Kyeongseok Oh;Jong-Beom Lee;Yu-Jin Kim;Joo-Il Park
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.32
no.2
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pp.27-35
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2024
It was known that crude oil can be mainly divided into saturates, aromatics, resins, and asphaltenes. If microbial biodegradation of asphaltenes is effectively viable, additional oil production will be expected from depleted oil reservoir. Meanwhile, biodegradation can be applied to other aspects, such as the bioremediation of spilled oil. In this case, the biodegradation of asphaltenes also plays an important role. It has been already reported that asphaltenes are decomposed by bacterial consortia. However, the biodegradation mechanism of asphaltenes has not been clearly presented. The major reason is that the molecular structure of asphaltenes is complicated and is mainly in a aggregated form. In this paper, it was presumed that the biodegradation process of asphaltenes may follow the microbial oxidation mechanism of saturates and aromatics which are easier biodegradable than asphaltenes among the crude oil components. In other words, the biodegradation process was explained by serial stages; the contact between asphaltenes and bacteria in the presence of biosurfactants, and the decomposition of alkyl groups and fused-rings within the asphaltene structure.
Kim, Kyoung-Hoon;Jeon, Sang-Goo;Nho, Nam-Sun;Kim, Kwang-Ho;Shin, Dae-Hyun;Lee, Ki-Bong;Park, Hyo-Nam;Han, Myung-Wan
Journal of Energy Engineering
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v.17
no.1
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pp.38-45
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2008
In this work, we investigated the variation of physical and chemical characteristics of solvent-insolubles and solvent-solubles in Canada's Athabasca oil sands by solvent-insolubles experiments. N-Heptane, n-Hexane, and n-Pentane were tested for solvents and asphaltenes were separated from maltenes by using a modified ASTM D 3279 method. Elemental analysis, boiling point distribution (SIMDIS), molecular weight distribution, heavy metal contents, API gravity, viscosity and SARA fractions were measured for thorough samples. The asphaltenes-removed maltenes contained less sulfur and heavy metal amounts and had lower molecular weight than the original bitumen. N-Pentane solvent could lower sulfur and heavy metal amounts, molecular weight, and viscosity of maltenes compared to the other solvents. Eventually, we confirmed that the obtained experimental data could be used as basic informations of bitumen upgrading processes for the production of SCO (synthetic crude oil).
Lim, Suk Hyun;Go, Kang Seok;Nho, Nam Sun;Lee, Jae Goo
Korean Chemical Engineering Research
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v.57
no.2
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pp.244-252
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2019
This study investigated the effect of addition of aromatics such as Toluene/LCO/resin on the coke depression and asphaltene conversion. The experiment was carried out with vacuum residue as a feedstock with Molybdenum dispersed catalysts under the slurry-phase hydrocracking condition (Temp. of $425^{\circ}C$, $H_2$ pressure of 80 bar at $80^{\circ}C$, reaction time of 4 hr, Mo-concentration of 500 ppm). As results, the coke reduction was shown to be similar irrespective of types of aromatics, while asphaltene was more converted to gas and maltene when LCO and resin with higher dipole moment were added. The addition of aromatics with change of reaction time showed no difference in terms of depression of coke formation. But the addition of LCO rather increased the coke yield after 2 hr. And it was found that asphaltene in liquid phase had the higher aromaticity index so that asphaltene is difficult to disperse in oil phase.
A recycling agent has been manufactured on the basis of the chemical composition of reclaimed asphalt binders and virgin asphalt binders. The chemical compositions of reclaimed asphalt binders extracted from reclaimed asphalt pavements have been analyzed according to the ASTM method and the results were compared to those of virgin asphalt binder AP-3. Reclaimed asphalt binders have shown that asphaltenes was increased whereas saturates, naphthene aromatics, and polar aromatics fractions were decreased. A recycling agent made of aromatic compounds, in which its chemical composition is similar to the aromatics fraction in asphalt binders, has been produced to reduce the amount of asphaltenes in reclaimed asphalt hinders. The evaluation of the recycling agent produced was performed by testing ductility, rolling and ball softening point, penetration at $25^{\circ}C$ and viscosity at $60^{\circ}C$. It was found that, by adding the recycling agent 20% by weight to the reclaimed asphalt binders, the physical properties of reclaimed asphalt binders was recovered to the level of virgin asphalt binder AP-3.
