[기획특집: 이온성 액체] 이온성 액체를 사용한 하이드레이트 저해제 개발

이온성 액체를 사용한 하이드레이트 저해제 개발

김 현 택*·김 은 성*·김 기 섭*^†·강 성 필**

*한국교통대학교 화공생물공학과, **한국에너지기술연구원

Smart Ionic Liquids for Hydrate Inhibition

Hyun-Taek Kim*, Eun Sung Kim*, Ki-Sub Kim*^†, and Seong-Pil Kang**

*Department of Chemical and Biological Engineering, Korea National University of Transportation, Chungju 380-702, Korea

**Greenhouse Gas Department, Korea Institute of Energy Research, Daejeon 305-343, Korea

Abstract: 유전 및 가스전 개발 시 주변 환경의 온도와 압력 조건 혹은 펌프에 의한 가압으로 관내에는 저온, 고압의 조건이 형성된다. 이러한 조건하에 가스는 물에 포집되어 가스 하이드레이트를 형성하고, 결국 파이프라인을 막거나 심지어 파이프의 누수를 일으킨다. 이를 억제하기 위해 동역학적 저해제(Kinetic hydrate inhibitor, KHI)와 열역학적 저해제(Thermodynamic hydrate inhibitor, THI)가 사용되고 있지만 각기 지니고 있는 치명적인 단점 때문에 새로운 저해제 개발이 시급한 실정이다. 현재 독특한 물성으로 많은 연구가 진행되고 있는 이온성 액체(Ionic liquid, IL)는 기존 저해제의 단점을 보완할 뿐 아니라 하이드레이트 생성 억제에 있어 KHI와 THI의 특징을 모두 지니고 있는 새로 운 하이드레이트 저해제로서 각광받고 있다. 본 고에서는 이온성 액체를 사용한 하이드레이트 저해제 개발과 관련한 최근 동향을 살펴보겠다.

Keywords: Kinetic hydrate inhibitor, thermodynamic hydrate inhibitor, ionic liquid, hydrate, dual function inhibitor

1. 서 론

1)

석유 및 가스 자원은 인류가 사용하고 있는 주 된 에너지원이며, 여러 산업 분야에서 주원료로 사용된다. 현재 석유 및 가스 자원의 획득을 위해 지상 뿐 아니라 해양 유전의 개발이 활발히 진행 되고 있다. 해저 지각층의 유전 및 가스전은 개발 시 다양한 탄화수소 화합물과 함께 물이 생성되는 것을 피할 수 없으며, 탄화수소 화합물은 대부분 가스 하이드레이트를 생성할 수 있는 객체 분자의 리스트에 올라 있는 것들이다. 해저의 저온 조건 과 파이프라인의 고압 운전 조건은 필연적으로 가 스 하이드레이트 생성으로 이어지며, 가스 하이드 레이트는 관내의 흐름(flow)을 방해하는 주원인이 된다. 이로 인한 파이프라인의 막힘(pipeline plug-

† 주저자 (E-mail: [email protected])

ging) 없이 파이프라인의 다상흐름(multiphase flow) 을 원활하게 이루어지도록 유도하는 것이 flow assurance (유체 흐름 견실성)이다. 이를 위해 가스 하이드레이트의 생성 조건 예측을 통한 hydrate blockage 생성 방지가 최우선 과제이고, 만일 hy- drate blockage가 생성되었을 때에는 파이프라인 등의 생산 시설과 인명에 피해를 주지 않고 안전 하게 해리시키는 것 또한 중요하다[1-3].

우리나라에는 아직 생소할 수 있지만, 석유 화 학 업계에는 이러한 현상들을 다루기 위한 flow assurance engineer로 불리는 새로운 직종이 생겨 났다. 이들의 주요 업무는 개발을 시작하는 유전 및 가스전의 탄화수소 화합물에 대한 정보와 수분 함량을 계산하고, 이로부터 가스 하이드레이트 생 성 및 해리 상평형 조건을 예측해내는 것이다. 그 리고 상평형 조건과 비교하여 운전조건의 온도와

2010년 4월 20일 멕시코만 기름유출 사건 발생. 복구 작

업 도중 돔 내부에 가스하이드레이트가 발생해 작업 중단. 3일간 조업중단.

