파일럿플랜트 (Pilot plant) 정의

“파일럿플랜트 (Pilot plant)"라 함은 상업용 공장 건설이나 제품 생산을 목적으로 공정 안전성 확보, 잠재적 위험성 발견 등 상업화에 필요한 데이터의 획득으로 소규모의 연구·실험용 설비로 이루어진 시제품 생산 공장을 말한다.

 

 

 

파일럿플랜트 (Pilot plant) 정의

 

파일럿플랜트의 역할

다음 그림은 화학산업에 있어서 전통적인 공정개발단계를 나타낸 것으로, 새로운 공정의 개발절차에서 파일럿플랜트는 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 신규시장 진입을 목표로 개발된 기술을 상업화하는 과정에서 필수적으로 거치는 중간단계로 상업화 성공을 위한 다양한 기술적 검토와 데이터의 획득을 목적으로 한다.

 

<그림 1> 화학산업에서 전통적인 공정개발단계

 

전통적인 공정개발단계에서 파일럿플 랜트가 가지는 몇 가지 중요한 역할 및 목적을 살펴보면 다음과 같다.

• 추가적인 공정개발에 필요한 원료 및 중간체의 생산

• 신규 시장진입, 안전성 및 안정성 연구, 독성시험, 평가를 위한 새로운 물질의 생산

• 상업공정의 스케일에서 투입, 혼합속도의 증가 및 공정시간의 지연에 따른 예상하지 못한 결과의 확인과 스케일업의 성공에 대한 증명

• 공정개발단계에서 간과되거나 무시된 중요한 요소가 없음을 보장

• 상업공정등급(commercial grade)의 원료와 용제의 사용에 대한 효과성 평가

• 반응물, 중간물, 제품, 폐기물 및 배출가스에 대한 분석/취급 최적 방법 규정

• 회수재 사용 및 장시간 운전에 의한 공정 내 불순물 축적 영향의 평가

• 플랜트 건설에 사용된 재질의 신뢰성 평가

• 더 상세한 물질수지에 대한 완성, 수율평가 및 배출 흐름 발생의 평가

• 상업생산을 위한 관리적 확신을 증가시키고 비용추산을 위한 도움

• 상업공장에서 특정 설비에 대한 최적 운전조건 및 설계 데이터의 취득

• 상업생산을 위해서 준비된 인력들의 사전 훈련목적

• 상업생산으로 이전을 위한 포괄적이고 상세한 운전절차의 개발 지원

 

 

파일럿플랜트 구분과 특징

파일럿플랜트는 그 크기, 목적, 운전그룹에 따라서 다양하게 정의될 수 있으며 주로 연구 및 개발을 목적으로 의도된 임의의 특수한 설비그룹이라 할 수 있다.

1. 크기에 따른 구분

파일럿플랜트는 크기에 따라서 실험실규모/마이크로유닛, 연구규모 파일럿플랜트 그리고 데모플랜트로 구분될 수 있으며, 각각의 특징에 대해서 설명하면 다음 표와 같다.

 

<표 1> 크기에 따른 파일럿플랜트의 구분

 

 

2. 운영목적 또는 전략에 따른 구분

상기에서 설명한 크기에 따른 구분과 비교하여 보다 유용한 구분방법은 목적 및 전략에 따른 구분으로 파일럿플랜트 프로그램 전체의 접근방식에 기초한 것으로 공정모사(process simulation), 문제해결(problem solving) 및 기초연구 (basic research)로 구분될 수 있다.

 

<표 2> 운영목적 및 전략에 따른 파일럿플랜트의 구분

 

 

3. 설계의도 및 형태에 따른 구분

파일럿플랜트는 설계의도 및 형태에 따라서 크게 4가지로 구분할 수 있으며, 각각의 내용에 대해서 살펴보면 다음 표와 같다.

 

<표 3> 설계의도 및 형태에 따른 파일럿플랜트의 구분

 

 

화학물질관리법에서의 파일럿플랜트

유해화학물질 취급시설 설치 및 관리기준 등에 관한 고시(화학물질안전원고시 제2017-10호)에서 파일럿플랜트는 시험 생산용 설비로서 다음과 같이 정의하고 있다.

 

6. "시험 생산용 설비"란「연구실 안전환경 조성에 관한 법률」제2조 제2호의 연구실에 포함되는 부속시설로 다음 각 목에 모두 해당하는 설비를 말한다.

가. 단위설비의 규모가 회분식은 1회 처리용량이 100kg 이상, 연속식은 시간당 처리용량이 10kg 이상인 경우 

나. 단위설비의 운영기간이 60일을 초과하는 경우 

 

상기 규모의 시험 생산용 설비는 화관법 유해화학물질 취급시설 검사가 필요하다.

 

Reference : KOSHA 연구보고서 화학산업 Pilot plant의안전기준 개발