화학설비의 안전설계 일반기준에 관한 기술지침(D-24-2012)

 

o 관련규격 및 자료

- Guideline for Engineering Design for the Process Safety, Center for Chemical Safety of the AIChE, 1993.

- OSHA PSM Guideline

---

화학설비의 안전설계 일반기준에 관한 기술지침(D-24-2012)

​

1. 목 적

2. 용어의 정의

3. 일반사항

4. 효율화 설계

5. 대 체

6. 완 화

7. 영향의 제한

8. 단순화

---

1. 목 적

사업장의 근원적 안전성 확보는 제어 시스템, 인터록 설비, 경보 설비 등을 설치하거나 개선하는 것보다 화학물질의 양을 줄이거나 유해 위험성이 적은 물질로 대체, 사용하는 조건을 완화하는 등 위험성이 원천적으로 감소되도록 설계되어야 한다. 이 기준은 설계단계에서 근원적인 안전성 확보를 위한 지침을 주는데 있다.

​

2. 용어의 정의

(1) 이 기준에서 사용하는 용어의 정의는 다음 각호의 1과 같다.

(가) “근원적 (Inherent) 방법”이라 함은 위험하지 않은 화학물질 또는 공정 조건을 사용하여 위험요인 (Hazard)를 없애는 방법을 말하며 테레프탈산(TPA)제조공정에서 용제를 물 로 바꾸는 것 또는  알킬벤젠 제조공정에서 촉매를 불화수소에서 지글러 촉매로 교체하는 것 등을 예로 들 수 있다.

(나) “수동적 (Passive) 방법”이라 함은 위험성을 제거하지 않고 사고의 빈도나 사고의 크기를 줄이기  위하여 공정 또는 설비의 설계 특성을 이용하여 위험성을 없애거나 최소화하는 방법을 말하며  설비의 설계압력을 높이는 방법 등을 예로 들 수 있다.

(다) “능동적 (Active) 방법”이라 함은 제어장치, 안전을 위한 인터록 설비, 비상정지시스템 등을 사용 하여 위험성이 있는 공정의 이탈을 감지하고 이에 대한 적절한 조치를 할 수 있도록 하는 방법을 말한다.

(라) “절차적(Procedural) 방법”이라 함은 사고를 예방하고 사고의 결과를 최소화하기 위하여 안전운전절차, 비상조치계획 기타 관리 절차를 이용하는 방법을 말한다.

(2) 기타 이 기준에서 사용하는 용어의 정의는 특별한 규정이 있는 경우를 제외하고는 산업안전보건법, 동법 시행령 및 동법 시행규칙에서 정하는  바에 의한다.

​

3. 일반사항

(1) 근원적으로 공장을 안전하게 설계하는 방법에는 다음 각호와 같은 방법이 있다.

(가) 효율화(Intensification) : 유해․ 위험성이 있는 물질의 양을 줄임.

(나) 대체 (Substitution) : 유해․ 위험성이 적은 물질로 바꿈.

(다) 완화 (Attenuation) : 취급조건 또는 형태를 유해․ 위험성이 적은 조건 또는 형태로 변경함.

(라) 영향의 제한 (Limitation of effects) : 유해․ 위험한 물질 또는 에너지의 누출에 의한 결과가 최소화 되도록 설비를 설계함.

(마) 단순화 (Simplification) : 운전상의 실수 또는 오류가 최소화 될 수 있도록 설비를 설계함.

(2) 공정위험관리를 위한 개선사례를 예시하면 <표 1>과 같다.

​

4. 효율화 설계

4.1. 반응기

화학공정에서는 반응기 내부에 많은 양의 유해․ 위험한 물질을 보유하고 있다. 그러므로 반응기 설계시에는 가능하면 반응율을 최대로 하고 반응기의 크기를 줄임으로써 공정의 경제성 및 설비의 안전성을 높일 수 있다.

(1) 연속식 반응기

(가) 연속식 저조 반응기가 회분식 저조 반응기보다 크기가 작으므로 안전상 훨씬 유리하다. 그 이유는 다음과 같다.

- 연속식 반응기가 혼합 효과가 좋으므로 품질이 균일하고 부반응이 적다.

