항유화제 및 전기장을 이용한 물/비튜멘 에멀전의 분리특성

김상겸(Sang Kyum Kim),윤성민(Sung Min Yoon),이상헌(Sang Hun Lee),배위섭(Wisup Bae),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.2

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.

알칼리-계면활성제 용액을 이용한 인도네시아 A원유의 마이크로에멀전 특성

이상헌 ( Sang Heon Lee ),김상겸 ( Sang Kyum Kim ),배위섭 ( Wisup Bae ),이영우 ( Young Woo Rhee ) 한국공업화학회 2015 공업화학 Vol.26 No.3

For the enhanced oil recovery, one of the most important factors is to determine the surfactant formulationinchemical flood.The objective of this study is to analyze the microemulsion formed between the alkali-surfactant (AS solutionandAcrude oilfor screening surfactants. The alkali-surfactant solution wasmanufacturedbyusingthesurfactantpurchasedfromAKChemTech. C16-PO7-SO4 and sodium carbonate solution were used as surfactant and alkaline, respectively. Both TEGBE and IBA were used as a co-solvent. The AS solution and A crude oil can form a Type III middle phase microemulsion at the salinity from 0.0 wt%~3.6 wt%. Increasing the salinity causes the phase transition of microemulsion from the lower (Type I) to middle (Type III) to upper (Type II) phase. Interfacial tension (IFT) values calculated by Huh’s equation were in good agreement with ultralow IFT. According to this characteristic, the surfactant purchased from a domestic company can be applied to the enhanced oil recovery.

화학적 항유화제에 의한 물/비튜멘 에멀젼의 분리특성

박근익(Kunyik Park),한삼덕(Sam Duck Han),노순영(Soon Young Noh),배위섭(Wisup Bae),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2009 청정기술 Vol.15 No.1

비튜멘으로부터 효과적으로 물을 제거하기 위하여 화학적 항유화제에 의한 물/비튜멘 에멸젼의 분리를 연구하였다. 비튜멘 에멀젼을 모사하기 위해 모사물질로 엔진오일(GS Caltex Deluxe Gold V 7.5W/30, Hyundai gear oil 85W/140)과 아스팔트(AP-5, KS M 2201, ㈜동남유화)를 사용하여 예비실험을 수행하였다. 그리고 오일샌드로부터 추출한 비튜멘을 이용하여 실험하였다. 예비실험으로 수행된 물/오일 에멀젼의 분리실험에서 항유화제를 첨가하지 경우 에멸젼이 분리되지 않았으며, 항유화제의 농도가 낮을 때 Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 분리효율이 높았다. 그러나 GS Caltex 엔진오일에 비해서 분리효율의 증가율은 낮았다. Hyundai 엔진오일은 GS Caltex 엔진오일보다 점도가 높아서 물의 분산이 잘 이루어지지 않았기 때문으로 판단된다. 그리고 HLB (hydrophilic -lipophilic balance) 값이 높을수록 분리효율이 높았으며, 사용된 항유화제 중 TWEEN 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate solution)이 가장 좋은 분리효율을 나타내었다. In this study, the separation of water/bitumen emulsion was investigated by chemical demulsification method. Motor oils (GS Caltex Deluxe Gold V 7.5W /30, Hyundai gear oil 85W/140) and asphalt (AP-5, KS M 2201, Dongnam Petrochemical MFG. Co.) were used as model oils in the preliminary experiments to effectively remove water from water/bitumen emulsion. The bitumen extracted from Canadian oilsands was used in this study. The water/oil emulsion was not separated without demulsifiers, and Hyundai motor oil showed higher efficiency of water separation at a low concentration of demulsifier compared with that for GS Caltex motor oil. However, as the concentration increased, the efficiency did not rapidly increase compared with that of GS Caltex motor oil. It was highly speculated that the water phase of Hyundai motor oil was not dispersed well compared with that of GS Caltex motor oil because the viscosity of Hyundai motor oil was much higher than that of GS Caltex motor oil. The demulsifier of higher HLB (hydrophilic - lipophilic balance) value had high separation efficiencies in water/oil emulsion. The TWEEN 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate solution) showed better separation efficiency than other demulsifiers.

오일샌드 오일 처리기술의 특허분석에 의한 기술동향 연구

박근익(Kunyik Park),한삼덕(Sam Duck Han),한혜정(Hye Jung Han),강경석(Kyung Seok Kang),배위섭(Wisup Bae),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2009 청정기술 Vol.15 No.3

오일샌드는 석유를 대체할 에너지원의 하나로서 그 중요성이 갈수록 부각되고 있다. 본 논문에서는 특허분석에 기초하여 오일샌드 오일처리 기술의 기술동향을 조사?분석하였다. 특허분석에 사용된 특허는 1973년 부터 2009년까지의 특허로 한정하였다. 오일샌드 오일처리 기술동향은 출원년도, 출원국가, 기술의 종류 그리고 주요 출원인으로 분류하여 분석되었다. As a kind of an energy source to replace petroleum, the importance of oilsands is being emphasized as time goes on. In this paper, the trend of technology for the treatment of oil from oilsands was scrutinized using the patent analysis. The patents analyzed here were limited to them issued from 1973 to 2009. The technology trend of oil treatment of oilsands was analyzed by classifying each patent based on the year of publication, the country, the type of technology, and the major applicant of the patent.

