이 글의 목적은 실험실·생산현장에서 THF(테트라히드로퓨란) 퍼옥사이드 테스트(시험지·적정·측정기) 양성 시 인명·설비 위험을 최소화하기 위한 정량 기준, 단계별 안전조치, 제거 처리(퀀칭) 절차, 폐기 및 재발 방지 체계를 SOP 수준으로 제공하는 것이다.
1. THF 퍼옥사이드 형성의 본질과 위험성
THF는 공기·빛·금속 촉매 존재 시 라디칼 반응으로 ROOH, ROOR 형태의 유기과산화물을 생성하기 쉬운 에테르류 용매이다. 과산화물은 충격·가열·농축 시 폭발위험이 급격히 증가하므로 양성 판정 즉시 취급 전략을 바꿔야 한다. 특히 오래 방치한 병에서 목 부위 결정·백색 침전이 보이면 개봉·이동 자체가 폭발 유발 행위가 될 수 있다.
주의 : THF 과산화물 양성 상태에서 증류·농축·회전증발기 사용은 금지한다. 잔류액을 “마른 바닥”까지 말리면 폭발 위험이 급상승한다.
2. 검사체계: 스크리닝→정량→의사결정
2.1 스크리닝
- 스트립형 퍼옥사이드 시험지로 즉시 스크리닝을 실시한다.
- 반응시간 준수 후 색상표에 따라 대략 농도를 판정한다.
2.2 정량 확인(권장)
- 요오드량측정, 적정 키트, 또는 전용 측정기로 mg/L 혹은 ppm 단위로 재확인한다.
- 시험지와 정량값이 상이할 경우 높은 쪽을 따른다.
2.3 의사결정 기준(현장 운용용)
| 퍼옥사이드 농도(THF 기준) | 허용 행위 | 금지 행위 | 권장 조치 |
|---|---|---|---|
| < 30 ppm | 일상 사용 가능 | 고온·농축·증류 | 저온보관, 질소치환, 개봉일자 라벨 갱신 |
| 30–100 ppm | 저위험 작업 한정 | 증류·농축 | 제거 처리 후 사용 또는 폐기 |
| 100–400 ppm | 사용 금지 | 모든 가열·농축 | 과산화물 제거 처리(퀀칭) 후 음성 확인, 불가 시 폐기 |
| > 400 ppm 또는 결정/침전 관찰 | 접촉 금지 | 개봉·이동·중화 시도 | 현장 고정, 주변 통제, 전문 폐기기관 의뢰 |
주의 : 병목·캡 주변에 바늘같은 백색 결정, 점성 겔, 층상 침전이 보이면 스스로 처리하지 않는다. 이동하지 말고 즉시 구역을 격리하고 전문기관을 부른다.
3. 즉각 안전조치(양성 판정 직후 10분 내)
- 작업 중지 및 열·점화원 제거, 정전기 관리(접지, 소지품 금속 제거) 조치한다.
- 국소배기 가동, 필요 시 하부풍량을 줄이고 덕트 방향으로 배치하여 병을 움직이지 않는다.
- 병 라벨에 “THF PEROXIDE POSITIVE, 농도, 확인시간, 검사자”를 굵게 기입한다.
- 불필요 인원을 퇴피시키고 반경 3–5 m 통제선을 설정한다.
- PPE: 고글, 페이스실드, 난연 실험복, 니트릴 장갑 이중, 방폭 인증 장비 사용한다.
4. 제거 처리(퀀칭) 표준 절차
아래 절차는 결정·침전이 없는 액상 상태, 농도 ≤400 ppm, 병 이동·개봉이 안전범위라고 판단되는 경우에만 실시한다. 모든 단계는 방폭 국소배기 하에서 진행한다.
4.1 준비물
- 감압·가열 장비 비사용, 내압 비커 또는 분액깔때기
- 환원제 수용액: 황산제일철(FeSO4) 용액 또는 아황산나트륨(Na2SO3) 용액
- 산성화제(필요 시): 묽은 황산 또는 초산
- 활성 알루미나(염기성, Brockmann I) 컬럼(대체법)
- 정량 시험지·적정 키트
4.2 용액법 A: 산성 황산제일철(FeSO4)로 환원
- 아래 처방으로 포화에 가까운 산성 FeSO4 용액을 제조한다.
# 산성 FeSO4 용액 예시 처방 증류수 100 mL에 FeSO4·7H2O 50–60 g 용해 농황산 5–6 mL 첨가해 pH≈1–2 유지 갈변 방지를 위해 즉시 사용 - THF와 산성 FeSO4 용액을 1:1 부피비로 분액깔때기에 넣고 완만히 교반한다.
- 층을 분리해 유기층을 회수하고 시험지로 재측정한다.
- 양성 시 2–3회 반복한다. 음성 전환 후 무수 황산마그네슘 등으로 가볍게 건조한다.
주의 : 반응열은 작지만, 교반은 완만하게 한다. 과도한 진탕은 정전기와 에어로졸을 유발한다.
4.3 용액법 B: 아황산나트륨/중아황산나트륨으로 환원
- 10–20% w/v Na2SO3 또는 NaHSO3 수용액을 준비한다.
- 필요 시 소량의 초산을 더해 약산성(pH 4–5)으로 맞춘다.
