Hydrate plugging effect in a submarine oil transportation pipeline can cause significant economic and environmental losses on offshore oil production industry. This work investigates the effect of naphthenic acid and naphthenate on the dynamic force acting on a clathrate hydrate at a water-oil interface. The adhesion force acting on the hydrate with various concentrations of naphthenic acid is measured by z-directional microbalance. The addition of naphthenic acid in the oil phase reduces the adhesion force acting on the hydrate from the lowered interfacial tension between the hydrate particle and aqueous phase. With the basic solution, the precipitate layer of calcium naphthenate is formed at the water-oil interface. The precipitate layer blocks the contact between the hydrate particle and aqueous phase, and the anti-adhesive force pushing on the hydrate probe is induced. In this case, the precipitated calcium naphthenate acts like an anti-agglomerant that inhibits the agglomeration of hydrate particles. These findings imply that the crude oil of high acidity may alleviate the agglomeration of hydrate particles in the oil pipeline by inducing naphthenate formation.
심해저 원유 수송관 내부에서의 하이드레이트 플러깅 현상은 원유 생산 산업에 심각한 경제적, 환경적 손실을 일으키는 요소로 알려져 있다. 본 연구는 나프텐산과 나프테네이트가 물-기름 계면에서의 클러스레이트 하이드레이트에 작용하는 점착 힘에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 나프텐산의 첨가는 물과 하이드레이트 사이의 계면 장력을 낮춤으로써 하이드레이트에 작용하는 점착 힘을 감소시키는 현상을 보였다. 염기성 조건에서의 시스템의 교반은 물-기름 계면에 나프테네이트의 침전을 일으켰으며, 침전된 나프테네이트 층은 하이드레이트 입자와 물 사이의 접촉을 막는 물리적 장벽 역할을 하였다. 이 경우에 나프테네이트는 하이드레이트의 응집을 막는 응집 억제제와 같은 역할을 하는 것으로 볼 수 있다. 본 연구결과는 산도가 높은 원유의 경우에는 나프테네이트의 형성에 의해 하이드레이트의 플러깅 현상이 억제될 수 있음을 의미한다.
