1. 중질유 추출용 계면활성제
점도가 높고 유동성이 떨어지는 중질유는 추출에 상당한 어려움이 있습니다. 이러한 중질유를 회수하기 위해 때때로 계면활성제 수용액을 시추공에 주입하여 점도가 높은 원유를 점도가 낮은 유중수 에멀젼으로 변환시킨 후 지표면으로 퍼 올립니다.
이 중질유 유화 및 점도 감소 방법에 사용되는 계면활성제에는 소듐 알킬 설포네이트, 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬 페놀 에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 폴리아민 및 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 알코올 에테르 설페이트가 포함됩니다.
추출된 유중수 에멀젼은 수분 분리가 필요하며, 이를 위해 산업용 계면활성제가 탈유화제로 사용됩니다. 이러한 탈유화제는 유중수 에멀젼화제입니다. 일반적으로 사용되는 탈유화제로는 양이온성 계면활성제 또는 나프텐산, 아스팔트산 및 이들의 다가 금속염이 있습니다.
특히 점도가 높아 기존 펌핑 방식으로는 추출이 어려운 원유의 경우, 열 회수를 위해 증기 주입이 필요합니다. 열 회수 효율을 높이기 위해서는 계면활성제가 필수적입니다. 일반적인 방법 중 하나는 증기 주입정에 거품을 주입하는 것인데, 구체적으로는 내열성 발포제와 비응축성 가스를 함께 사용합니다.
일반적으로 사용되는 발포제로는 알킬벤젠술포네이트, α-올레핀술포네이트, 석유술포네이트, 술폰화폴리옥시에틸렌 알킬알코올에테르, 술폰화폴리옥시에틸렌 알킬페놀에테르 등이 있습니다. 불소계 계면활성제는 높은 계면활성도와 산, 염기, 산소, 열, 오일에 대한 안정성 때문에 고온 발포제로 이상적입니다.
분산된 오일이 지층의 기공-목 구조를 통해 통과하는 것을 용이하게 하거나 지층 표면의 오일을 더 쉽게 치환하기 위해 박막 확산제라고 알려진 계면활성제가 사용됩니다. 대표적인 예로는 옥시알킬화 페놀 수지 중합체 계면활성제가 있습니다.
2. 왁스질 원유 추출용 계면활성제
왁스 성분이 함유된 원유를 추출하려면 왁스 생성을 예방하고 제거하는 작업을 정기적으로 수행해야 합니다. 계면활성제는 왁스 억제제이자 파라핀 분산제 역할을 합니다.
왁스 생성을 억제하기 위해 왁스 결정의 표면 특성을 변화시키는 유용성 계면활성제와 튜빙, 석유 시추봉, 장비와 같은 왁스 침전 표면의 특성을 변화시키는 수용성 계면활성제가 있습니다. 일반적인 유용성 계면활성제로는 석유 설포네이트와 아민계 계면활성제가 있습니다. 수용성 계면활성제로는 알킬 설폰산나트륨, 4차 암모늄염, 알킬 폴리옥시에틸렌 에테르, 방향족 폴리옥시에틸렌 에테르 및 이들의 설폰산나트륨 유도체가 있습니다.
파라핀 제거에 사용되는 계면활성제는 오일 용해성(오일 기반 파라핀 제거제에 사용됨)과 수용성(술폰산염형, 4차 암모늄형, 폴리에테르형, 트윈형, OP형 계면활성제, 황산염/술폰화 PEG형 또는 OP형 계면활성제 등)으로 분류됩니다.
최근 국내외에서 왁스 방지 및 제거를 통합적으로 적용하는 사례가 늘고 있으며, 유성 및 수성 제거제를 결합한 하이브리드 파라핀 분산제가 사용되고 있습니다. 이러한 분산제는 유상으로는 방향족 탄화수소를, 수상으로는 파라핀 용해 특성을 가진 유화제를 사용합니다. 유화제가 적절한 흐림점(액체가 탁해지는 온도)을 가지면 왁스 침전층 아래에서 탈유화되어 두 성분이 동시에 작용하게 됩니다.
3. 원유 탈수용 계면활성제
1차 및 2차 석유 회수 과정에서 유중수 분리제가 주로 사용됩니다. 지금까지 세 세대에 걸쳐 제품이 개발되었습니다.
1. 1세대: 카르복실산염, 황산염 및 설폰산염.
2. 2세대: 저분자량 비이온성 계면활성제(예: 유기인산염, PEG, 설폰화 피마자유).
3세대: 고분자량 비이온성 계면활성제.
후기 2차 회수 및 3차 회수 단계에서 원유는 종종 오일 중 물 에멀젼 형태로 존재합니다. 유화 분리제는 네 가지 범주로 나뉩니다.
• 4차 암모늄염(예: 테트라데실트리메틸암모늄클로라이드, 디세틸디메틸암모늄클로라이드)은 음이온성 유화제와 반응하여 HLB(친수성-친유성 균형)를 변화시키거나, 물에 젖은 점토 입자에 흡착되어 습윤성을 변화시킵니다.
• 음이온성 계면활성제(수중유화제 역할을 함)와 유용성 비이온성 계면활성제는 유중수 에멀젼을 분해하는 데에도 효과적입니다.
게시 시간: 2025년 9월 17일