압력이 가스 하이드레이트 생성 조건이라면, 이 상평형 조건을 변화시키기 위한 조치를 취하게 되 며, 보통 메탄올(MeOH) 또는 mono-ethylene glycol (MEG)를 주입한다. 이들을 저해제(inhibitor)라 부 르며, 물에 용해되면 가스 하이드레이트 생성 온 도는 낮아지고 압력은 높게 되어 생성이 어려워지 게 된다. 그러나 이러한 flow assurance engineer들 의 노력에도 불구하고 생산정에서 발생하는 물의 양이 시간에 따라 조금씩 변한다거나, 사소한 기 계적인 문제로 인해 hydrate blockage가 발생하기 도 한다. Table 1은 하이드레이트 형성으로 조업 중 발생한 사고들을 보여준다.

이 중 대표적인 사건으로 1996년 4월 북해에서 발생한 사고가 널리 알려져 있다. 당시 북해의 가 스전과 영국의 플랫폼은 직경 0.4 m, 길이 35 km 의 파이프라인으로 연결되어 있었다. 조업 중 문 제가 발생하여 파이프라인 내에서 하이드레이트 가 생성되면서 plugging이 일어났다. 파이프라인 의 압력손실을 계산해본 결과 플랫폼에서 150 m 떨어진 지점부터 약 2 km에 걸쳐 하이드레이트가 생성된 것으로 나타났다. 이렇게 생성된 하이드레 이트를 제거하는 비용만 미화 3백만 달러가 소모 되었으며 8주간의 생산지연으로 인한 손실 또한 막대했다. Figure 1은 하이드레이트 형성으로 인 해 plugging된 파이프라인에서 하이드레이트를 제 거하는 모습을 보여주고 있다. 이처럼 유전과 가 스전을 보유, 운영하는 많은 기업 및 국가들은 flow assurance를 위한 연구 개발에 투자를 활발히 하여

자신들만의 hydrate mitigation 방법들을 개발하거 나 열역학적 상평형 모델을 개발해 오고 있다. 하 이드레이트 저해제는 억제 방법에 따라 크게 열역 학적 저해제(Thermodynamic Hydrate Inhibitor, THI)와 동역학적 저해제(Kinetic Hydrate Inhibi- tor, KHI) 두 가지로 나눌 수 있다. THI란 하이드 레이트가 형성되는 상평형점을 열역학적으로 이 동시켜 조업 조건에서 하이드레이트 형성을 막아 주는 저해제이다. 그리고 KHI는 동역학적으로 물 의 수소 결합 과정에 관여하여 하이드레이트가 형 성되는 것을 지연시키주는 저해제를 의미한다[4].

2. 하이드레이트 저해제 관련 기술 동향 및 수준

국외 하이드레이트 저해제 개발은 매우 활발히 이루어지고 있다. 해저 유전 개발 시, 앞서 언급한 바와 같은 문제점들 때문에 여러 석유 기업과 산 유 국가에서 일찍이 저해제 개발을 착수하기 시작 하였다. 초기 가스 하이드레이트의 생성을 막기 위 해 조업조건의 상평형 조건을 변화시키기 위한 조 치를 취하게 되면서 메탄올(MeOH) 또는 mono- ethylene glycol (MEG)와 같은 물질들을 주입하여 상평형 조건을 변화시켜 주었다. Figure 2는 가스 하이드레이트 상평형도를 나타낸다. 점선으로 표 시한 것이 가스 하이드레이트 상평형 곡선으로 이 보다 온도가 높거나 압력이 낮으면 가스하이드레 이트가 생성되지 않는 지역이며, 이보다 온도가

Figure 1.파이프라인에서 제거되고 있는 hydrate blockage[4].

Figure 2. 하이드레이트 상평형도[4].