- THF:수용액=1:1로 진탕·분리하고 음성 확인까지 2–3회 반복한다.
4.4 고체흡착법: 활성 알루미나 컬럼 통과
- 염기성 활성 알루미나 컬럼에 THF를 천천히 통과시켜 과산화물을 흡착 제거한다.
- 처리 전후 시험지로 확인한다. 고농도 시 용액법과 병행한다.
4.5 후처리·검증
- 음성 확인 두 번(서로 다른 시험지 또는 정량법) 연속 달성 시에만 사용을 재개한다.
- 재확인 간격: 처음 24시간 이내 1회, 이후 1주 간격 1회 권장한다.
5. 폐기·격리 전략
5.1 고농도 또는 결정 관찰 시
- 병을 고정하고 표식 후 구역을 비운다. 운반 금지, 진동·충격 금지이다.
- 사업장 폐기 표준에 따라 “유기과산화물 함유 THF”로 분류하여 전문업체에 위탁한다.
5.2 저농도 양성이나 제거 실패 시
- 수용액 환원 후에도 양성이면 재처리 또는 전량 폐기로 전환한다.
- 처리 용액은 산성 황산철층과 유기층을 분리 보관하고 관련 폐기 코드로 라벨링한다.
주의 : 금속 촉매, 산화제, 강염기와 혼합 폐기 금지이다. 동일 드럼에 반응성 화학물 혼합을 금한다.
6. 사용 재개 체크리스트
| 항목 | 기준 | 체크 방법 |
|---|---|---|
| 농도 음성 | 시험지 0단계 또는 정량 불검출 | 서로 다른 방법 2회 확인 |
| 라벨 갱신 | 개봉일·검사일·담당자 기입 | 부착 상태 확인 |
| 저온·암소 보관 | 2–8℃ 권장, 빛 차단 | 온도 로거·차광 상태 확인 |
| 질소 치환 | 헤드스페이스 O2 저감 | N2 퍼지 절차 기록 |
| 증류 금지 기준 | 최소 잔류 20% 남김 | SOP 문구 확인 |
7. 예방관리: 형성 억제와 정기 점검
7.1 조달·보관
- 억제제(BHT 등) 함유 THF를 우선 구매한다.
- 소용량 병으로 분할 구매하여 재고 체류시간을 줄인다.
- 암소·저온, 건조·질소 분위기에서 보관한다.
7.2 사용·기록
- 개봉과 동시 “개봉일” 스탬프, “검사주기” 라벨을 부착한다.
- 개봉 후 3개월마다 정기 검사, 총 보관 12개월 초과분은 우선 검사 후 폐기 검토한다.
7.3 공정·장치
- 증류는 잔류 20% 이상 남기고 중단한다.
- 가열부에는 온도 리밋, 드라이런 방지, 레벨센서 인터록을 설치한다.
- 정전기 대책(접지, 도전성 호스, 유속 관리)을 적용한다.
8. 사고 시 대응 시나리오
8.1 유출
- 점화원 제거, 흡착재로 흡수해 방폭 용기에 수거한다.
- 바닥 세정액은 과산화물 환원제와 별도 취급한다.
8.2 화재
- 초기 화재는 알코올폼 또는 CO2로 대응한다.
- 고농도 과산화물 우려 시 원거리에서 대응하고 즉시 119 및 전문기관을 호출한다.
9. 문서화 양식 예시
# THF 퍼옥사이드 검사·대응 기록지 시료번호: __________ 로트/병번호: __________ 개봉일: ____-__-__ 검사일시: ____-__-__ __:__ 스크리닝: 음성 / 양성(색상 단계: __) 정량값: __ ppm / __ mg/L (방법: 시험지/적정/기기) 판정: 사용 / 제거처리 / 폐기 / 격리 처리법: FeSO4 / Na2SO3 / 알루미나 / 외주폐기 재검사: 음성(1차 __:__), 음성(2차 __:__) 담당자: _________, 검토자: _________ 비고: ______________________________ 10. 교육 포인트 요약
- “양성=증류 금지”를 기본 규칙으로 교육한다.
- 결정 관찰 시 “손대지 않기·이동 금지·전문기관 호출”을 반복 훈련한다.
- 라벨·기록·주기검사는 안전문화의 핵심 지표로 관리한다.
FAQ
THF를 냉동보관하면 퍼옥사이드가 줄어드는가?
형성 속도는 낮아지나 이미 생성된 과산화물은 냉동만으로 제거되지 않는다. 정량 확인과 제거 처리가 필요하다.
억제제 무첨가 THF를 꼭 피해야 하는가?
무첨가 제품은 반응민감 공정에서 필요할 수 있으나 형성 속도가 빨라 관리 부담이 증가한다. 무첨가 사용 시 검사주기를 단축한다.
알루미나 컬럼만으로 안전한가?
저농도에서는 효과적이나 고농도·결정 의심 시는 금지한다. 용액 환원법과 병행하거나 폐기를 선택한다.
퍼옥사이드 제거 후 바로 증류해도 되는가?
음성 재확인 2회를 마치고도 증류는 잔류 20% 이상 남기는 규칙을 지킨다. 가열 인터록과 감시를 병행한다.
시험지 색이 애매하면 어떻게 하나?
정량법으로 상향 판정한다. 모호한 경우에는 제거 처리 또는 폐기를 우선한다.