• 한국가스학회지
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• 제24권5호
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• pp.56-64
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• 2020

해양 가스전의 다양한 생산환경에서 PVCap의 하이드레이트 억제 성능을 평가하고자 PVCap 농도, 과냉각 온도, 염수 농도, MEG 혼합 농도 변화에 따라 하이드레이트 지연시간을 측정하였다. 이를 위해 고압의 하이드레이트 반응 실험 장치를 제작하였으며, 하이드레이트 평형 조건 및 지연시간 측정결과를 선행 실험과 비교함으로써 실험장치의 신뢰성에 대한 타당성을 검증하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃조건에서 PVCap 농도 0.1~1 wt%의 억제 성능을 분석한 결과, 과냉각 온도가 증가함에 따라 PVCap으로 인한 지연시간이 감소하였다. 염수 농도가 3 wt%에서 7 wt%까지 증가하였을 때, PVCap 폴리머 체인의 구조 저하가 발생하여 PVCap 0.5 wt% 조건에서 최대 78%까지 지연시간이 감소하였다. MEG 10 wt%와 PVCap을 혼합한 HHI(hybrid hydrate inhibitor)의 경우, 아억제(under-inhibition) 영향으로 PVCap 1 wt%에 비해 지연시간의 변화가 크지 않았으나, MEG 20 wt%인 HHI에서는 하이드레이트 억제 효율이 1.7배 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.18-27
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• 2020

본 연구에서는 LNG-FPSO 상부구조물의 시스템 가용도를 고려한 해저 유동관내 유동안정성 연구를 수행하였다. 이를 위해 PVCap 억제 성능 평가 실험, LNG-FPSO 상부구조물 가용도 분석, 유동관내 하이드레이트 위험도 평가, PVCap 주입 농도 산출로 구성된 하이드레이트 관리 전략을 수립하였다. 과냉각 온도 6.1, 9.2, 12.1℃에 따라 PVCap의 하이드레이트 지연시간을 측정함으로써 PVCap 주입 농도 결정에 필요한 실험 기준을 확보하였다. 시스템 가용도 분석을 통해 산출된 20년 동안의 LNG-FPSO 상부구조물의 가용도는 89.3%이며, 50시간의 최장 고장 시간이 연간 2.9회 발생하였다. 현장 자료를 이용하여 다상 유동 시뮬레이션을 위한 유동관 모델을 구축하였다. 다상 유동 시뮬레이션을 통해 하이드레이트 플러깅 위험도를 예측한 결과, 50시간의 생산 중단 조건에서는 23.2시간 만에 유동관 끝단에서 하이드레이트가 발생하는 것을 확인하였다. 하이드레이트 방지를 위해 PVCap 실험 결과를 기반으로 PVCap 주입 농도를 산출하였으며, 0.25 wt%의 PVCap을 연간 2.9회 주입하면 하이드레이트 플러깅을 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.814-820
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• 2014

본 연구에서는 토크 측정과 고압 시차주사 열량계를 이용하여 pyrrolidone, caprolactam, acrylamide 계열 수용성 고분자들의 하이드레이트 저해 성능을 평가하였다. 실험 결과, 세 종류의 고분자가 모두 동역학적인 하이드레이트 생성억제제 효과를 나타내는 것으로 확인되었으며, 특히 0.5 wt% polyvinylcaprolactam (PVCap)의 경우 34.4분의 하이드레이트 유도 시간, 15.9 K의 subcooling 성능을 보이며 12.3 분, 6.0 K의 순수 물 시스템보다 월등한 저해 성능을 나타내었다. 0.5 wt% polyvinylpyrrolidone (PVP)의 경우 중간 정도의 저해 성능을 보였으며, polyacrylamide-co-acrylic acid partial sodium salt (PAM-co-AA)의 경우 각각 0.5 wt%와 5.0 wt%의 농도에서 미미한 하이드레이트 저해 성능을 보였다. 반면에 생성된 하이드레이트 입자의 성장속도와 생성 양에서는 PAM-co-AA가 PVCap과 더불어 가장 월등한 저해 효과를 나타내었다. 또 다른 주요 성능 평가 요소 중 하나인 토크 변화의 경우에는 PVCap이 평균 토크 6.4 N cm로 가장 좋은 성능을 보였으며, 0.5 wt%의 PAM-co-AA 시스템이 평균 7.2 N cm의 값으로 그 뒤를 이었다. 고압 시차주사 열량계를 이용한 수용성 고분자 물질의 저해 성능 평가 실험의 결과는 autoclave 실험의 결과와 유사하였다. PVCap을 첨가한 경우 하이드레이트가 생성되기까지의 유도시간이 가장 길어서 저해성능이 뛰어난 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.148.2-148.2
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• 2011

천연의 메탄 하이드레이트를 생산하기 위한 방법으로는 크게 다음의 세 가지가 알려져 있다; 감압법, 열 자극법, 저해제 주입법. 갑압법이 가장 경제성이 높은 방법으로 보고 있으며, 이를 활용한 개발생산 시에는 해리 이후의 잔류 물에서 하이드레이트 전구체라고 알려진 하이드레이트 구조가 남아 있으며 이는 생산된 메탄 가스의 이송 과정에서 하이드레이트 재생성의 위험을 높이게 된다. 하이드레이트 재생성을 방지할 수 있는 한 가지 수단으로는 억제제를 주입하는 방법이 가능한데, 적절한 양을 주입함으로써 생산의 경제성을 높일 수 있다. 최근 들어 kinetic 억제제의 적용이 인기를 얻고 있는 바, 수용성 고분자인 이들 억제제를 적용하여 초기 하이드레이트 핵 생성을 지연시킬 수 있다. 이들 kinetic 억제제를 메탄 하이드레이트 생산 과정에서 투여하는 방법을 실험적으로 측정해 보았고, 잔류의 하이드레이트 구조에 대한 존재여부에 대하여 간접적으로 증명해보고자 하였다. kinetic 억제제로는 Poly Vinyl Caprolactam (PVCap)을 선택하였다. 해리압력, PVCap 주입 농도에 변화를 주면서 메탄 하이드레이트 생산, 수송과정에서 발생할 수 있는 하이드레이트 재생성 억제에 대한 효과를 실험적으로 측정하였다.