[위험물 기능장] 제4류 위험물 관련문제 (2)

[위험물 기능장] 제4류 위험물 관련문제 (2)

 

▣ 제4류 위험물(인화성 액체) 특수인화물

 위험물 기능장 실기 문제 중 매회 1~2문제 이상 출제되는 것 중 하나가 제4류 위험물 중 특수인화물과 관련된 것일 정도로 특수인화물 출제빈도가 높습니다.

 위험물 안전관리법상 "특수인화물"은 다음과 같습니다.

이황화탄소, 디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 섭씨 100도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 20도 이하이고 비점이 섭씨 40도 이하인 것.

 

▣ 주요 특수인화물의 물성

명칭	화학식	인화점	비중	비점	연소범위	착화점	지정수량
디에틸에테르	C2H5OC2H5	-45℃	0.72	34.5℃	1.9 ~ 48%	180℃	50 ℓ
아세트알데히드	CH3CHO	-38℃	0.78	21℃	4.1 ~57%	185℃
산화프로필렌	CH3CHCH2O	-37℃	0.83	34℃	2.5 ~ 38.5%	465℃
이황화탄소	CS2	-30℃	1.26	46℃	1 ~ 44%	100℃

 위의 표에 나와있는 물질들 이외에 다른 특수인화물도 있지만 시험에 자주 출제되는 물질들 4가지에 대해서는 명칭, 화학식, 인화점, 연소범위는 암기를 해두는 것이 좋습니다.

 

 인화점은 1석유류, 2석유류 등과 함께 보기에 넣어 인화점이 낮은 순 또는 높은 순을 묻거나, 이황화탄소(CS₂)의 경우 가연성 증기가 쉽게 발생한다는 특징(인화점: - 30℃)과 비중이 큰 특징 (비중: 1.26) 때문에 물속에 보관해야하는 제4류 위험물과 같은 조건으로 문제가 주어집니다.

 

▣디에틸에테르 (C₂H₅OC₂H₅)

관련문제

제4류 위험물인 디에틸에테르에 대하여 다음 물음에 답하시오.

① 구조식

② 인화점, 비점

③ 공기 중 장시간 노출 시 생성물질과 검출방법

④ 2,600 [ℓ] 일 때 옥내저장소의 보유공지(내화구조)

 

풀이 및 답.

① 구조식 

② 디에틸에테르의

인화점: -45℃, 비점: 34.5℃

 

③ 공기 중 장시간 노출 시

답:

생성물질: 과산화물

검출방법: 10% KI용액에 넣어 황색으로 색변화를 일으키는 경우 과산화물 생성된 것으로 본다.

 

④ 보유공지의 계산을 위해서는 (1) 제조소 등의 구분, (2) 지정수량의 배수를 알아야 합니다.

문제의 조건에서 (1) 옥내저장소(내화구조), (2) 취급량 2,600ℓ이 주어져 있습니다. 옥내저장소의 보유공지 기준은

저장 또는 취급하는 위험물의 최대수량	공지의 너비
	벽, 기둥, 바닥이 내화인 경우	그 밖
지정수량의 5배 이하	-	0.5m 이상
지정수량의 5배 초과 10배 이하	1m 이상	1.5m 이상
지정수량의 10배 초과 20배 이하	2m 이상	3m 이상
지정수량의 20배 초과 50배 이하	3m 이상	5m 이상
지정수량의 50배 초과 200배 이하	5m 이상	10m 이상
지정수량의 200배 초과	10m 이상	15m 이상

입니다.  그리고 특수인화물의 지정수량은 50ℓ이므로 조건의 취급량 2,600ℓ는 지정수량의 52배가 되므로 위의 표에서 지정수량 50배 초과 200배 이하, 내화구조인 경우 공지의 너비는 5m 이상인 것을 알 수 있습니다.

답: 5m 이상

 

이 외 보유공지와 관련해서는 아래의 글을 참고하여 주십시오.

 

2022.12.08 - [HSE/위험물 복습] - 위험물 안전관리법 보유공지와 안전거리

위험물 안전관리법 보유공지와 안전거리

 

 

▣ 이황화탄소(CS₂)

관련문제

1. 제4류 위험물의 특수인화물 중 물속에 저장하는 위험물에 대하여 답하시오.

① 연소반응식

② 증기비중

③ 옥외저장탱크 벽의 두께와 바닥의 두께

 

풀이 및 답.

① 연소반응식 

답: CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂

 

② 증기비중

원자량 C(탄소) = 12, S(황) = 32.

즉, CS2의 분자량은 12 + (32×2) = 76이고, 공기의 분자량은 약 29 ▶ 이황화탄소 증기비중 = 76/32 ≒ 2.6206...

답: 2.62

 

③ 위험물 안전관리법 시행규칙 별표 6의 VI. 20에 따라 이황화탄소의 옥외저장탱크는 벽 및 바닥의 두께가 0.2m 이상이 되어야 합니다.

답: 벽의 두께 0.2m 이상, 바닥의 두께 0.2m 이상

[별표 6] 옥외탱크저장소의 위치·구조 및 설비의 기준(제30조관련)(위험물안전관리법 시행규칙) (1).pdf

0.20MB

 

 

 

 

2. 이황화탄소의 옥외저장탱크는 벽 및 바닥의 두께가 0.2m 이상이고 누수가 되지 아니하는 (  ①  )의 수조에 보관하여야 한다. 이 경우 (  ②  ), (  ③  ), (  ④  )는 생략할 수 있다.

 

풀이 및 답.