- 반응기의 단위 체적당 열전달 면적이 연속식 반응기가 크므로 온도제어가 용이하고 열에 의한 폭주 반응 위험을 줄일 수 있다.

- 반응기가 작으므로 같은 비용으로 설계압력을 높일 수 있다.

​

<표 1> 공정위험관리를 위한 개선사례​

방 법	개 선 사 례	효 과
근원적인 방법	폭주 반응에 의하여 과압을 발생시키지 않는 비휘발성 물질을 사용한 대기압 반응	사용하는 물질의 물리․ 화학적인 특성으로 인하여 반응기 내부에 과압이 발생될 가능성이 없음.
수동적인 방법	폭주반응에의하여 10kg/cm²Ｇ 의 과압이 발생되는 반응에 설계압력이 20kg/cm²G인 반응기 사용	반응기가 폭주반응에 의한 압력을 견딜 수 있음.그러나 반응기가 결함,부식 또는 물리적인 손상에 의하여 10kg/cm²Ｇ 에서 파괴될 가능성이 있음.
능동적인 방법	폭주반응에 의하여10kg/cm²Ｇ의 과압이 발생되는 반응에 설계압력이 5kg/cm²G인 반응기를 사용하고, 운전은 3kg/cm²G압력에서 하고 압력이 운전 압력보다 0.5kg/cm²이상 올라가면 원료 공급을 차단할 수 있는 인터록 설비를 설치하고 설정압력이 5kg/cm²G인 파열판을 설치	인터록 설비가 고장나거나, 파열판이 막히거나 설치를 잘못하면 폭주 반응에 의하여 반응기가 파괴되어 화재․ 폭발 또는 유해한 물질을 누출시킬 가능성이 있음.
절차적인 방법	폭주반응에 의하여10kg/cm²Ｇ 의 과압이 발생되는 반응에 설계압력이 5kg/cm²G인 반응기를 사용하고, 운전원에게 운전압력을 수시로 확인하도록 하고 또한 운전압력보다 압력이 0.5kg/cm²이상 올라가면 원료공급을 중단하도록 절차에반영	항상 운전원에 의한 실수 또는 제때에 원료공급을 중단을 하지 못할 가능성이 있음.

(나) 그 예로 발열 폭주반응을 일으키는 어느 제조 공정에서, 같은 양을 생산할 수 있는 연속식 반응기(내용량 : 0.4㎥)와 회분식 반응기 (내용량 : 11㎥)의 폭발시에 주위에 미치는 압력의 차이를 예시하면 <표 2>와 같다. 단, 반응기의 설계압력 및 파열압력은 동일한 것으로  간주한다.

​

<표 2> 폭발시 주위에 미치는 압력의 예

거리(ｍ)	폭발시에 미치는 압력 (㎏/㎠Ｇ )
	회분식 반응기(11㎥)	연속식 반응기(0.4㎥)
15	0.239	0.044
30	0.077	0.019

(2) 관형 반응기

(가) 관형 반응기를 이용하면 반응기 내부에 가지고 있는 유해․ 위험성 물질을 최소화할 수 있다. 관형 반응기는 설계가 단순하고 교반기 같이 움직 이는 부분이 없고 누출 가능성이 있는 연결부위가 최소화되어 있으므로 위험도가 매우 작다.

(나) 그 예로 진한 황산과 과산화수소를 원료로 하여 카로산(Caro's acid)를 제조하는 공정에서, 300kg/day를 생산하는데 30ℓ 용량의 교반식 등온  반응기에 약 30분동안 반응시켜야 한다. 만약 이를 20㎖용량 관형 반응기를 이용하여 약 3초 동안 반응시키면 같은 물질 300kg/day를 생산할  수 있다. 같은 양을 만들면서 반응기의 내용량을 1/1500로 축소하여 위험을 최소화할 수 있다.

(3) 기-액 반응

(가) 기-액 반응에서는 물질전달속도가 제한적인 경우가 많다. 일반적으로 물질전달속도를 증가시키면 반응기의 크기를 줄일 수 있고, 또한 수율을 향상시킬 수 있다.

(나) 그 예로 염소를 원료로 하는 염화 유기물 제조공정에서, 회분식 교반조 반응기를 환형 반응기(Loop reactor)로 교체하여 얻어진 위험 감소효과를 분석한 사례를 예시하면 <표 3>과 같다.