낮거나 압력이 높으면 가스 하이드레이트가 생성 되는 하이드레이트 안정 영역이다. Figure 2는 파 이프라인의 작동 압력을 100 bar로 설정했을 때를 예로 들고 있다. 생산 가스전의 하이드레이트 상 평형 온도는 20 ℃이며, 파이프라인이 운전되는 심해저 온도는 약 4 ℃이다. 이때의 상평형점 온도 와 운전온도의 차이를 ΔT (sub-cooling)이라고 한 다. Flow assurance engineer는 하이드레이트가 형 성되는 상평형 조건을 운전조건보다 더 극한의 조 건으로 이동시키기 위해 THI를 주입한다. 대부분 의 가스전 및 유전에서 메탄올과 MEG 주입은 별 다른 사고 없이 안전한 운전을 보장해 왔지만 환 경오염으로 인한 친환경 개발이 대두되고 있는 현 재에는 화학물질들을 주입하면서 발생되는 여러 가지 문제들이 지적되었다.

한 보고서에 의하면 가스전에서 하이드레이트

저해를 위해 사용되는 메탄올의 연간 가격은 미화 2억 2천만 달러에 이르고 있다. 조업 조건에 충족 하려면 생산정에서 발생한 물에 대한 메탄올을 약 60 wt%로 주입해야 하기 때문에 가스전 및 유전 생산 규모에 따라 막대한 양의 메탄올을 주입해야 한다. 또한 바다에서 진행하는 직접적인 공정으로 메탄올이 바다로 유출될 경우 심각한 환경오염을 유발할 수 있다. 그리고 메탄올은 하류 정제 공정 에서 오염물로 취급되며, 파이프라인의 seal로서 사용되는 polymer에 손상을 줄 수 있는 등 여러 문 제점들이 지적되고 있다. 2002년 10월 생산을 시 작한 BP, Total Marathon 등이 속한 Camden Hill 가스전의 경우, 메탄올 주입량은 생산정에서 발생 하는 물에 대해 1.5배럴이었으며, 많은 양의 메탄 올 용액이 파이프라인을 차지하면서 생산량의 40%에 머물게 되었다. 그리고 메탄올 운송 및 회 수, 재생 공정이 문제를 일으키며, 2003년 1월 까 지 문제 해결에 많은 노력을 기울어야 했고, 이후 매 2.5주마다 메탄올 주입을 위해 1백만 달러의 운전비용이 추가로 소모되었다. 이러한 전통적인 THI의 사용은 가스전 개발을 위한 CAPEX와 OPEX 에 중대한 영향을 미치기 때문에 다른 방법으로 하이드레이트 생성을 억제하려는 시도가 많이 이 루어졌다.

특히 하이드레이트 생성 kinetics와 flow charac- teristics를 고려하여 주입하는 저해제의 양을 기존 의 60 wt%에서 0.1∼1.0 wt% 수준으로 격감시킬 수 있는 미량 하이드레이트 저해제(low dosage

(a) (b)

Figure 3. 동역학적 저해제의 종류. (a) poly vinylpy- rrolidone (PVP), (b) poly vinylcaprolactam (PVCap).

에서 체류하기 때문에 동역학적 생산물이 파이프 라인 체류시간 이상의 지연시간을 갖는다면 큰 무 리 없이 조업을 진행할 수 있다.

KHI는 1990년대 초, 북극권에 서식하는 물고기 들이 0 ℃ 이하의 온도에서도 혈액 순환이 제대로 이루어지는 것을 관찰한 한 연구그룹이 그들에게 서 anti-freeze protein (AFP)을 추출하면서 개발 되었다. 이 단백질 성분은 물고기 혈액 내에서 물 이 수소결합하는 것에 간섭하여 0 ℃ 이하에서도 물고기의 원활한 혈액 순환을 돕는 것으로 밝혀졌 다. 본 사례에서 힌트를 얻은 Shell과 BP의 연구원 들은 실제 공정에서도 AFP가 저해제로 작동하는 지를 살펴보았고, 이 AFP가 굉장히 고가이기 때 문에 산업에 적용하기 곤란하다는 결론에 도달하 자, 곧 AFP와 유사한 역할을 수행할 수 있는 수용 성 고분자 물질을 찾기 시작했다. 이것이 KHI 연 구에 첫걸음이 되었고 이 연구에는 Colorado School of Mine과 BASF, ISP 등의 대학 및 정밀 화학 기 업들까지 가세하였으며, Figure 3과 같은 poly vinylpyrrolidone (PVP), poly vinylcaprolactam (PVCap)이 가장 유망한 KHI로 제시되었다.

