KR20170080918A - Hydrate inhibitor treatment system - Google Patents

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KR20170080918A
KR20170080918A KR1020150190769A KR20150190769A KR20170080918A KR 20170080918 A KR20170080918 A KR 20170080918A KR 1020150190769 A KR1020150190769 A KR 1020150190769A KR 20150190769 A KR20150190769 A KR 20150190769A KR 20170080918 A KR20170080918 A KR 20170080918A
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hydrate inhibitor
electrode
salt component
salt
treatment system
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KR1020150190769A
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김유리
남기일
안상윤
박상민
염승종
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 수화물 억제제 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해저 파이프라인으로부터 수화물 억제제를 회수한 후 사용 가능하도록 재생하기 위한 과정에서 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정을 간소화하고 염성분 처리 효율을 증대시킨 수화물 억제제 처리 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 해저 파이프라인에 생성된 수화물을 억제하기 위한 수화물 억제제를 회수하여 재사용하기 위한 처리 시스템에 있어서, 해저 파이프라인으로부터 수화물 억제제를 공급받아 전극 사이를 통과시키고, 전극에 전류를 인가하여 정전기적인 힘을 이용하여 염성분이 전극에 흡착하여 염성분을 제거하는 축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 공정을 통해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 탈염 처리부; 및 상기 탈염 처리부에서 이송된 염성분이 제거된 상태의 수화물 억제제를 가열하여 수분을 증발시킨 후 응축시켜 수화물 억제제에 포함된 수분을 제거하는 수분 처리부;;를 포함하는 수화물 억제제 처리 시스템을 제공한다.The present invention relates to a hydrate inhibitor treatment system, and more particularly, to a hydrate inhibitor treatment system that simplifies the process of removing salt components contained in a hydrate inhibitor in a process for recovering the hydrate inhibitor from the subsea pipeline for use after recovery, And more particularly to a hydrate inhibitor treatment system that increases efficiency.
To this end, a treatment system for recovering and reusing a hydrate inhibitor for inhibiting hydrates generated in a submarine pipeline, comprising: a hydrate inhibitor supplied from a submarine pipeline to pass between electrodes, A desalination unit for removing salt components contained in the hydrate inhibitor through a capacitive deionization (CDI) process in which a salt component is adsorbed on the electrode using a force to remove salt components; And a water treatment unit for heating the hydrate inhibitor in a state in which the salt component transferred from the desalting unit is removed to evaporate moisture and condense it to remove moisture contained in the hydrate inhibitor.

Description

수화물 억제제 처리 시스템{Hydrate inhibitor treatment system}[0001] Hydrate inhibitor treatment system [0002]

본 발명은 수화물 억제제 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해저 파이프라인으로부터 수화물 억제제를 회수한 후 사용 가능하도록 재생하기 위한 과정에서 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정을 간소화하고 염성분 처리 효율을 증대시킨 수화물 억제제 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrate inhibitor treatment system, and more particularly, to a hydrate inhibitor treatment system that simplifies the process of removing salt components contained in a hydrate inhibitor in a process for recovering the hydrate inhibitor from the subsea pipeline for use after recovery, And more particularly to a hydrate inhibitor treatment system that increases efficiency.

일반적으로, 해양플랜트는 바다에 매장되어 있는 오일 및 가스와 같은 해양 자원들을 발굴, 시추, 생산해내는 활동을 위한 장비와 설비를 말한다.In general, an offshore plant refers to equipment and facilities for the activities of excavating, drilling and producing marine resources such as oil and gas buried at sea.

이러한 해양플랜트를 통해 발굴된 오일 및 가스는 물을 포함하여 기타 물질이 포함되어 있으며, 이러한 오일 및 가스를 제외한 기타 물질을 제거하는 과정을 거치게 된다.Oil and gas extracted from these offshore plants contain other substances including water and other substances except oil and gas.

대부분의 물은 비교적 일련의 운전 과정을 거쳐 생산 분리기에 들어가 축적하게 되나, 공정 중에는 물이 보통 응축과 중요한 탄화수소의 부산물을 동반하게 된다.Most of the water enters the production separator through a relatively series of operating processes, but during the process the water is usually accompanied by condensation and significant hydrocarbon by-products.

생산 분리기에서의 응축 및 오일은 분리 출구를 거쳐 빠져나가기 전에 분리기 내에서 중력 차에 의해 분리가 이루어진다. 응축은 잔존하는 물이 제거되는 합체기로 직접 들어가는데 반해 물은 남아 있는 오일을 제거시키기 위해 생산수 시스템으로 들어가게 된다.Condensation and oil in the production separator are separated by a gravity difference in the separator before exiting through the separation outlet. Condensation enters directly into the consolidator where the remaining water is removed, while the water enters the production water system to remove the remaining oil.