​

<표 3> 반응기 종류에 따른 크기 및 생산성 분석의 예

항 목	회분식 교반조 반응기	환형 반응기
반응기 크기(ℓ ) 염소화 반응시간(hr) 생 산 성(kg/hr) 염소 사용량(kg/100kg 제품) 가송소다 중화제 사용량(㎏/100㎏ 제품)	8,000 16 370 33 31	2,500 4 530 22 5

4.2. 저장 및 이송

(1) 저장

원료, 중간제품 및 제품의 저장량을 필요이상으로 확보하는 경우가 많다. 공장설계시 저장량을 최소화하여 위험을 줄이도록 한다.

(2) 이송배관

이송배관 내의 정체량도 설비의 위험요인 중의 하나이다. 배관에 관련된 위험을 최소화하기 위하여 배관의 크기 및 배치에 안전성이 고려되어야 한다. 염소를 이송하는 150ｍ길이의 배관이 파열시에 배관의 지름과 내용물의 상태에 따른 위험의 크기를 예시하면 <표 4>와 같다.

​

<표 4> 배관의 크기 및 내용물에 따른 위험의 예

배관호칭지름(㎝/in)	취급상태	정체량(kg)	25ppm의 농도가 되는 거리(m)
50/2 25/1 25/1	액체 액체 기체	430 110 2	2400 1700 650

​

4.3. 증류시스템

증류시스템에서의 위험물질 정체량을 감소시킬 수 있는 방법에는 다음과 같은 방법이 있다.

- 환류(Reflux)용 저장조 및 재비기(Reboiler)의 크기를 최소화하는 방법

- 내부 환류 응축기(Reflux condenser) 및 내부 재비기(Reboiler)를 사용하는 방법

- 내부 정체량을 최소화할 수 있는 탑 충전물 (Column internal)을 사용하는 방법

※ 일반적으로 포종단(Bubble cap tray), 체판(Sieve tray), 충전층(Packed bed) 순으로 내부 정체량을 적게한다.

- 탑(Column)의 안지름을 작게하여 정체량을 감소시키는 방법

- 공정에서 독성, 부식성 기타 위험한 물질을 먼저 제거하는 방법

​

4.4. 열교환 시스템

열교환 시스템은 그 형태에 따라 단위부피당 전열면적의 차이가 매우 크다. 그러므로, 필요한 전열면적을 확보하면서 위험물질의 정체량이 최소화되도록 <표 5>와 같은 기준에 따라 열교환기를 설치한다.

​

<표 5> 열교환기 형식에 따른 용량당 표면적

형 식	용량당 표면적 (㎡/㎥)
관형 (Shell & Tube) 판형 (Plate) 나선 판형 (Spiral plate) Fin 튜브형 (Shell & Finned tube) Fin 플레이트형 (Plate fin) 재생 (Regenerative) - 회전형 (Rotary) 재생 (Regenerative) - 고정형 (Fixed)	70～500 120～225 (< 1,000) < 185 65～270 (< 3,300) 150～450 (< 5,900) < 6,600 15,000

 

​

5. 대 체

5.1. 원료

제조공정에서 사용되는 원료 또는 중간제품을 위험성이 낮은 물질로 대체할 수 있으면 설비의 근원적인 안전성을 높일 수 있으며, 이를 예시하면 다음과 같다.

(1) 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 제조공정에서 아세틸렌과 시안화수소 (Hydrogen cyanide)을 원료로 하여 만드는 방법 대신에 프로필렌과 암모니아를 원료로 사용하는 방법

​

CH ≡ CH + HCN → CH2 = CHCN

CH2 = CHCH3 + NH3 + 3/2 O2 → CH2 = CHCN + H2O

​

(2) 아크릴 에스테르(Acrylic ester) 제조공정에서 독성이 큰 촉매를 이용하여 아세틸렌과 일산화탄소를 원료로 하여 만드는 방법 대신에 프로필렌을 산화반응시켜 만드는 방법

​

                                 Ni(CO)₄

CH ≡ CH + CO + ROH ─────→ CH2 = CHCO2R

                                  HCI

​

CH2 = CHCH3 + 3/2 O2 → CH2CHCO2H + H2O

CH2CHCO2H + ROH → CH2 = CHCO2R + H2O

​

5.2. 용제

(1) 휘발성이 큰 유기용제를 수용성 시스템 또는 위험성이 적은 유기용제로 대체하여 제조공정 또는 제품의 위험성을 적게하는 공정이 많이 개발되고 있다. 그 예는 다음과 같은 것들이 있다.

