LPG 이송방법

왜 배우는가: LPG 이송은 탱크로리에서 고정식저장탱크로 액화석유가스를 옮기는 작업으로, 누설·과압·정전기 등 사고가 집중되는 공정이다. 이송 방법마다 동력원과 장단점이 다르므로 방법을 정확히 구분해 알아야 한다. 시험에서는 이송 방법의 열거와 안전대책이 함께 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제117회 2교시 2번, 제114회 2교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

LPG 이송방법은 탱크로리에 실린 액화석유가스를 고정식저장탱크로 옮기는 작업으로, 펌프·압축기·차압 중 하나의 힘을 이용해 액을 이동시키는 방식을 말한다.

이 주제의 핵심 키워드는 다음과 같다.

• 액화석유가스(LPG): 프로판과 부탄을 주성분으로 하는 석유계 가연성 가스이며, 가압하거나 냉각하여 액체로 저장·운반한다.
• 탱크로리: LPG를 싣고 이동하는 차량 탱크이며, 이송 작업의 출발 설비이다.
• 고정식저장탱크: 사업소나 충전소에 설치되어 이송받은 LPG를 보관하는 탱크이다.
• 이입: 탱크로리의 LPG를 고정식저장탱크로 옮겨 받는 작업을 가리키는 말이다.
• 펌프 이송: 액상 LPG를 펌프로 가압하여 저장탱크로 보내는 방식이다.
• 압축기 이송: 압축기로 가스를 가압하고 그 압력으로 액을 밀어 보내는 방식이다.
• 차압 이송: 탱크로리와 저장탱크 사이에 생긴 압력차로 액을 이동시키는 방식이다.

세 방법은 힘의 출처에 따라 나뉜다. 펌프 이송은 기계적 동력을, 압축기 이송은 가스 압력을 만들어 쓰고, 차압 이송은 탱크 사이에 이미 존재하는 압력차를 이용한다. 동력을 쓰는 두 방법은 이송 속도를 조절하기 쉽고, 차압 이송은 설비가 단순하다는 차이가 있다. 이 차이는 뒤의 장단점 설명에서 다시 다룬다.

이 키워드들은 답안 첫 줄의 정의와 이송 방법 열거에 그대로 쓰인다. 펌프 이송, 압축기 이송, 차압 이송은 동력원이 다르므로 답안에서 동력원을 함께 적어야 방법 간 구분이 분명해진다. 이입과 이송을 같은 뜻으로 쓰지 않도록 주의해야 한다.

2. 개념 풀이

액화석유가스는 석유 정제나 천연가스 생산 과정에서 얻어지는 탄화수소 가스로, 프로판(C_3H_8)과 부탄(C_4H_{10})을 주성분으로 하는 혼합물이다. 상온·상압에서는 기체이지만 압력을 높이거나 온도를 낮추면 액체로 변하므로, 같은 부피의 용기나 탱크에 많은 양을 저장하고 운반할 수 있다. 이 액화 성질이 LPG를 탱크로리로 대량 수송하는 전제가 된다.

이송 작업의 원리는 증기압에서 출발한다. 증기압은 일정 온도에서 액체와 평형을 이루는 증기의 압력이며, 온도가 올라갈수록 커진다. 탱크로리와 고정식저장탱크 사이에 압력 차이가 생기면 액이 압력이 낮은 쪽으로 흐르므로, 이송 방법은 결국 이 압력차를 만들거나 펌프로 힘을 가하는 방법으로 나뉜다. 이 원리를 한 문장으로 쓰면 LPG 이송은 액상 LPG의 증기압과 탱크 간 압력차를 이용하는 작업이다.

구성 성분에 따라 증기압이 달라진다. 프로판의 비점은 약 -42℃이고 부탄의 비점은 약 -0.5℃이다. 비점이 낮은 프로판은 상온에서도 증기압이 높아 기화가 쉽고, 부탄은 같은 조건에서 증기압이 낮아 겨울철에는 기화량이 줄어든다. 따라서 LPG의 조성과 계절 온도가 이송 속도와 압력 설정에 영향을 준다.

기화는 액체가 기체로 변하는 현상이며, 기화에 필요한 열을 주변에서 빼앗으므로 기화가 빠르게 일어나는 곳의 온도는 떨어진다. 이송 중 밸브를 급히 열거나 가스를 과도하게 빼내면 기화가 빨라져 탱크 표면이 차가워지고 압력 변화가 커진다. 이 점은 이송 속도를 제한해야 하는 이유가 된다.

LPG는 기화하면 부피가 수백 배로 늘어난다. 그래서 탱크를 액체로 가득 채우면 온도가 오를 때 액의 체적이 팽창하여 과압이 생기고, 이를 막기 위해 충전율을 제한하고 안전밸브를 설치한다.

또한 LPG 가스는 공기보다 무거워 누출되면 바닥이나 피트 등 낮은 곳에 고인다. 이송 장소에 누설 가스가 체류하면 점화원과 만나 화재나 폭발로 이어지므로, 이송 장소의 환기와 전기설비 방폭이 함께 필요하다. 이송 설비에서는 호스와 연결부가 가장 취약한 지점이다. 연결 과정에서 가스가 빠져나오면 주변 공기와 혼합되어 가연성 혼합기를 만들므로, 호스 연결 전 잔류 압력을 빼고 연결부의 기밀을 확인하는 절차가 필요하다. 정리하면 LPG 이송은 증기압, 기화, 체적 팽창, 비중이라는 성질을 이용하면서 동시에 제어하는 작업이다.

3. 등장 배경과 필요성

LPG는 원유 정제 과정에서 얻어지는 부산물이자 천연가스 처리 과정에서 분리되는 연료로, 가정·산업·차량 연료로 널리 쓰인다. 도시가스 배관이 닿지 않는 지역에서는 LPG를 용기나 탱크에 담아 공급해야 하므로, 대량 수송 수단인 탱크로리가 필요해졌다.