This study examined the under-inhibition concept of MEG considering the influx of pro-duced water, which includes many salts from subsea natural gas production. In particular, the study investigated the hydrate phase equilibrium of solutions containing both MEG and NaCl and proposes a modified model based on SRK EoS. The proposed model reflects the change of vapor pressure in aqueous MEG and NaCl mixed solution. Synergistic kinetic inhibition performance was investigated in the presence of MEG and NaCl. Experimental results show that the hydrate formation condition was shifted toward lower temperature and higher pres-sure in accordance with the increased NaCl concentration. The proposed model produced a better match with experimental data than the Multiflash and CSMGem programs. MEG and NaCl mixed solution induced synergistic kinetic inhibition of hydrate by delaying the hydrate initial growth rate as well as preventing the agglomeration and deposition of hydrate particles. Moreover, when 10 wt% NaCl was added to the 20 wt% MEG solution, no hydrate formation was observed for at least 10 h. The study proved that the amount of MEG could be de-creased, considering the concentration of the produced water.
본 연구는 해저에서 가스 생산 시 발생되는 고농도 염분을 가진 생산수의 유입을 고려한 효율적인 하이드레이트 저해 방법을 제안하였다. 하이드레이트 열역학적 저해제인 염을 포함한 생산수와 또 다른 열역학적 저해제인 MEG을 동시에 사용하여 과량으로 주입되는 MEG의 양을 적약하고 효율적으로 하이드레이트를 저해시키는 것을 증명하였다.
생산수 (NaCl)와 MEG의 하이드레이트 저해제로서 상승 효과를 알아보기 위해 실험 및 모델링을 수행하였다. 본 연구에서는 MEG와 NaCl의 첨가에 따른 물의 증기압 변화를 반영한 새로운 하이드레이트 열역학 모델을 제안하였다. MEG 농도와 NaCl 농도를 기준으로 하이드레이트 상평형 실험과 동역학적 실험을 수행하였다. 실험 수행 결과 MEG와 NaCl이 공존하는 경우, 하이드레이트 형성이 되기 더 어려운 방향으로 이동하였다. 그리고 새롭게 제안한 열역학 모델은 기존의 상평형 예측 프로그램인 CSMGem과 Multiflash보다 2.3배 높은 정확성을 보였다. 또한 MEG와 NaCl이 공존하는 경우, 하이드레이트 초기 생성 속도를 지연시켰고 하이드레이트 입자의 뭉침과 침적을 막는데 효과적이었다. MEG 20 wt% + NaCl 7 wt%의 하이드레이트 생성속도는 MEG 20 wt%의 생성속도보다 9.3배 낮았다. MEG 20 wt% + NaCl 10wt%인 경우, 10시간동안 하이드레이트 형성이 관측되지 않았다.
따라서, 고농도 염을 포함한 생산수의 유입 농도를 고려한다면 주입되는 MEG의 양을 줄여 효율적으로 하이드레이트를 관리할 수 있다.