하지만 곧 KHI의 한계가 드러났다. 앞서 Figure 2에서 나타낸 바 있는 ΔT가 10 ℃를 넘는 경우 KHI가 제대로 작동을 하지 못한다는 것이 밝혀졌 다. 따라서 BP가 운영하는 북해의 가스전은 ΔT가 10 ℃ 미만이기 때문에 KHI의 적용이 가능하지 만, 이보다 더 높은 ΔT 조건을 갖는 북해 심해저 나 멕시코 만에서는 적용이 곤란하였다. 하지만 KHI 나름의 장점을 활용할 수 있기 때문에 BP는 Clariant oilfield service와 합작하여 자사에서 개

발한 ΔT = 6∼8 ℃ 범위의 KHI를 저해제 시장에 서 판매하고 있다. KHI를 적용한 Shell의 2002년 멕시코만 현장 시험에서는 종전에 주입하던 일일 120배럴의 메탄올이 KHI로 대체 후 25배 이상 감 소하였다. 따라서 대규모 메탄올 사용을 피할 수 있기 때문에 CAPEX를 획기적으로 절감할 수 있 었다. 이러한 성공에 고무된 Shell은 현재 휴스턴 지사와 암스테르담 지사에서 KHI 개발을 지속하 고 있다[4,5].

이와 같이 가스전 및 유전 파이프라인에서 발생 할 수 있는 hydrate blockage 문제 방지와 해결을 위해 산업계에서는 많은 노력을 기울이고 있다.

THI와 KHI가 대표적으로 사용되는 저해제이지 만, 상기에서 살펴보았듯이 이들의 단점이 너무도 분명하여 산업계에서는 새로운 하이드레이트 저 해제 개발에 눈을 돌리고 있다. 이러한 시점에서 이온성 액체의 등장은 문제를 해결할 수 있는 잠 재적인 해법을 지니고 있다.

3. 왜 이온성 액체인가 ?

이온성 액체는 양이온과 음이온의 크기의 비대 칭성으로 인해 상온에서 결정체를 이루지 못하고 액체 상태로 존재하는 물질을 말한다. Figure 4에 서 보는 바와 같이 일반적으로 heterocyclic cation 과 inorganic anion으로 구성되어 있는 이온성 액 체는 독특한 물리적 화학적 성질, 즉 비휘발성, 비

Figure 4. 이온성 액체. (a) N-ethyl-N-methylimidazolium tetrafluoroborate ([EMIM][BF4]), (b) N-butyl-N-methyl- pyrrolidinium tetrafluoroborate ([BMP][BF4]), (c) N-(2-hy- droxyethyl)-N-methylpyrrolidinium tetrafluoroborate ([HEMP]

[BF4]), (d) N-butyl-N-methylmorpholinium bromide ([BMM]

[Br]).

Figure 5. 메탄 하이드레이트의 hydrate-aqueous liquid- vapor (HLV) 상평형도[12].

가열성, 400 ℃까지 달하는 액체로서의 넓은 온도 범위를 갖고 있으며, 유기물, 무기물에 대한 높은 용매화 능력을 지니고 있다. 이들의 독특한 특성 은 이온성 액체의 양이온과 음이온의 구조에 따라 혹은 같은 양이온이라 해도 side chain의 길이에 따라 크게 영향을 받으며, 이와 같은 성질을 이용 하여 사용자의 이용목적에 따라 최적화를 꾀할 수 있다. 따라서 이온성 액체를 “designer material”

이라 부르기도 한다[6-8].

