인화점 추정

액체의 인화점은 액체의 표면에서 발생한 증기 농도가 공기 중에서 폭발 하한(LFL) 농도가 될 수 있는 가장 낮은 액체의 온도를 말하며, 인화점에서 증기는 탈 수 있으나 반드시 연소를 지속하는 것은 아니다.

​

1) 인화점 추정

(1) 인화점 계산식 1)

한 성분이 가연성이고, 가연물질의 인화점을 알고 있다면, 다성분계 혼합물에 대한 인화점을 계산할 수 있다. 이경우 인화점은 혼합물 중가 연성 분의 증기압이 그 인화점에서 순수한 물질의 증기압과 같아지는 온도를 결정하여 구한다.

​

[계산 과정]

- 순물질의 인화점: F 0 [℃]

- 인화점에서의 증기압 : p [kPa]

- 순물질의 부피 비 또는 몰분율: x

- Raoult의 법칙 2) 을 이용하여 혼합물의 인화에 요구되는 순물질의 포화 증기압 : Psat [kPa]

- 순물질의 증기압 표(또는 식)에서 Psat에 해당하는 온도를 구하면 이 온도가 혼합물의 예상 인화점이 된다.

​

(2) 50volume % 에탄올 수용액의 인화점을 구하면

---

1) 화학공학 안전, Daniel A. Crowl ㆍ joseph F. Louvar, 이영순 외 8인 공역, 동화 기술 p.238 ~ p.239

2) Raoult의 법칙은 액체 혼합물에서 한 성분이 나타내는 증기압은 그 온도에서의 단독으로 존재할 때 나타내는 증기압에 용액 중에 존재하는 한 성분의 몰분율을 곱한 값과 같다는 것이며, 다중성분 액체 혼합물에 대한 일반적인 법칙 중의 특별한 경우이며, 매우 높은 압력과 매우 낮은 온도를 제외하고는 일반적으로 좋은 근사법이다.

​

​

가) 에탄올의 물성

- 인화점 : 12.8℃

- 증기압(12.8℃) : 28.33mmHg(3.78kPa)

- 부피비 : 50%

​

나) 50volume% 에탄올 수용액의 인화점

- Raoult의 법칙을 이용하여 인화에 요구되는 순수 에탄올의 포화 증기압(Psat)을 구하면,

- Psat(56.66mmHg)에 해당하는 온도를 구하기 위해 아래 증기압식(Eq(1))을 이용하여 반복 계산하면 50% 에탄올 수용액의 인화점은 24.2℃이다.

​

(3) 농도별 예상 인화점은 반복 계산을 통해 얻을 수 있다.

​

<표> 농도별 예상 인화점

​

 

 

 

인화점 추정