과 산업적 용도, 그리고 특정 가스의 특성과 위험요인을 구별하는 데 있다. 본 개념은 수소·에틸렌·LPG 등의 생산 방법과 용도, 그리고 특정 가스의 저장·취급상의 위험 원인을 정리한다.
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출제기준 단원 「도시가스」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 특정 가스의 저장 위험 판단 | 1 | 수분 존재 시 시안화수소의 위험 원인 연결하기 |
| 수소 제조법 식별 | 1 | 수소의 공업적 생산법과 비관련 공정 가리기 |
| LPG 공급원 구별 | 1 | LPG의 대량 생산 경로와 비주류 원료 구분하기 |
수소(H2)의 공업적 제조법으로는 물의 전기분해법, 수성가스법, 석유 분해법 등이 대표적이다. 공기액화 분리법은 공기의 성분을 액화·분리하여 산소나 질소를 얻는 공정으로 수소 제조법에 포함되지 않는다. 따라서 공기액화 분리법은 수소의 생산 방법으로 보지 않는다.
에틸렌은 석유화학의 기초 원료로, 현재 공업적으로 가장 많이 사용되는 제법은 나프타의 열분해(크래킹)이다. 나프타를 고온에서 분해하여 에틸렌을 얻는 방법이 대량생산에 적합하므로 주요 공정으로 자리잡았다. 다른 반응(수첨분해·고리화·이성화)은 에틸렌 생산의 주된 공정이 아니다.
LPG는 주로 천연가스의 분리, 원유 정제의 부산물, 또는 석유화학 공정에서 얻는다. 석탄광 가스는 도시가스 원료로 사용되기도 하나 LPG를 대량으로 공급하는 주된 방법은 아니다. 따라서 LPG의 대량 공급원으로는 천연가스와 원유 정제 부산물이 핵심이다.
시안화수소(HCN)는 소량의 물이 섞이면 시간이 지남에 따라 중합 반응을 일으켜 아미노시안 등으로 변하며, 이로 인해 중합폭발의 위험이 있다. 저장 중 수분이 존재하면 중합이 진행될 수 있으므로 장기간 보관에 주의해야 한다. 분해폭발·산화폭발·분진폭발과는 원인이 다르므로 문항에서 수분으로 인한 중합폭발 연결을 확인해야 한다.
선지에서 수소의 제조법을 고르는 문제라면 공기액화 분리법을 고르지 않아야 한다. 이 유형은 '공정 목적'을 기준으로 분류하여 답을 찾는 문제 패턴이다. 에틸렌 관련 문제는 '에틸렌 = 나프타 열분해' 연상을 통해 오답 선지인 수첨분해·고리화·이성화 등을 배제하는 방식이 대표적이다. LPG의 공급원을 묻는 문제에서는 석탄광 가스를 배제하고 천연가스·원유 정제 부산물 등을 선택해야 한다. 시안화수소의 저장 안정성 문제는 '수분 존재 → 중합 → 중합폭발 위험' 연결고리를 확인하면 정답에 도달한다.
에틸렌의 제법중 현재 공업적으로 가장 많이 사용되고 있는 것은?
정답 ④ · 현재 공업적으로 가장 많이 사용되는 에틸렌 제법을 묻는 문제이다. 현대 석유화학 산업에서 에틸렌은 주로 나프타를 약 800℃ 이상의 고온 수증기 분해(크래킹) 공정으로 생산하며, 이 방식이 경제성과 규모 면에서 표준이다.
에틸렌은 나프타의 열분해(크래킹) 공정을 통해 대량 생산된다.
시안화수소(lq)에 소량의 물이 포함되어 있을 경우 장기간 저장치 못하게 하는 이유인 것은?
정답 ③ · 시안화수소는 불순물인 수분이 존재할 경우 시간이 경과함에 따라 중합 반응이 일어나 고분자 화합물인 아미노시안 화합물 등으로 변합니다. 이러한 중합 반응은 급격히 진행되면 폭발적인 현상을 동반할 수 있으므로 '중합폭발'의 위험이 있습니다.
시안화수소는 수분 존재 시 중합 반응을 일으켜 아미노시안 등으로 변하며, 이는 중합폭발의 원인이 된다.
대량의 LPG를 얻는 방법이 아닌 것은?
정답 ③ · LPG(액화석유가스)는 주로 천연가스 가전 현상, 원유 정제과정의 부산물, 석유화학 공정의 나프타 분해 등을 통해 얻습니다. 문제의 보기 중 '석탄광 가스'는 주로 도시가스(합천가스 등)의 원료가 되는 것으로 LPG를 얻는 일반적인 방법이 아닙니다.
LPG는 주로 천연가스 분리, 원유 정제 부산물, 석유화학 공정 등에서 얻으며 석탄광 가스는 LPG의 주요 공급원이 아닙니다.
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