다양한 워터컷 시스템에서 정상상태 및 재가동 운전시 Hydrate 생성 위험 연구

Abstract

실제 해양의 심해저 생산필드를 살펴보면, 예기치 않은 상황으로 인해 생산을 잠시 중단해야하는 경우가 있다. 이 상황을 shut-in이라고 하는데, 만약 shut-in 상황에 처하게 될 경우 해수와의 열교환으로 인해 배관 내부의 온도가 심해저 온도와 유사한 온도로 감소하게 된다. Shut-in 상태 중 유지보수를 모두 끝마치고, 생산을 재가동(restart)하면 hydrate가 급격하게 많이 형성되면서 plug-ging이 발생하고, 이로 인해 배관이 갑자기 막혀 사고가 일어날 확률이 높아지게 된다. 본 연구에서는 위와 같은 상황을 모사한 실험을 수행하여, steady-state 실험에서 가장 위험한 경우인 워터컷 60%일 때 고압 autoclave cell 내의 교반속도와 inhibitor(억제제)의 종류를 다양하게 변화시켜가며 일어나는 현상, 즉 plug로 인해 impeller가 멈추는 시점의 hydrate fraction과 hy-drate plugging time, 그리고 hydrate formation에 대해 관찰하고 분석하였다. 그 결과, steady-state와 shut-in restart 실험 모두 MEG 10wt% + Luvicap EG 1wt%의 synergistic inhibition이 각각의 inhibitor를 단독으로 사용한 경우에 비해 월등히 높은 inhibition 효과를 보였다. 따라서, 실제 산업에서 hydrate inhibitor의 주입용량을 줄여 그 비용을 절감하기 위해 synergistic inhibition 기술을 제안하는 바이다.