이온 화합물인 이온성 액체는 H2O의 쌍극자와

“이온-쌍극자” 상호작용이 존재하게 되어 H2O와 높은 친화력을 가진다. 친수성의 성격은 하이드레 이트 저해제로서 필수 불가결한 성질이다. 하이드 레이트는 쉽게 말하면 가스를 포함하는 얼음이기 때문에 H2O가 얼음 격자(하이드레이트 격자)를 형성하기 전에 저해제가 H2O의 수소결합에 간섭 해야 한다. 같은 이유로 이온성 액체에 알코올이 나 케톤 등의 H2O 분자와 수소결합을 할 수 있는 작용기를 붙일 경우보다 나은 하이드레이트 형성 억제효과를 기대할 수 있다.

현재 이온성 액체 혹은 유사 이온성 액체를 기 반으로 한 하이드레이트 저해제에 대하여 국내외

로 많은 연구가 진행 중이다. 대표적으로 Malcolm A. Kelland 그룹에서는 LDHI를 중심으로 하이드 레이트 억제성에 대하여 연구를 진행하였다. LDHI 의 중심적인 두 가지 물질군인 KHI, anti-agglo- merants (AAs) 중 플랜트 공정에서 이용 가능성이 높은 KHI를 중심으로 연구하였고, 이에 실제 공 정에서 사용가능한 다양한 형태의 KHI를 개발하 고 적용 방법들을 제시하였다. 최근에는 tetra(iso- hexyl)ammonium bromide (TiHexAB), tetra(iso- heptyl)ammonium bromide (TiHepAB) 등의 사차 암모늄 형태의 이온성 액체와 기존의 KHI 고분자 를 조합하여 향상된 동역학적 억제성을 발견하였 고, scale inhibitors (SIs)로 잘 알려진 polyaspar- tamides의 동역학적 억제성을 규명하는 등 다양한 연구가 진행 중이다[9-11].

Hertanto Adidharma 연구팀에서는 최초로 이온 성 액체를 이용하여 하이드레이트 형성 억제 실험 을 진행하였다. 시중에 많이 시판되고 있는 1-ethyl- 3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([EMIM]

[BF₄]), 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoro- borate ([BMIM][BF₄]), 1-ethyl-3-methylimidazo- lium bromide ([EMIM][Br]) 등의 다양한 immida- zolium 계열의 이온성 액체들을 이용하여 하이드 레이트 형성 억제성을 실험하였다. 연구를 통해 이온성 액체가 하이드레이트 형성 억제에 있어 열

Figure 6. 각 물질들의 메탄 하이드레이트 형성 지연시간 (저해제 10 wt%)[12].

Figure 7.메탄 하이드레이트 형성 지연시간[15].

역학적 억제성과 동역학적 억제성을 모두 지니고 있는 것을 확인하였고 이는 이온성 액체의 하이드 레이트 저해제로서의 가능성을 보여주는 첫 번째 발견이었다. Figure 5는 이온성 액체가 하이드레 이트 형성에 대해 열역학적 억제성을 띠어 상평형 점이 이동한 모습을 보여주고 있다. Figure 6은 이 온성 액체가 열역학적인 억제성뿐 아니라 동역학 적인 억제성도 지니고 있음을 보여주고 있다. 이 후 Adidharma 그룹은 후속 연구로 imidazolium 계열의 이온성 액체와 기존의 열역학적 저해제인 MEG를 혼합하여 하이드레이트 억제성을 개선시키 는 등의 여러 가지 연구를 진행 중에 있다[12-14].