국내산 계면활성제를 이용한 오일회수증진용 알칼리-계면활성제-폴리머용액의 제조 및 특성평가

이상헌(Sang Heon Lee),김상겸(Sang Kyum Kim),박지윤(Ji Yun Park),이도균(Do Kyun Lee),황순철(Soon Choel Hwang),배위섭(Wisup Bae),김인원(In Won Kim),이영우(Young Woo Rhee) 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.4

국내산 계면활성제를 이용하여 오일회수증진용 알칼리-계면활성제-폴리머(alkali-surfactant-polymer, ASP)용액을 제조하였다. 계면활성제는 현재 애경에서 사용되고 판매되어지는 리니어알킬벤젠술폰산(linear alkylbenzene sulfonic acid, LAS)과 디옥틸설포석신나트륨(dioctyl sulfosiuccinate, DOSS)을 사용하였으며 LAS와 DOSS를 1:1, 2:1의 비율로 섞어 합성계면활성제를 제조하였다. 염도는 0.8 wt.%에서 3.6 wt.%까지 변화시킨 뒤 계면활성제 용액과 오일모사로 쓰인 데칸(decane)을 섞어서 마이크로에멀젼 형성을 알아보았다. 염도가 변하면서 마이크로에멀젼 층은 증류수에서 오일로 이동하였으며 최적의 염도일 때 가용화 값을 측정하였다. 또한 표면장력 측정기를 이용하여 표면장력을 측정하였으며 Huh 방정식을 이용하여 계면장력을 측정하였다. 이후에 각각의 계면활성제 비율에 대한 마이크로에멀젼의 특성을 비교하였다. Alkali-surfactant-polymer (ASP) solution was manufactured by using the domestic surfactants for enhanced oil recovery. Domestic surfactants such as linear alkylbenzene sulfonic acid (LAS) and dioctyl sulfosiuccinate (DOSS) were used. This surfactants were purchased from AK chemtech Co., Ltd. (Korea). LAS and DOSS were blended and the ratio of LAS to DOSS are 1:1 and 2:1. Decane was used as a model compound of the crude oil. Surfactant solution and decane were blended to analyze microemulsion. Brine-oil-surfactant are mixed at varying concentration of brine from 0.8 to 3.6 wt.%. Increasing salinity causes the phase transition of microemulsion from water to middle to oil. Also, by measuring the surface tension and interfacial tension using pendent drop tensiometer and Huh’s equation optimal ratio of the ASP solution was determined.

태양에너지 이용기술 보급확대방안

배위섭,조정식 광주대학교 1999 産業技術硏究 Vol.13 No.-

화석에너지의 고갈과 지구환경적인 규제로 인하여 태양열 등의 신재생에너지의 보급이 점차 확대되고 있다. 우리나라의 신재생에너지의 비중은 전체 에너지에서 1% 내외를 차지하는 미미한 비중이며 이의 확대를 위하여는 많은 예산과 기술투자가 요구되고 있다. 여기에서는 태양열 에너지의 보급확대를 위하여 정책적인 측면에서 검토하여 보았다. Due to the consumption of fossil energy and the regulation of global environment. the new and renewable energy such as solar energy has been expanding enormously. The portion of new and renewable energy in Korea is very small. In fact, its ratio out of total energy is around 1 %. In order to expand the new and renewable energy, large amount of budget and technical investment will be needed. Here, national policy of expanding the solar energy will be studied.

지구온나화에 대비한 전력부문 에너지절감 대응방안 연구

배위섭,김건기 광주대학교 1999 産業技術硏究 Vol.12 No.-

최근들어 지구환경문제에 대한 관심이 점차 고조되고 있으며, 특히 온실가스배출증가에 의한 지구온난화가 가장 큰 이슈가 되고 있다. 우리나라는 1960년대 초반 경제개발정책 추진시 시멘트, 제철, 석유화학등과 같은 에너지다소비업 위주의 산업정책을 추진한 결과, 현재까지도 에너지의 사용이 많은 현황이다. 최근 국민소득의 증대로 인한 에너지사용의 절대량의 증가와 전력, 가스와 같은 고급에너지의 사용급증으로 에너지수입액의 비중도 갈수록 증가하고 있다. 여기에서는 온실가스배출의 약 20%를 차지하고 있는 전력부문의 온실가스 배출현황과 절감대책에 대하여 알아보았다. 이를 위하여 전력부문의 절감대책을 공급, 수요, 해외부문으로 나누어 이를 분석하였다. 저탄소배출형의 발전, 효율증진, 그리고 국제 협력을 통한 다양한 포트폴리오 정책이 추진되어야겠다. Recently, an attention on the global environmental problem is increasing, especially, global warming issue gets more and more attention. Korean government has been focused the high energy consuming industries such as steel, cement, petro-chemical industry during the national development movement in early 1960. In that results, our energy consumption still takes a large portion of national economy. Most recently, due to the increase of the national income, the amount of energy consumption has been enlarging and the portion of luxurious energy such as gas and electricity has been steadily growing. As a result, the percentage of the energy import has been also growing. In this paper, greenhouse gas status and its reduction policy in the electricity sector which takes about 20% of whole greenhouse gas emission were reviewed and introduced. Three areas such as supply, demand, foreign parts were introduced and explained individually. Low carbon emission power plant, efficients improvements, and international cooperatoin are the major methods which will be conformed with portpolio policy.