- 유기용제를 사용하는 대신에 물을 용제로 사용한 페인트 및 접착제 제조하는 공정

- 유기용제를 사용한 농약 대신에 물 또는 건식 농약 제조하는 공정

- 반도체 제조 공정에서 클로로플로로카본 대신에 수세척 시스템으로 찌꺼기(Flux)를 제거하는 공정

(2) 유기용제를 위험성이 적은 물질로 대체하는 경우도 많이 있다.

․ 클로로포롬 → 아세톤 → 에틸아세테이트 → 에탄올

․ 디클로로메탄 → 에탄올

․ 트리클로로에틸렌 → 물

․ 아세틱산 → 물

․ 프로판올 → 프로판디올 → 물

​

5.3. 유틸리티

공정 또는 설비의 근원적 안전을 확보하기 위하여 유틸리티로 사용되는 물질을 대체하는 것을 검토한다.

- 가연성 열매 대신에 물 또는 수증기 사용

- 물 또는 수증기로 아니 되는 경우에는 인화점이 높은 오일 또는 용융 염(Molten salt)의 사용

- 암모니아 또는 프로판 냉매 대신에 하이포클로로플로로카본의 사용

- 물처리 설비에서 염소대신에 소디움 하이포클로라이트, 칼슘 하이포클로라이트 또는 과산화수소의 사용

​

6. 완 화

​

6.1. 희석

희석이라 함은 저비점의 위험물질의 저장시에 근원적 위험을 감소시키는 방법으로 저장하는 압력을 줄이거나 누출되었을 때 초기 대기중 농도를 낮게하는 방법이 있다. 저비점 물질을 고비점 물질에 희석하여 저장함으로써 저장하는 압력을 낮게 할 수 있으며, 저장하는 물질이 누출되더라도 확산속도를 줄일 수 있다. 암모니아수와 메틸아민 수용액의 농도별 증기압의 차이를 예시하면 <표 6>과 같다.

​

<표 6> 암모니아수와 메틸아민 수용액의 증기압

암모니아수(21℃ )		메틸아민 수용액(20℃ )
농도 (%)	증기압 (㎏/㎠)	농도 (%)	증기압 (㎏/㎠)
100.0 48.6 33.7 28.8 19.1	8.80 3.00 1.10 0.75 0.31	100.0 50.0 40.0	2.80 0.62 0.37

6.2. 냉 동

냉동저장은 저장압력을 낮추며, 누출되었을 때 초기 증발량을 감소시키고 또한 누출 시 액체 에어로졸 형성을 감소시키므로 위험물질 저장설비로 터 누출시의 영향을 줄일 수 있으며 물질별 끓는점을 예시하면 <표 7> 같다.

​

<표 7> 물질별 끓는점

물 질	대기압하의 끓는점 (℃ )
염 소 암모니아 메틸 클로라이도 아황산가스 메틸아민 1, 2-부타디엔 디메틸아민 포스겐 불화수소	-34 -33 -24 -10 -7 -4 7 8 19

6.3. 고체 취급

고체를 분말상태로 취급하는 것보다 그레뉴얼(Granule) 또는 펠레트(Pellet) 상태로 취급하면 작업자에게 노출될 가능성이 적어지며 분진폭발 가능성도 없어진다. 고체는 페이스트(Paste) 슬러지 상태로 하면 위험성을 줄일 수 있다.

​

6.4. 공정조건의 완화

운전조건 특히 온도와 압력을 낮추면 화학공정의 근원적 안전성이 향상되며, 그 실례를 예시하면 다음과 같다.