필자의 연구팀에서는 앞서 진행된 해외 연구팀 들의 연구와는 독립적으로 이온성 액체 하이드레 이트 저해제에 대하여 연구를 진행하였다. 기존에 구입 가능한 imidazolium 계열의 이온성 액체뿐 아니라 실험실 수준에서 합성이 가능한 pyrrolidi- nium 계열과 morpolinium 계열 등 다양한 이온성 액체를 합성하여 이온성 액체의 하이드레이트 억 제성 연구를 진행 중이다. 이온성 액체의 구조에 따라 하이드레이트 형성 억제성의 효율이 매우 달 라진다. 이온성 액체는 양이온과 음이온의 종류, 또는 결합하고 있는 작용기에 따라 다양한 물성을 지니게 되는데 이러한 성질을 이용하면 하이드레 이트 억제성을 임의로 조작할 수 있다. 이에 착안

하여 필자의 연구 그룹은 이온성 액체에 특정 작 용기(functional group)를 도입함으로써 이온성 액 체의 하이드레이트 저해 효과가 극대화될 수 있다 는 연구 결과를 최근 발표하였다. 개발된 이온성 액체는 양이온은 pyrrolidinium이고 음이온은 tetra- fluoro borate를 지니고 있는 이온성 액체로 양이 온에 hydroxy-기를 접합하여 물과의 수소결합을 유도한 N-(2-hydroxyethyl)-N-methylpyroolidinium tetrafluoroborate ([HEMP][BF₄])이다. 이 밖에 신 규로 N-butyl-N-methylpyrrolidinium tetrafluoro- borate ([BMP][BF₄])을 합성하였고, 비교군으로는 Adidharma가 제안한 [EMIM][BF4]과 상업화된 동 역학적 저해제인 PVP와 PVCap을 준비하였다.

Figure 7과 Table 2는 저해제의 동역학적 억제 성을 보여주고 있다. 이를 확인하면 기존의 동역 학적 저해제로 사용되고 있는 PVP와 PVCap은 각 각 1.8 min (1 wt%), 43 min (1 wt%)의 지연시간 을 가지고 있는 것에 반해 이온성 액체 저해제인 [EMIM][BF₄], [HEMP][BF₄], [BMP][BF₄]은 각각 88.4 min (1 wt%), 101.5 min (1 wt%), 58.2 min (1 wt%)의 지연시간을 보였다. 이러한 결과는 이 온성 액체가 기존 저해제의 성능에 비교하여 압도 적인 효과를 보인다는 것을 암시한다. 특히 개선 된 이온성 액체인 [HEMP][BF4]는 이온성 액체 중 에서도 단연 돋보이는 동역학적 억제성을 보였으 며, 이러한 결과는 이온성 액체 구조를 어떻게 디 자인하는가에 따라 억제 효과가 극명한 차이를 보

Table 2. 메탄 하이드레이트 형성 지연시간[15]

Inhibitor

Induction time/min

0.1 wt% 0.5 wt% 1 wt% 10 wt%

PVP 0.4 (0∼1.1)

1.6 (0.4∼2.3)

1.8

(0.8∼2.4) - PVCap 11.7

(4∼20) 19.9 (6∼22)

43

(30∼49) - [EMIM][BF4] 35.3

(24∼56) - 88.4 (50∼123)

97.3 (65∼133) [HEMP][BF4] 61.5

(26∼74) - 101.5 (75∼146)

342.8 (262∼413) [BMP][BF₄] 23.8

(15∼46) - 58.2 (53∼70)

233.5 (180∼303) ( ), numbers in parentheses: range of induction time wt% : weight percentage of inhibitors

T = 274.15 K, ΔT(sub-cooling) = 15 K, P = 70 bar

Figure 8. 메탄 하이드레이트의 hydrate-aqueous liquid- vapor (HLV) 상평형도 (저해제 10 wt%)[15].

임을 입증해 준다. Figure 8은 합성한 이온성 액체 가 동역학적 억제성뿐만 아니라 열역학적 억제성 도 지니고 있음을 보여준다. [HEMP][BF4]는 높은 동역학적 억제성을 보이면서도 동시에 열역학적 억제성도 보이고 있어 앞으로의 상업적 응용이 기 대되는 물질이다[15].