물 입자는 특정 온도 및 압력의 조건하에서 가스의 흐름 및 결빙으로부터 분리되며 수화물(hydrate)이라고 알려진 물질과 같은 고체 얼음 덩어리를 형성하기 위해 탄화수소의 분자를 꽉 붙잡고 있다. 이때 밸브의 몸체, 오리피스판, 배관 라인 레듀셔 및 밴드와 같은 제약 조건은 오일 및 가스를 더욱 냉각시켜 수화 형성을 가속화 시키는 조름 현상을 만들어 문제를 더욱 악화시킨다. 이를 점검하지 않을 경우, 수화로 인해 결국에는 각 부위가 막힐 수 있으며, 극단적인 경우 이러한 것들이 쌓여 밸브 몸체 및 배관 밴드를 파산시키고 압력 용기 부분을 구멍 내는 등 많은 양의 국부적인 손상을 일으키게 된다.The water particles separate from the gas flow and freezing under certain temperature and pressure conditions and hold the molecules of the hydrocarbons tightly to form a solid ice mass, such as a material known as hydrate. Restrictions such as valve body, orifice plate, pipeline line reducers and bands further aggravate the problem by further cooling the oil and gas to create a choking phenomenon that accelerates hydration formation. If this is not checked, hydration can eventually block each part and, in extreme cases, these can accumulate causing a large amount of local damage, such as bankruption of the valve body and pipe bands, puncture of the pressure vessel.

따라서, 이러한 수화물 형성(hydrate formation)을 줄이거나 방지하기 위해 해저 파이프라인 내에 수화물 억제제(Hydrate Inhibitor)를 주입하게 된다.Thus, a hydrate inhibitor is injected into the subsea pipeline to reduce or prevent this hydrate formation.

여기서, 수화물 억제제는 가스 수화물의 형성을 억제하는 화학물질로써, 가스 수화물 형성하는 평형 반응을 더 낮은 온도 및 더 높은 압력에서의 수화물 형성이 되도록 함으로써 가스 수화물이 형성되는데 걸리는 시간이 증가하도록 가스 수화물 형성을 억제하거나, 형성된 임의의 가스 수화물이 응집되는 것을 억제할 수 있게 된다.Wherein the hydrate inhibitor is a chemical that inhibits the formation of gas hydrates such that the equilibrium reaction forming the gas hydrate is hydrate formation at lower temperatures and higher pressures, thereby increasing the time it takes for the gas hydrates to form, Or any aggregate of gas hydrates formed can be suppressed.

이러한 수화물 억제제에는 대표적으로 모노에틸렌글리콜(MEG: Mono Ethylene Glycol)이 있다.Such hydrate inhibitors are typically monoethylene glycol (MEG).

MEG는 친수성을 갖고 있으며, 주입된 MEG의 90% 이상을 육상의 수용시설에서 회수할 수 있어 수화물 억제제로써 널리 사용되고 있다.MEG is hydrophilic and has been widely used as a hydrate inhibitor because it can recover more than 90% of the injected MEG from the inland water facility.

이렇게 해저 파이프라인에 주입되어 수화물 형성을 방지하고 다시 회수되는어 일련의 처리 과정을 거쳐 재생됨으로써 MEG의 재순환을 반복하게 된다.It is injected into the submarine pipeline to prevent the formation of hydrates and is regenerated through a series of processes that are recovered again, thereby repeating the recycling of the MEG.

도 1은 종래의 수화물 억제제 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram that schematically illustrates a conventional hydrate inhibitor treatment system. FIG.

도시된 바와 같이, 종래의 수화물 억제제 처리 시스템은 1차 처리부(10), 2차 처리부(20), 3차 처리부(30)로 구성된다.As shown, the conventional hydrate inhibitor treatment system comprises a primary treatment unit 10, a secondary treatment unit 20, and a tertiary treatment unit 30.

먼저, 해저 파이프라인에서 이송되는 물 등의 기타 물질이 포함되어 있는 Pre MEG는 1차 처리부(10)로 보내지는데, 이때 1차 염처리 챔버(11)에 수용된 채 알칼리 성분의 화학물질(Chemical)을 주입하고 제1히터(12)에 의해 가열되어 순환하면서 연속적으로 가열하는 과정을 거쳐 MEG 내에 포함된 용해도가 낮은 염성분(Low Soluble Salt)을 제거하는 공정이 이루어진다.First, the Pre MEG containing other substances such as water transferred from the submarine pipeline is sent to the primary treatment unit 10. At this time, the pre-MEG contained in the primary salt treatment chamber 11 is mixed with the alkali chemical, And heated by the first heater 12 to be continuously circulated and heated to remove low solubility salts contained in the MEG.

그 다음, 용해도가 낮은 염성분이 제거된 상태의 MEG는 2차 처리부(20)로 보내지고, 2차 염처리 챔버(21)에 수용되게 된다.Then, the MEG in a state in which the salt component having a low solubility is removed is sent to the secondary treatment section 20 and is accommodated in the secondary salt treatment chamber 21.

