화학공학소재연구정보센터
홈 로그인 로그아웃 연락처 사이트맵
Clean Technology, Vol.19, No.2, 140-147, June, 2013
Export Citation
항유화제 및 전기장을 이용한 물/비튜멘 에멀전의 분리특성
Bitumen Emulsion Separation by Chemical Demulsification and Electrical Treatment
김상겸, 윤성민1, 이상헌1, 배위섭2, 이영우†
  • 충남대학교 녹색에너지기술전문대학원, 305-764 대전광역시 유성구 대학로 99
  • 1충남대학교 화학공학과, 305-764 대전광역시 유성구 대학로 99
  • 2세종대학교 에너지자원공학과, 143-747 서울특별시 광진구 능동로 209
Sang Kyum Kim, Sung Min Yoon1, Sang Hun Lee1, Wisup Bae2, and Young Woo Rhee†
  • Graduate School of Green Energy Technology, Chungnam National University, 99 Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea
  • 1Department of Chemical Engineering, Chungnam National University, 99 Daehak-ro, Yuseong-gu, Daejeon 305-764, Korea
  • 2Department of Energy and Mineral Resources Engineering, Sejong University, 209 Neungdong-ro, Gwangjin-gu, Seoul 143-747, Korea
E-mail:
초록
본 연구에서는 항유화제와 전기장을 이용하여 물/비튜멘 에멀전에서의 효과적인 물 분리 방법에 대한 실험을 진행하였다. 물/비튜멘 에멀전의 물 분리 효율을 측정하기위한 기초실험을 진행하였으며, 기초실험에서는 비튜멘의 모사를 위해 모터 오일(GS Caltex, Deluxe Gold V 7.5 W/30, Hyundai gear oil 85 W/140)을 사용하였다. 기초실험을 통해 높은 물 분리 효율을 갖는 항유화제를 선택하였으며, 선택된 항유화제를 사용해 아스팔트 및 비튜멘 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 지용성 항유화제 중에서는 말레산무수물(maleic anhydride)과 e-카프로락탐(e-caprolactam)이 높은 분리 효율을 보였으며, 수용성 항유화제는 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate)와 아크릴산(acrylic acid)이 높은 분리 효율을 보여주었다. 앞선 기초실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 지용성 항유화제 2종, 수용성 항유화제 2종을 선택하여 아스팔트 에멀전에서의 분리실험을 진행하였다. 또한, 실험실규모의 전기장을 이용하여 오일처리기(oiltreater)를 설계, 제작하였으며 제작된 장치와 항유화제를 연계하여 에멀전의 분리효율을 실험하였다.
In this study, chemical demulsification and electrical treatment methods were investigated for improving the efficiency of water separation from a water/bitumen emulsion. Two types of motor oils (GS Caltex, Deluxe Gold V 7.5 W/30 and, Hyundai gear oil 85 W/140) were used as model oils in basic experiments to investigate the effects of a demulsifier on water/oil emulsion separation. Chemical demulsifiers showing good water separation performance were then used in asphalt emulsion and bitumen emulsion separation trials. Maleic anhydride and e-caprolactam were shown to be good oil soluble demulsifiers and 2-ethylhexyl acrylate and acrylic acid were effective as water soluble demulsifiers. Based on the results obtained in basic experiments, these four demulsifiers were used in further asphalt emulsion experiments. The oil soluble demulsifiers showed higher water separation efficiencies than the water soluble demulsifiers. To investigate the water separation efficiency using a combined chemical and electrical treatment method, the water/bitumen emulsion was separated with the electrical oil treatment apparatus after a chemical demulsifier had been added to it.
Keywords:Chemical demulsification;Electric treatment;Oil sands;Water separation
  1. Greene DL, Hopson JL, Li J, Energy Policy, 34(5), 515 (2006)
  2. Mejean A, Hope C, Energy Policy, 36(11), 4205 (2008)
  3. Park YK, Choi WC, Jeong SY, Lee CW, Korean Chem. Eng. Res., 45(2), 109 (2007)
  4. Frimpong S, Hu Y, Awuah-offei K, J. Terramech., 42(1), 15 (2005)
  5. Czarnecki J, Radoev B, Schramm LL, Slavchev R, Adv. Colloid Interface Sci., 114-115, 53 (2005)
  6. Barillas JLM, Dutra TV, Mata W, J. Pet.Eng., 54(1-2), 34 (2006)
  7. Butler RM, J. Can. Pet. Technol., 33(2), 44 (1994)
  8. Novales B, Papineau P, Sire A, Axelos MAV, Colloid Surf. A; Physicochem. Eng. Asp., 221(1-3), 81 (2003)
  9. Lissant, K. J., Demulsification Industrial Application, Marcel Dekker, NewYork, 2 (1983)
  10. Jiangying W, Yuming, Tadeusz D, Hassan H, Colloid Surf.A: Physcochem. Eng. Asp., 252(1), 79 (2005)
  11. Park KI, Han SD, Noh SY, Bae WS, Rhee YW, Clean Technol., 15(1), 54 (2009)
  12. Kukizaki M, Goto M, J. Membr. Sci., 322(1), 196 (2008)
  13. Kwon WR, Park K, Han SD, Yoon SM, Kim JY, Bae W, Rhee YW, J. Ind. Eng. Chem., 16(5), 684 (2010)
  14. Chen CM, Lu CH, Chang CH, Yang YM, Maa JR, Colloid Surf. A:Physcochem. Eng. Asp., 170(2-3), 173 (2000)
  15. Stachurski J, Michalek M, J. Colloid Interface Sci., 184(2), 433 (1996)