개념 한 쪽
액화석유가스(LP가스)는 원유와 천연가스의 처리 과정에서 얻어지는 가연성 탄화수소 계열의 혼합물이다. 산업적으로는 원유 회수, 석유정제 분리, 나프타 분해라는 세 가지 경로가 주요한 제조 루트로 사용된다. 시험 문제는 이들 제조 경로를 구분하거나, LP가스 제조에 해당하지 않는 공정을 골라내는 능력을 묻는다.
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출제기준 단원 「액화석유가스」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 제조 경로 판별 | 1 | LP가스를 얻는 대표적 공정들 가운데 해당 항목을 판별하는 능력을 묻는다 |
| 회수 vs 정제 구분 | 1 | 가스의 회수 공정과 정제 공정을 목적 기준으로 구분하는 능력을 묻는다 |
| 관련 공정 적합성 | 1 | 특정 공정이 어떤 가스 제조에 적합한지를 가려내는 능력을 묻는다 |
액화석유가스는 지하에서 채취된 원유나 천연가스에서 분리되거나 정제 과정 또는 나프타 분해 공정의 부산물로 얻는 가스로 정의된다. 산업적 제조 경로는 크게 원유에서 액체 가스를 회수하는 방법, 석유정제 과정에서 분리하여 얻는 방법, 그리고 나프타 분해로부터 얻는 방법으로 나뉜다.
문제 유형에서는 'LP가스의 제조법'과 관련 없는 공정을 골라내는 문제가 자주 출제되므로 각 공정의 목적을 명확히 구분해야 한다. 예를 들어 메탄의 부분산화법은 주로 수소나 합성가스 제조에 쓰이는 공정으로, LP가스의 대표적인 제조 루트로 분류되지 않는다.
또한 가스의 제조와 정제(예: 탈수 등)를 혼동하면 오답이 되므로 회수와 정제의 목적 차이를 기억해야 한다. 회수는 원료 혼합물에서 원하는 가스를 분리·획득하는 공정이고, 정제는 이미 회수한 가스에서 불순물이나 수분을 제거하는 공정이다.
산업적 맥락에서 수증기 개질법처럼 특정 공정은 원료의 성상에 따라 적합성이 달라진다. 예컨다 수증기 개질법은 가벼운 탄화수소원인 나프타를 원료로 사용하는 것이 적당하며, 무거운 연료유류는 직접 사용하기 부적합하다.
문제에서 'LP가스의 제법이 아닌 것'을 고르는 유형은 세 제조 경로인 원유 회수·정제 분리·나프타 분해를 떠올리면 해결한다. 메탄의 부분산화법과 같은 보기는 주로 수소나 합성가스 제조에 해당하므로 LP가스 제조 항목에서 제외한다. 회수와 정제를 혼동해 탈수법을 회수법으로 선택하면 실수하므로 목적을 기준으로 선지를 판단한다.
일산화탄소의 제법이다. 올바른 것은?
정답 ② · 일산화탄소의 산업적 제법에 해당하는 것을 고르는 문제이다. 수성가스는 석유나 석탄 같은 탄소질 연료를 고온에서 수증기와 반응시켜 얻는 일산화탄소와 수소의 혼합가스이며, 여기서 CO를 회수한다.
일산화탄소는 석탄이나 석유를 고온에서 가스화하여 만드는 수성가스로부터 회수된다.
유전지대에서 채취되는 습성 천연가스와 원유에서 액화석유 가스를 회수하는 법으로 옳지 않는 것은?
정답 ④ · 천연가스와 원유에서 LPG를 회수하는 방법으로 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. LPG 회수법에는 압축하고 냉각해 응축시키는 압축냉각법, 경유 등 흡수유에 흡수시키는 흡수법, 활성탄에 흡착시키는 흡착법 등이 있다.
탈수법은 수분을 제거하는 공정이지 가스를 회수하는 방법이 아니므로 옳지 않은 설명이다.
암모니아 제조법 중 haber-bosch 법은 수소와 질소를 혼합하여 몇 도의 온도와 몇 기압의 압력으로 합성시키며 촉매는 무엇을 사용하는가?
정답 ① · 하버-보슈법에 의한 암모니아 합성의 온도, 압력, 촉매 조건을 묻는 문제이다. 질소와 수소의 합성 반응은 발열·부피 감소 반응이므로 평형과 반응 속도의 균형을 고려하여 약 450~500℃, 약 300atm의 조건에서 수행한다.
하버-보슈 법은 450~500℃, 300atm 조건에서 철(Fe)을 주촉매로 사용하여 암모니아를 합성한다.
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