위험물 안전관리법 시행규칙 별표 6의 VI. 20

이황화탄소의 옥외저장탱크는 벽 및 바닥의 두께가 0.2[m] 이상이고 누수가 되지 아니하는 철근 콘크리트의 수조에 넣어 보관하여야 한다. 이 경우 보유공지, 통기관 및 자동계량장치는 생략할 수 있다.

답: ① 철근 콘크리트, ② 보유공지, ③ 통기관, ④자동계량장치

 

 

▣ 아세트알데히드(CH₃CHO)

관련문제

1. 다음 [보기]에서 어떤 물질의 제조방법을 설명하고 있다. 이런 제조방법으로 제조되는 제4류 위험물에 대한 다음 물음에 답하시오.

[보기]
1. 에탄올을 산화시켜 제조
2. 황산수은 촉매하에서 아세틸렌을 물에 첨가시켜 제조

① 위험도

② 연소반응식

③ 이 물질이 산화하여 초산이 생성되는 반응식

 

풀이 및 답.

 문제의 보기와 같은 조건 '에탄올을 산화시키거나 황산수은 촉매하에서 아세틸렌을 물에 첨가시켜 제조'하여 얻을 수 있는 물질은 아세트알데히드(CH3CHO) 입니다.

 

 이게 어렵다면 문제의 조건에서 에탄올 → [ 생성물질 ] → 초산(아세트산) 으로 생성물질(아세트알데히드)을 유추할 수 있습니다.

 에탄올에서 초산까지의 산화반응식은 다음과 같습니다.

 

① 위험도는 연소한계(LEL과 UEL)를 가지고 구하므로 기본적으로 아세트알데히드의 연소범위를 알고 있어야 합니다.

 (1) 아세트알데히드의 연소범위: 4.1 ~ 57%

 (2) 위험도 공식 = (UEL-LEL)/LEL 이므로, 아세트알데히드의 위험도는

(57 - 4.1)/4.1 ≒ 12.902...가 됩니다.

 답: 12.9

 

② 아세트알데히드(CH3CHO)의 연소반응식

답: 2CH₃CHO + 5O₂ → 4CO₂ + 4H₂O

 

③ 아세트알데히드로부터 초산의 생성 반응식 

답: 2CH₃CHO + O₂ → 2CH₃COOH

 

 

2. 아세트알데히드를 저장 또는 취급하는 지하탱크저장소에 대하여 강화되는 기준 2가지를 쓰시오.

 

풀이 및 답.

위험물 안전관리법 시행규칙 별표 8의 IV. 위험물의 성질에 따른 지하탱크저장소의 특례기준에 따라

답:

1. 지하저장탱크는 지반면하에 설치된 탱크전용실에 설치.

2. 지하저장탱크의 설비는 아세트알데히드등의 옥외저장탱크의 설비 기준을 준용. 단, 아세트알데히드 등의 온도를 적당한 온도로 유지할 수 있는 구조인 경우에는 냉각장치 또는 보냉장치를 설치하지 않을 수 있음.

[별표 8] 지하탱크저장소의 위치·구조 및 설비의 기준(제32조관련)(위험물안전관리법 시행규칙).pdf

0.12MB

 

 

3. 아세트알데히드를 저장탱크에 저장하고자 할 때 알맞은 온도[℃]를 쓰시오.

① 보냉장치가 있는 이동탱크에 저장

② 보냉장치가 없는 이동탱크에 저장

③ 옥외저장탱크 중 압력탱크 외의 탱크에 저장

④ 옥내저장탱크 중 압력탱크 외의 탱크에 저장

⑤ 지하저장탱크 중 압력탱크 외의 탱크에 저장

⑥ 옥내저장탱크, 옥외저장탱크 중 압력탱크에 저장

 

풀이 및 답.

본 문제의 답은 위험물 안전관리법 시행규칙 별표 18의 III.2.21. 사~차까지의 항목을 참고하시면 되겠습니다.

답:

① 비점이하, ② 40℃ 이하, ③ 15℃ 이하, ④ 15℃ 이하, ⑤ 15℃ 이하, ⑥ 40℃ 이하

[별표 18] 제조소등에서의 위험물의 저장 및 취급에 관한 기준(제49조관련)¸ 운반용기의 최대용적 또는 중량(별표 18 관련)(위험물안전관리법 시행규칙).pdf

0.20MB

 

 

 

 

▣ 산화프로필렌(CH₃CHCH₂O)

관련문제

1. 인화점 -37℃, 비중이 0.82이고 지정수량이 50ℓ인 물질에 대해 답하시오.

① 구조식

② 증기비중

③ 압력탱크 저장 시 온도

④ 보냉장치가 없는 이동저장탱크 온도

 

풀이 및 답.

 문제에서 지정수량이 50ℓ인 것으로 우선 제4류 위험물 중 특수인화물이라는 것을 먼저 파악합니다. (위험물 안전관리법상의 위험물 중 지정수량이 리터[ℓ] 단위인 것은 제4류 위험물 밖에 없습니다.)

 그다음 인화점이 -37℃, 비중 0.82에서 산화프로필렌(CH₃CHCH₂O)임을 유추합니다. 비슷한 인화점으로 아세트알데히드(CH₃CHO)가 있으나 약간이나마 인화점(-38℃)과 비중(0.78)이 낮습니다.

 

① 구조식

② 증기비중은 CH₃CHCH₂O에서 산화프로필렌의 분자량 12 + (1×3) + 12 + 1 + 12 + (1×2) + 16 = 58을 공기의 분자량 29로 나누게 되면 58/29 = 2

답: 2

 

③과 ④의 답은 위험물 안전관리법 시행규칙 별표 18의 III 저장의 기준에 따라

③ 답: 40℃ 이하

④ 답: 40℃ 이하