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제조사 TDHI (Turner Designs Hydrocarbon Instruments)
제품명 Oil in Water/Soil
제목 가스 응축수 속 오일 농도의 신속한 분석
내용

 

 


가스 응축수 속 오일 농도의 신속한 분석

 

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Introduction

 

원유의 채굴 및 정제 과정에서 발생되는 가스 응축수 중 오일의 농도는 공정의 최적화, 수처리 검증, 공정 모니터링을 위해 현장에서 신속하게 측정되어야 한다. 그러나 비중계 측정법이나 가스 크로마토그래피 법과 같은 실험실 분석 방법은 현장 내 여러가지 변화에 대응하기 어려워 이에 적합한 방법으로 측정을 수행해야 한다. 일반적인 현장용 분석법에는 IR(적외선), UV(자외선) 형광 방식이 있다.

 

그 중 Produced Water (생산수) 내 오일의 분석을 빠르게 수행하기 위해서는 다른 화학물질의 간섭을 최소화하는 UV Fluorescence (UV 형광 기술)을 적용하는 것이 좋다.

 

 

 

 

분석 방법

 

Produced Water (생산수) 내 원유 농도를 측정하기 위한 방법들은 전 세계적으로 매우 다양하다. 그러나 대부분의 방법들은 색깔이 있는 수용성 탄화수소가 많은 BTEX 때문에 가벼운 원유나 가스 응축수에 대해 민감도가 떨어지는 경향이 있다. 가장 일반적인 실험실 방법으로는 비중계 측정법 EPA-1664A 및 가스 크로마토그래피 법을 이용하는 OSPAR, ISO9377-2가 있다. 이러한 방법들에는 통제된 조건하에서 수행해야하는 절차들이 상세하게 규정되어있다. 현장 작업자가 수처리 시스템의 성능을 모니터링 하고자 할 때에는 위에서 언급한 실험실 방법 또는 현장 방법을 선택할 수 있는데, 현장에서 사용하는 방법이 일반적으로 더 빠르고 수행하기가 쉽다.

 

대부분의 실험실과 현장에서는 분석을 위해 용매를 사용하여 물 샘플을 준비한다. 물 샘플을 유리병에 수집 할 때, 오일이 바로 분리되기 때문이다. 이러한 오일 중 일부는 물 위에 떠 있고, 유리병 벽면에 붙고, 물 속 고체에 달라붙기도 하지만 일부는 물에 분산되어 있을 것이다. 용매를 물 샘플에 넣고 흔들면 대부분의 오일이 용매에 용해되어 추출이 가능하다.

 

사용되는 방법에 따라 용매는 물보다 가볍거나 무거울 수 있다. 용매의 양은 보통 용액의 1/10을 사용하고, 추출된 오일의 농도는 10배 더 높다. 일단 추출된 오일의 농도를 분석하면 Oil in Water의 농도는 이 비율로 계산이 가능하다.

 

 

 

 

UV Fluorescence

 

자외선 형광 기술은 시료의 Oil in Water 농도를 구하기 위한 현장 분석에 이상적인 방법이다. 자외선 광원을 사용하면 원유와 천연가스 응축수의 경우, 1ppm 이하에서 5,000ppm까지 넓은 범위로 측정이 가능하다. 이 기술을 이용하여 농도를 분석하기 위해 자외선 광원이 사용된다. 오일과 가스 응축수는 UV 빛을 흡수하고, 그 즉시 더욱 긴 파장을 방출한다. 이 방출된 빛의 강도는 오일 농도와 비례하게 측정되며 민감한 광검출기에 의해서 검출된다. 고체입자 (황화철, 모래 및 녹), 기체 방울 및 대부분의 수처리 화학물질은 형광 빛을 생성하지 않기 때문에 측정을 간섭하지 않는다. UV 형광기술은 UV 흡수와는 다르게, 적외선 및 가시광 흡수(탁도)가 상당히 낮은 농도의 오일에 민감하고, 용해되지 않은 오일 및 가용성 오일을 검출 할 수 있다는 장점을 가진다.

