화학공장설계기술사 제76회 기출문제

미국석유화학협회(API) Code

미국기계기술자협회(ASME) Code

내화(Fire proofing)의 대상과 필요성

위험기반 검사(Rick Based Inspection)의 필요성

펌프의 요구 NPSH(Net Positive Suction Head)

4 개의 성분(A,B,C,D)으로 구성된 혼합물을 4 개의 순수물질로 분리하고자 한다. 그러한 경우 가능한 서로 다른 공정도(Possible Sequence)는 몇 가지인가?

0℃의 얼음 1kg 이 녹아서 같은 온도의 물이 될 경우 엔트로피(entropy) 증가량은 몇 ㎈/°K 인가?(단, 얼음의 융해 잠열은 80cal/g 이다.)

물리 수증기와 평형에 있는 계에 불활성 기체인 아르곤(Ar)을 넣었다. 아르곤이 포함된 계의 자유도(degree of freedom)는 얼마인가?

이상기체의 거동을 보이는 어떤 기체가 500°K, 18psia 에서 100 ft을 차지한다면 500°K, 40psia 에서의 부피는 몇ft인가?

어떤 증류탑에 원료로 물질 A 와 B 의 몰비 1:1 혼합물이 70kmol/h 의 몰유량 (molar fiow rate)으로 투입되어 상부 및 하부흐름으로 분리되고 있다. 상부 흐름에서 A 의 몰분율이 0.9 이고 하부흐름에서 B 의 몰분율이 0.8 이면 상부흐름의 몰유량(Kmol/h)은?

어떤 온도에서 이상기체 반응 A(g) →B(g)+C(g)의 평형상수가 1 이다. 이때 A 의 평형 전화율(equilibrium conversion)이 0.5 가 되는 압력(atm)은? 1 0 0 0

어느 공장의 제품 1kg 당 생산비용($/kg)은 70+P0 .+ P 이다. 여기서 p 는 제품의 하루생산량(kg/day)이다. 제품의 가격은 $100/kg 이며 최대생산량 500kg/day 일때 이익을 최대화 하는 하루 생산량(kg/day)은?

연초인 현재 10 억원을 투자하여 공장을 짓고 운전하여 이번해말 1 억원, 다음해 말 5 억 2 천만원의 순이익을 얻고 공장가치가 8 억원인 상태로 종료하는 프로젝트 의 수익률(rate of return)을 연리(%)로 나타내면?

공장설계 프로젝트를 수행하면서 중요한 업무의 하나가 설비 구매행위이다. 설비구매 순서를 설명하시오.

화학공장 설계시 배관설계에 50% 정도의 인력이 소요되고 있다. 배관설계자가 해야 할 역할을 5 가지 이상 설명하시오.

케스케이드 제어(Cascade control)의 특징을 실례를 들어 설명하고, 그 제어방법의 장․단점에 대하여 설명하시오.

어떤 화학장치의 구입가격은 3 억 2 천만원이다. 이 장치의 내용연수는 4 년이며, 내용연도 말의 잔존 가격은 2 천 만원으로 추정된다. 이 장치를 3 년간 사용하였다. 구입 후 3 년후의 장부가격을 다음 방법으로 각각 구하여라. 1) 정액법 2) 정율법

몬테가를로 시뮬레이션(Monte Carlo simulation)이란 무엇인지 설명하고 이를 적용 하는 화학공정모사 예를 하나 드시오.

한 회사가 원료 A 와 B 를 혼합하여 두 가지 제품 P 와 Q 를 생산하다. 제품 P 는 A 함량이 40wt%로 판매가격은 $60/kg 이다. 제품 Q 는 A 함량이 30wt%이며 판매 가격 $50/kg 이다. 원료 A 의 구입가격은 $40/kg, B 의 구입가격은 $20/kg 이며 원료구입비 이외의 비용은 고정비융이다. 두가지 원료 구입비 합계는 하루 $10,000 이하로 제한되어 있고 생산된 제품은 두가지 모두 합해 하루 400kg 가지 판매할 수 χ , χ 있다. 각 제품의 하루 생산량을 1 라 놓고 이익을 최대화 하는 선형계획법 (line Programming)문제를 수식화 하시오.

화학공정의 설비 배치도(Plot Pian)를 작성할 때 고려해야 할 사항 5 가지 이상을 설명하시오.

미국 열교환 기제조협회(TEMA)에서는 열교환기(Shell and Tube Heat exchanger) 를 세가지로(R.C.A)로 분류하여 제작사용하도록 규정하고 있다. 세가지 열교환기 특성에 대하여 설명하시오.

효소는 단백질 분사로된 생물촉매이다. 효소촉매 반응은 일반화학 반응과 구분되며, 상업적으로는 공업용, 분석용, 의약용으로 구분할 수 있다. 효소촉매 반응이 일반화 학 반응과 다른점을 서술하고 상업적 사용예를 제시하시오.

폐기물 관리체계를 우선순위를 들어서 논하시오.

어떤 설비나 장비의 고장율(failure rate)을 수학적으로 정의하고 그 의미를 설명한 뒤 일반적으로 가동시간에 따라 고장율이 어떻게 변화하는지 그래프로 나타내시오. 6

아래 표에 나타낸 네가지 프로젝트 후보들 중 총추자비 $20× 10한도내에서 순수현 재가치(net present value)합계가 최대화 되는 프로젝트들을 선정하려고 한다. 단 프로젝트 1 과 2 는 동시에 선정할 수 없으며 프로젝트 4 는 프로젝트 3 이 선정된 χi 경우에만 선정할 수 있다. 프로젝트 I 의 선정여부를 나타내는 이산변수 =0 or 1 을 사용하여 본문제를 정수(선형)계획법(integer (clinear) programming)문제 형태로 수식화 하시오. 프로젝트 투자비($ 10) NPV($10) 1 8 12 2 7 10 3 6 8 4 5 9

화학공장설계시 공정안전관리(PSM)보고서를 작성하여야 한다. 공정안전관리의 구성요서 5 가지 이상을 기술하고 간략하게 설명하시오.

위험성 평가(HAZOP Study)를 실시한 경험을 구체적(공장의 위치 공정명)으로 설명하고 평가결과에 따라 공정 또는 설비를 개선한 사례 5 가지 이상을 기술하시오.

공장설계시에 연속이고 미분이 가능한 비선형 방정식을 해석적으로 풀 수 없을 경우 수치해석법(반복 시행착오법)을 사용한다. 그 중 미분법의 기본이 되는 방법 이 유튼-랩슨(Newton-Rapson)수렴방법이다. 뉴튼-랩슨 방법을 설명하시오.

함수 f 의 정의구역이 -5≤χ≤5 로 주어졌을때, 주어진 정의구역에서 함수 f 의 최대값(global maximum) 최소값(global minimum), 극대값(local maximum), 그리고 극소값(local minimum)을 구하여라 χ3−12 χ + 3 f(χ) =

Thermally coupled prefractionator 대신 증류탑내에 분리벽을 설치하여 dividing wall column 형태로 단순화시킨 Petlyuk column 의 구조를 도시하고 사용목적 및 효과를 설명하시오. e t2

어떤 공정설비의 신뢰도(생존율)함수가 R(t)=4 ¿이라 알려져 있다. 여기서 t 는 가동시간(년)이다. 현재 가동후 1 년이 되었으며 잘 작동하고 있다. 이때 향후 1 년 동안 더 가동할 수 있을 확률을 계산하시오.