- 운전압력을 낮추어 운전하는 암모니아 제조 공정 (1930년대 500㎏/㎠, 1950년대 300～350㎏/㎠,

  1980년대 100～150㎏/㎠)

- 촉매개발로 운전압력이 낮아진 메탄올 및 알데하이드 제조공정

- 운전압력이 낮아진 폴리올레핀(Polyolefin) 제조공정

- 고비점 용제를 사용하여 운전압력을 낮추고, 폭주반응시 최대압력이 낮아진 제조공정

​

7. 영향의 제한

​

7.1 부지 또는 안전거리

위험설비의 적절한 위치 선정은 위험물질 또는 에너지의 누출로 인한 주위 주민 및 시설물에 미치는 영향을 줄일 수 있으며, 초기사고로 인하여 주위에서의 2차 사고를 예방할 수 있다. 위험물질 취급설비, 저장설비 및 제조공정간에는 적절한 안전거리를 확보한다.

​

7.2 회분식 반응기

회분식 반응기에서는 반응물질의 공급을 제한하면 안전성을 증가시킬 수 있다. 발열 반응기에서는 반응물질중의 하나를 투입 즉시 반응하도록 운전하는 방법 등이다.

​

7.3 공정운전조건 이탈의 제한

공정설계시에 필요한 운전조건으로부터 예상되는 이탈의 범위를 제한할 수 있도록 설계한다. 공정에서 필요한 안전한 수치 이하에서 유량이 형성되도록 펌프의 용량을 설정하던가 또는 적절한 열매체를 선정하므로써 용기 내에서의 최대․ 최저 온도를 근원적으로 제한할 수 있다.

​

7.4 저장탱크

액화가스 저장설비에 있어서 증기운 폭발위험성을 최소화하기 위하여 다음의 조건들이 만족되도록 설계한다.

․ 접촉표면적을 최소화한다.

․ 대기에 접촉하는 면적 (Pool surface)을 최소화한다.

․ 탱크 내부로 전달되는 열용량 또는 열전도 도를 줄인다.

․ 용기의 벽 또는 방류제(Dike)에 튀기지 않도록 한다.

․ 빗물의 고임을 피한다.

․ 누출된 액체가 배수설비로 흘러 들어가지 않도록 한다.

․ 액체표면에 바람과 공기가 자유로이 접촉하지 않도록 한다.

․ 흡수설비 등 배기가스 처리시스템을 설치한다.

․ 가능한 한 액체 회수설비를 설치한다.

․ 액체표면에 태양열이 직접 비추지 않도록 한다.

․ 인화성 물질인 경우에는 화재시에 비등액체팽창증기폭발(BLEVE) 위험성을 줄일 수 있도록 저장탱크에서 누출된 물질을 안전한 곳으로 이송 시킬 수 있는 설비를 설치한다.

​

7.5 밀폐시설

독성물질을 저장 취급하는 설비의 파손시 누출 영향을 최소화하기 위하여 밀폐 시 설을 설치한다. 예를 들면 포스겐 취급설비는 밀폐된 건물내에 설치하여 누출된 포스겐이 대기로 확산되지 않도록 하고 있다.

​

8. 단순화

공장은 실수 또는 오조작을 줄이기 위하여 복잡하지 않게 설계하여야 한다. 단순한 공장이 보다 안전하며 사고시에 발생되는 최대․ 최저 압력하에서도 내용물을 누출되지 않도록 설계한다.

​

8.1 연 소

초기에 대기압하에서 가연성의 분진 또는 증기의 폭연에 의하여 발생되는 최대 압력이 8.5～10.5㎏/㎠Ｇ 정도이므로 해당 설비가 이 압력 이상에서 견디도록 설계한다.

​

8.2 진 공

용기내부의 진공으로 인하여 용기가 파괴되지 않도록 완전 진공에서 견딜 수 있도록 설계한다.

​

8.3 폭주반응

반응기의 설계압력은 폭주반응으로 인하여 생성되는 압력하에서 견딜 수 있도록 선정한다.

8.4 2차 차단용기

폭주반응으로 인하여 발생되는 압력하에서 견딜수 있도록 반응기를 설계하는 것은 매우 어렵다. 그러므로 이러한 경우에는 비상 압력방출설비를 설치하고 그 배출물을 2차적으로 처리할 수 있도록 추가적인 차단용기를 설치한다.