이온성 액체는 기존의 하이드레이트 저해제를 충분히 대체할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 앞 으로 다양한 이온성 액체의 물성을 측정하여 기초 데이터를 확보하고 저해제로서의 성능을 평가하 여 데이터베이스를 구축하여야 한다. 이를 바탕으 로 이온성 액체의 물성변화에 따른 하이드레이트 생성 억제성의 변화를 연구하여 억제 메커니즘을 명확히 한다면 flow assurance 분야에서 이온성 액 체를 이용한 저해제 개발에 큰 도움이 될 것이다.

4. 이온성 액체 하이드레이트 저해제 개발의 파급효과

인류의 역사와 함께 한 화석연료는 현재 환경 친화적 기술 및 신재생 에너지 보급 정책 등의 국 내외 분위기와 부존량의 유한성이라는 문제 때문 에 점차 사용에 제한을 받고 있다. 그러나 증가하

는 막대한 에너지 수요에 대처하기 위해서는 여전 히 화석연료의 사용이 불가피하다. 현대 사회의 급증하는 에너지 수요는 육지에서 해저 에너지원 으로 눈을 돌리게 하는 계기를 마련하였다. 이와 동시에 가스전 및 유전 파이프라인에서 발생할 수 있는 하이드레이트에 의한 막힘현상 문제의 방지 와 해결을 위해 산업계는 많은 노력을 기울이고 있다. KHI와 THI로 대표되는 저해제는 현재 대표 적으로 사용되는 저해제이지만, 앞서 살펴본 바와 같이 치명적인 문제점을 지니고 있다. 이의 해결 을 위해 국내 기업들이 향후 국내는 물론 전 세계 의 석유 및 가스전 개발을 목표로 이온성 액체 저 해제 개발의 필요성을 인지하고 이온성 액체를 기 반으로 한 해저 에너지원 개발을 준비한다면 flow assrance 분야에 있어서 독보적인 입지를 구축할 수 있을 것이다. 향후 관련 연구가 국내에 활성화 되어 국내 연구진에 의해 개발된 신개념 하이드레 이트 저해제와 운전 시스템을 기대해 본다.

5. 맺음말

본 고에서는 이온성 액체를 사용한 하이드레이 트 저해제 개발에 관해 간략히 살펴보았다. 이미 상업화된 KHI와 THI에 비교하면 이온성 액체를 기반으로 한 저해제 개발 분야는 걸음마 단계라 할 수 있다. 이온성 액체 저해제는 기존의 저해제

저 석유전과 가스전은 기술 개발 및 에너지 수요 의 증가로 최근 주목받고 있다. 부존 매장량 또한 막대하여 여러 국내외 석유회사들이 다양한 에너 지원 확보를 위해 앞다투어 경쟁하고 있는 실정이 며 동시에 flow assurance 분야는 필연적으로 급성 장 하고 있다. 기존에 사용되던 저해제를 극복할 수 있는 신개념의 이온성 액체를 기반으로 한 하 이드레이트 저해제 개발 기술은 flow assurance 분 야의 한 축으로 자리매김할 것이다.

감사의 글

본 과제(결과물)는 교육과학기술부의 재원으로 지원을 받아 수행된 산학협력 선도대학(LINC) 육 성사업의 연구 결과입니다.

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김 현 택

2008∼현재 한국교통대학교 화공생물공학과 학사

김 은 성

2009∼현재 한국교통대학교 화공생물공학과 학사

김 기 섭

1999 고려대학교 화학공학과 학사 2001 한국과학기술원

생명화학공학과 석사 2005 한국과학기술원

생명화학공학과 박사 2006 Univ. of Michigan, Post-Doc.

2007 Brookhaven National Lab, Research Associate

현재 한국교통대학교

화공생물공학과 부교수

강 성 필

1994 고려대학교 화학공학과 학사 1996 한국과학기술원 화학공학과 2000 한국과학기술원 화학공학과 석사 2000∼2001 일본 AIST Research Fellow박사 2001∼2005 LG화학 기술연구원 2005∼2006 현대엔지니어링주식회사 2006∼현재 한국에너지기술연구원

책임연구원