This study is on the synthesis of reactive polymer modifiers by emulsion polymerization to improve properties of asphalt for paving. Styrene, methyl methacrylate (MMA), isoprene and glycidyl methacrylate (GMA) which has epoxy ring to react with carboxyl group of asphaltene were used to synthesize polymer modifiers. Modifiers with various composition were tested miscibility with asphalt. Modifiers which showed good miscibility with asphalt were investigated by DSC for $T_g$. Existence of epoxy rings and their reaction with asphaltene wore investigated by FTIR. Molecular structures of synthesized modifiers were confirmed by $^1H-NMR$. The synthesized modifiers which showed good miscibility had their $Tg's$ in the range of $37.5{\sim}56.5^{\circ}C$ and had isoprene contents of 30 wt%. They showed good miscibility in the 1 and 2 wt% concentrations, but not in the 3 wt% concentration.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.31
no.1
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pp.151-158
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2014
Asphaltenes are generally defined by their solubility when a light alkane, such as n-heptane or n-pentane, is mixed with crude oils or oil sand bitumen. However, this definition is nowadays not enough to understand their behaviors during oil recovery, transport, storage, and even refinery operation. Interestingly, the researches regarding asphaltenes have been vastly presented within last decade. This is because the production of heavy oils is becoming larger and asphaltenes are known to play an important role in the property changes of heavy oils. In this paper, the researches regarding molecular weight, aggregation behavior of asphaltenes are introduced and discussed. It is expected that analytical studies will be appeared continuously in the form of global collaboration in order to describe asphaltene molecules as close as possible based on their origin.
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.32
no.3
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pp.497-504
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2015
Apart from hydrates, asphaltenes, and inorganic minerals, paraffinic waxes are also very important in flow assurance area. Evaluation of wax gel behavior has been important as off-shore oil recovery becomes more popular in oil production. Restart after either planned or emergency shutdown requires pump operation in high pressure since a waxy oil forms troublesome gel. In this paper, vane method is introduced to determine wax gel strength by determining yield stress. Prediction of gel strength are discussed in qualitative and quantitative manners.
The vacuum residue of petroleum refinery, i.e. asphalt, was modified through a non-catalytic air blowing process to prepare the semi-blown asphalt. Changes in composition, chemical structure, and physical properties of asphalt were examined. The result from the thin layer chromatography showed that the asphaltene content in asphalt was increased by the air blowing on account of the aromatization of aliphatic hydrocarbon and condensation. These changes in molecular structure were also confirmed by $^1H-NMR$, differential scanning calorimetry, and thermogravimetry. Because of the molecular structure changes, the penetration of asphalt was decreased and the softening point and the flash point of asphalt were increased.
Laboratory experiments were undertaken in mixing chamber to study the water-in-oil emulsion formation tendency, stability and formation rate of 16 crude oils. Arabian, Iran, Dubai, Isthmus and Daekyung crudes showed high emulsion formation tendency and had water contents of 80-90%. Emulsions of crude oils of middle East were very stable, while Isthmus and Daekyung sudes formed unstable emulsion. Emulsion formation tendency rate, and stability showed significant correlations with asphaltene content of crude oil. To evaluate the possibility of preventing mousse formation, inhibition ability of several dispersants and demulsifier was tested. They inhibited mousse formation at 0.1-0.2% concentrations (v/v). Emulsion inhibition by chemical treatment delayed the time of formation, but did not decrease water content. Demulsifying ability of dispersants and demulsifier was tested because biscous emulsion causes formidable problems in skimming, pumping and recovery operation. British demulsifier Alcohol 0 showed excellent emulsion breaking efficiency at 0.1% of emulsion Vol..
In this study, the reforming reaction of vacuum residues (VR), high viscosity oil residues produced from vacuum distillation process of petroleum oil, was carried out using catalytic aquathermolysis reaction. VR showed a prone to decrease the amount of resins and asphaltenes in the constituents, and to increase saturates and aromatics when reacting with steam at 30 bar and above $300^{\circ}C$ for 24 h. When the amount of steam is not enough at this reaction, the asphaltene content in the products was rather increased after the reaction. As a result of the catalytic aquathermolysis using the metal oxide-zeolite catalyst with the decaline as a hydrogen donor, a 10% decrease in resin and asphaltene as well as a 10% increase in the aromatic hydrocarbon were observed. Consequently, the viscosity of VR decreased by 70% after the reaction. GC-Mass spectroscopy showed that the aquathermolysis of VR resulted in the decomposition of the resins and asphaltens into a low molecular weight material.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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