 

공정에서 오일을 교정 할 때, 분석기는 오일의 방향족 함량에 반응하며 교정된 결과는 물 속 총 오일 농도에 해당한다. 원유와 천연가스 응축수 응용의 경우에는 일반적으로 6개월 주기로 교정을 진행한다. 형광 반응은 농도에 비례하므로 측정에 있어서 실험실 방법 USEPA 1664A, OSPAR, ISO 9377-2와의 연관성이 높다. 자외선 형광 기술은 광원의 파장과 검출 파장을 선택하여 수처리 화학물질과 자연 유기체의 간섭을 줄일 수 있다. 또한 UV 형광 샘플 분석은 일반적으로 사용되는 모든 추출 용매와 호환되고, 계면활성제 기반의 방법을 사용할 수 있어 동일한 분석기로 탄화수소 및 염소 처리 용제와 계면활성제 방법의 사용이 가능하다.

 

물속 탄화수소의 특성에 대해 더 자세하게 알아보기 위하여 다음과 같이 시도해 볼 수도 있다. 분석에 수용성 유기체를 포함시키기 위해 용제가 가용성 유기체를 추출 할 수 있도록 하는 강한 산을 물 샘플에 추가한다. 산을 첨가하지 않으면 그 결과는 용해되지 않은 오일을 제외한 농도이다. 또한 마이크로파 필터를 사용하여 오일 방울을 제거 할 수 있으므로 유화 오일만의 측정이 가능하다. 이 때, 필터의 크기를 선택하여 유화 방울의 입자 크기를 정할 수 있다. Produced Water (생산수) 공정에서 수용성 유기체의 농도는 교정 사이의 6개월동안 안정적이다. 경우에 따라 작업자는 가용성을 포함한 전체 유기체를 측정 할 수 있다. 그러나 일상적으로 행해지는 공정 확인 중에는 작업자가 작업을 단순화하기 위해 산을 추가하지 않을 수도 있다.

 

 

 

 

결론

 

Turner Designs Hydrocarbon Instruments (TDHI)의 UV 형광 방식 분석기는 Deep UV (심자외선) 광원을 가지고 있어 Produced Water (생산수)에서 가스 응축수를 측정 할 때, 감도가 좋고 신속한 측정이 가능하다. 일반적으로 사용되는 모든 추출 용제와 여러가지 준비 절차와의 호환이 가능하여 현장 작업자는 작업에 가장 적합한 방법을 선택 할 수도 있다. 물 속 오일 농도에 대한 UV 형광 방식은 실험실용 측정법인 USEPA 1664A 및 OSPAR, ISO9377-2와 상관 관계가 높아 정확한 결과 확인이 가능하다. 오일, 응축수 또는 정제된 연료에 대한 현장에서의 신속한 분석이 필요 할 때, UV 형광방식을 적용한 TDHI사 오일분석기는 작업자들이 공정을 제어하는데 있어서 매우 효과적이다.

 

 

 

 

UV 형광방식 오일분석기, TD-550/560

 

 

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- 5ppb ~ 5,000ppm의 넓은 분석 범위

- 샘플 분석 비용의 절감

- 분석 시, 추출 용매 사용 여부 결정

- 최첨단 데이터 Logging 및 그래프 작성

- 분석 가능 시료

TD-550

 TD-560

 원유 및 기타 중유

원유 및 중유

BTEX

 Gasoline

Gas Condensates

Jet Fuel

Kerosene

Styrene

Transformer Oils

Phenol

 

- 응용분야

생산수 및 냉각수, 폐수 분석, Steam Condensate, 우수 및 배출수, 수처리 검증, Oil in Soil

 

 

 

 

 

[관련 문의]                                        

 

영인에스티 수질환경팀 장호진 과장 (031-8033-0662)

 

 

관련제품정보 TDHI사 UV 형광방식 오일분석기 TD-550,560
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