​

8.5 열교환기

관형(Shell & tube) 열교환기는 열교환기 튜브가 파손된 경우에도 동체가 그 압력에 서 견딜수 있도록 설계한다.

​

8.6 배 관

배관은 누출을 예방하기 위하여 후렌지 등의 부속품 사용을 최소화 한다. 연결 부위를 가능하면 용접으로 하고 나사식 연결은 가연성 및 독성 물질 취급시에는 사용하지 않는다.

​

8.7 액체 이송

액체 이송 시스템은 누출가능성이 최소가 되도록 설계하여야 한다.

​

8.8 반응기의 구조

발열 반응인 경우에 반응열을 용이하게 제거할 수 있는 구조로 반응기를 설계한다.

​

8.9 정전시 자동개폐 밸브

전기 또는 공기로 조작되는 모든 밸브는 정전 또는 고장시 자동적으로 가장 안전한 위치(열림 또는 닫힘)로 전환되도록 한다.

​

8.10 분산제어 시스템 (DCS)

DCS(Distributed control system)는 제어모듈(Control module)을 각각이 가지고 제어하며 데이터 하이웨이 (Data highway)를 통하여 주 제어시스템에 전송하고 운전요원이 총괄적으로 감시할 수 있는 제어시스템이다. 현장계기로부터의 입출력은 보통 8 혹은 16개의 입출력을 가지는 입출력모듈(I/O module)로 구성하여 3:1～8:1의 백업 모듈(Back-up module)로서 입출력 모듈의 고장을 보완한다.

​

8.11 공정단계의 분할 (Separation of process steps)

다단계 공정을 갖는 회분식 공정은 한 용기에서 여러 단계를 실행하지 않도록 용기를 분리하여 설치한다(<그림 1> 참조).

​

<붙 임>

​

근원적인 공정안전설계 점검표

​

1. 대체/완화

​

① 공정의 대체 또는 화학적인 변화로 유해․ 위험한 원료, 중간생성물 또는 부산물을 완전히 제거하는 것이 가능한가?

② 화학적 또는 공정조건의 변경으로 공정중에 용제를 완전히 게거하는 것이 가능한가?

③ 보다 덜 유해․ 위험한 물질로 대체하는 것이 가능한가?

∘ 인화성 용제를 인화성이 약한 물질로 대체

∘ 휘발성이 적은 원료로 대체

∘ 독성이 적은 원료로 대체

∘ 보다 안정한 물질로 대체

④ 최종 제품의 용제를 덜 유해․ 위험한 물질로 대체하는 것이 가능한가?

⑤ 높은 온도에서 불안정하거나 낮은 온도에서 어는 물질을 취급하는 설비에 있어서 최대/최소 운전온도 범위내에서 가열 또는 냉각매체를 사용하는 것이 가능한가?

​

2. 보다 안전한 조건

​

① 원료의 공급 압력이 압력용기의 사용압력보다 낮은 범위에 있는가?

② 촉매의 사용 또는 촉매의 변경 등을 통하여 반응조건(온도, 압력 등)을 덜 심한 조건으로 만들 수 있는가?

③ 공정운전을 덜 심한 조건하에서 할 수 있는가? 그 결과로 반응율 또는 수율이 저하되는 경우에 원료를 순환시켜서 이로 인한 손실을 보상받을 수 있는가?

④ 다음의 예와 같이 유해․ 위험한 물질을 희석시켜서 위험성을 감소시킬 수 있는가?

∘ 무수 암모니아를 암모니아수로 대체

∘ 무수 염산을 염산으로 대체

∘ 발연 황산을 황산으로 대체

∘ 고농도의 질산을 희질산으로 대체

∘ 무수 벤조일과산화물을 수용성 벤조일과산화물로 대체

​

3. 장치설계

​

① 최악의 조건하에서 생성된 최대 압력을 설비가 충분히 견딜 수 있도록 설계․ 제작할 수 있는가?

② 모든 설비는 주위 온도 또는 도달 가능한 최대 운전온도에서 취급하고 있는 물질을 설비 내부에 가두어둘 수 있도록 설계되어 있는가?