공공부문 비축무연탄 관리시스템 개선방안연구

배위섭,김건기 광주대학교 2001 産業技術硏究 Vol.15 No.-

본 연구는 장성, 도계, 화순 등 산지 비축장과 석항, 와룡, 옥마, 수색, 인천, 강릉, 대구 비축장 등의 비축현황 파악과 개별 비축장의 비축 개선방안에 대한 연구이며, 비축장의 통합, 이전, 복토 등 각 비축장의 현황에 부응한 최적의 개선 방향을 발굴·수립하였다. 지하 매설시 경제적인 규모의 파악, 즉, 통합과 이전을 통한 비축장의 재편으로 전국에 적절한 비축장의 숫자를 파악하고 적정이전부지의 실지조사 및 확보방안 등을 연구하였다. 아울러, 부지확보 비용 및 이전비용의 추정과 트럭, 열차, 선박 등 적정 이전수단 등을 검토하였다. 국내에 산재한 10개 정부 무연탄비축의 관리비용을 절감하고 점차 사양화되고 있는 석탄산업의 현실을 감안하고 남북경협을 고려하여 장기적인 관점에서 무연탄 관리시스템의 개선방향을 제시하는 데 그 목적이 있다. This study is about the investigation and improvement of the overall coal storage in various areas in coal related region. Furthermore, individual remedy of storage such as merging of multiple storages, transportation, covering by soil has been studied. The study on the economical scale, optimum number of storges, location were done through this study. The budget on transportation, best transportation sytem were the important topics of this study. This study was mainly done for the improvement of storage system and preparing for the future cooperation with North Korea.

기후변화협약이 광주지역 경제에 미치는 영향과 에너지절약방안

배위섭 광주대학교 2000 産業技術硏究 Vol.14 No.-

기후변화협약의 발효는 전세계적으로 경제, 환경, 기술분야 등 많은 분야에 막대한 영향을 미치고 있다. 이에 따라 광주시에서 에너지와 환경 국제동향을 알아보고 장래에 대한 대비 차원에서 우리 나라 에너지 현황과 국제적으로 에너지절약을 위한 정책, 나아가 광주시의 에너지절약 대책에 대하여 알아보고자 한다. The sign up on the FCCC has been influencing enormously on many areas of world scale of economy, politics, etc. Especially energy, environment, technology are the major areas which will be affected broadly. The city of Kwangju should prepare the global movement of environmental convention. Among many policies which will be the solution of the environmental regulation, energy conservation and technology will be the best policy. Here, we will study the energy policy of the Kwangjy city which will be connected to the future plan of environmental policy.

우리나라 대체에너지 개발 방향

배위섭 광주대학교 1998 産業技術硏究 Vol.11 No.-

우리나라가 신·재생에너지 개발에 투자를 하기 시작한 것은 1970년대 이후의 일로서 선진국에 비해 일천한 역사를 갖고 있다. 정부에서는 지난 1970년대 초부터 1987년까지 정부기관, 출연연구소, 대학 등에 신·재생에너지 연구개발을 위한 지원을 실시하여 왔으나, 기술개발자금과 전문인력의 부족으로 체계적이고 효율적인 기술개발이 이루어지지 못하였다. 그러나 자연에너지 자원을 적극 개발함으로써 에너지원의 다양화를 도모하고 장기적인 에너지수급안정을 기함과 동시에 심각해지는 환경문제에 대처하기 위하여 1987년 12월에 『대체에너지개발촉진법』을 제정하였다. 현재 각 국별로 정하고 있는 신·재생에너지원은 다소 차이가 있으나, 우리 나라의 경우 대체에너지개발촉진법에서 태양에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지, 소수력, 풍력, 수소에너지, 해양에너지, 지열, 연료전지, 석탄이용기술 등 11개 분야를 신·재생에너지원으로 정하여 개발을 추진 중에 있다. It has been after 1970 to invest the development of new and renewable energy and compare with the developed countries our country has short period of history. Korean government has been supporting the governmental organization, research institutes, universities from the early 1970to 1987, but due to the shortage of the technology development funds and man power, it is still far from systematic and efficient development. Korean government tries to cope with the environmental problem to diversify the energy source from the development of natural energy resources and secure the long term energy supply, enact the law of new and renewable energy development. The sources of new and renewable energies are different from each countries. In our country's case, they are solar energy, bio-energy, energy from the waste material, small scale electricity, hydrogen energy, tidal energy, earth thermal energy, fuel energy, coal technology. Korean government has decided 11 fields as the new and renewable energy fields and now they have been under the development stage.