(일례로 설비에서 취급하고 있는 물질의 증기압을 설비의 설계압력 이하로 유지하도록 하기 위해서 온도를 제어하는 냉동설비와 같은 외부 시스템을 이용하지는 않았는가?)

③ 여러 공정 단계를 하나의 다용도 용기에서 하는 것 보다 분리된 각각의 공정용기에서 실행이 가능한가? 이렇게 분리된 각각의 공정용기에서 실행하면 하나의 다용도 용기에 연결되는 원료, 유틸리티, 보조장치의 수 및 복잡성을 줄일 수 있어 위험요인을 감소시킬 수 있다.

(<그림 1> 참조)

④ 운전잘못(일례로 밸브의 부적잘한 열림으)로 인한 잠재위험이 발생하지 않도록 설비를 설계하였는가?

​

4. 취급․ 저장량 최소화

​

① 저장탱크에 유해․ 위험물질의 저장량을 최소화하여 운전하고 있는가?

② 저장탱크는 꼭 필요한 것인가?

③ 용기내에 유해․ 위험물질이 최소한으로 잔류하도록 유해․ 위험물질을 취급하는 공정용기를 설계하였는가?

④ 유해․ 위험물질을 이송하는 배관의 길이가 최소화 되도록 설비를 배치하였는가?

⑤ 배관의 크기는 정체량이 최소화 되도록 선정하였는가?

⑥ 유해․ 위험물질의 정체량이 최소화 되도록 장치의 형식을 선정하였는가?

​

일례로,

∘ 추출탑 대신에 원심추출기 선정

∘ 트레이 건조기 대신에 플래쉬(Flash) 건조기 선정

∘ 회분식 반응기 대신에 연속식 반응기 선정

∘ 연속식 저조반응기(CSTR) 대신에 플러그 흐름반응기(Plug flow reactor) 선정

∘ 혼합용기 대신에 연속식 인라인 믹서(In-line-mixer) 선정

​

⑦ 배관내에서의 정체량을 줄이기 위하여 유해․ 위험물질을 액체상태 보다는 가스상 태로 이송하는 것이 가능한가?

⑧ 유해․ 위험물질을 다량으로 저장하거나 이송할 필요성을 최소화 하기 위하여 유해․ 위험한 반응물질을 바로 그 자리에서 덜 유해․ 위험한 물질로 만드는 것이 가능한가?

​

5. 위치 선정

​

① 주위의 유해․ 위험 설비로부터 피해 영향을 감소시키거나 받지 않는 곳에 공정설비를 설치할 수 있는가?

② 다음에 대한 영향을 감소시키거나 받지 않도록 할 수 있는 위치에 공정설비를 설치할 수 있는가?

- 공장 밖의 주민 및 타 공장시설에 대한 영향

- 공장 내의 근로자에 대한 영향

- 공장 내의 다른 설비에 대한 영향

③ 유해․ 위험물질의 이송이 최소화되고 안전한 이송수단 및 이송로(Route)가 확보할 수 있는 장소를 공장 입지로 할 수 있으며 그렇게 선정 하였는가?

④ 다단계 제조공정(Multistep process)에 의하여 제조하는 물질은 분리된 장소에서 생산하는 경우에 유해․ 위험성이 적은 중간 생성물을 다른 장소로 이송되도록 공정을 분할할 수 있으며 그렇게 하였는가?(<그림 2> 참조)

​

6. 폐기물의 최소화

​

① 폐기물의 발생을 최소화하거나 재순환시켜 사용하므로서 폐기물 처리를 최소화할 수 있도록 되어 있는가?

② 용제, 희석제, 반응 첨가제 등은 사용량을 최소화 할 수 있도록 되어 있거나 완전히 사용하지 않을 수는 없는가?

③ 세척용수의 사용량을 최소화 할 수 있도록 세척방법이 최적화 되어 있는가?

④ 폐기물로 배출되는 것을 회수하여 생산에 활용할 수 있도록 되어 있는가?

공정을 변경하면 효율적으로 회수하여 생산성을 증가시킬 수 있도록 할 수는 없는가?

​

 

---

[첨부자료] 화학설비의 안전설계 일반기준에 관한 기술지침(D-24-2012)

D-24-2012 화학설비의 안전설계 일반기준에 관한 기술지침.pdf

0.18MB