이때, 2차 염처리 챔버(21)에 수용된 용해도가 낮은 염성분이 제거된 상태의 MEG는 제2히터(22)에 의해 가열되어 순환하면서 연속적으로 가열하는 과정을 거쳐 MEG 내에 포함된 용해도가 높은 염성분(High Soluble Salt)을 제거하는 공정이 이루어진다.At this time, the MEG in a state in which the low-solubility salt contained in the secondary salt treatment chamber 21 is removed is heated by the second heater 22, and is continuously heated while circulating, so that the salt having high solubility (High Soluble Salt) is removed.

이렇게 상기와 같이 1차 처리부(10)와 2차 처리부(20)를 거쳐 용해도가 낮은 염성분과 용해도가 높은 염성분을 제거하는 공정을 완료한다.As described above, the process of removing the salt component having low solubility and the salt component having high solubility is completed through the primary treatment unit 10 and the secondary treatment unit 20.

한편, 염성분이 제거된 상태의 MEG는 3차 처리부(30)로 보내진다.On the other hand, the MEG in a state in which the salt component is removed is sent to the tertiary processor 30.

상기 3차 처리부(20)로 보내진 MEG는 수분처리 챔버(31)에 수용되고, 수분처리 챔버(31) 내의 MEG는 제3히터(32)로 보내지고 외부의 물이 유입되어 수분처리 챔버(31) 내의 수분을 가열 증발시켜 수분처리 챔버(31) 내로 유입되도록 하며, 수분처리 챔버(31)에서 발생되는 증기는 응축기(33)을 통해 냉각처리된 후 물로 응축되고 진공펌프(34)를 통해 드럼(35)내에 수용된 후 외부로 배출된다.The MEG sent to the tertiary processing unit 20 is received in the water treatment chamber 31 and the MEG in the water treatment chamber 31 is sent to the third heater 32 so that external water flows into the water treatment chamber 31 The steam generated in the water treatment chamber 31 is cooled through the condenser 33 and then condensed into water and supplied to the drum 30 through the vacuum pump 34. [ (35) and then discharged to the outside.

그 다음, 드럼(35)에 저장된 염성분과 수분이 제거된 Post MEG는 외부로 보내지게 된다.Then, the post MEG from which the salt component stored in the drum 35 and moisture are removed is sent to the outside.

이렇게 상기와 같은 공정을 거쳐 생성된 Post MEG는 별도의 냉각장치(미도시)를 거쳐 낮은 온도로 냉각되어 다시 해저 파이프라인으로 보내져 순환하게 된다.The Post MEG generated through the above process is cooled to a low temperature through a separate cooling device (not shown), and then sent back to the submarine pipeline for circulation.

하지만, 상기 종래의 수화물 억제제 처리 시스템은 1차 처리부(10) 및 2차 처리부(20)를 거쳐 용해도가 낮은 염성분 및 용해도가 높은 염성분을 제거하는 공정을 별도로 구성하여 처리함으로써 설비가 복잡해지고, 염성분 제거를 위해 화학약품 사용에 따른 에너지 효율 저하 및 환경오염을 야기시키는 문제가 있다.However, in the above-described conventional hydrate inhibitor treatment system, a process of removing a salt component having a low solubility and a salt component having a high solubility through a primary treatment section 10 and a secondary treatment section 20 is separately constructed and treated, , There is a problem of deteriorating energy efficiency due to the use of chemical agents and environmental pollution to remove salt components.

또한, 염성분을 제거하는 공정 시 발생하는 고온으로 인해 MEG 성분의 분해를 방지하기 위해 진공상태를 유지해야 함에 따라 설비가 복잡해지고 에너지 소비 효율이 떨어지는 문제가 있다.In addition, since the vacuum state must be maintained in order to prevent decomposition of the MEG component due to the high temperature generated in the process of removing the salt component, there is a problem that the equipment becomes complicated and the energy consumption efficiency becomes poor.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수화물 억제제를 처리하는 과정에서 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정을 간소화하고 화학약품을 사용하지 않는 축전식 탈염 공정을 통해 염성분을 처리함으로써 염성분 처리 효율을 증대시킬 수 있는 수화물 억제제 처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a process for removing a salt component contained in a hydrate inhibitor during the treatment of a hydrate inhibitor, It is an object of the present invention to provide a hydrate inhibitor treatment system capable of increasing salt component treatment efficiency by treating a salt component.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 해저 파이프라인에 생성된 수화물을 억제하기 위한 수화물 억제제를 회수하여 재사용하기 위한 처리 시스템에 있어서, 해저 파이프라인으로부터 수화물 억제제를 공급받아 전극 사이를 통과시키고, 전극에 전류를 인가하여 정전기적인 힘을 이용하여 염성분이 전극에 흡착하여 염성분을 제거하는 축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 공정을 통해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 탈염 처리부; 및 상기 탈염 처리부에서 이송된 염성분이 제거된 상태의 수화물 억제제를 가열하여 수분을 증발시킨 후 응축시켜 수화물 억제제에 포함된 수분을 제거하는 수분 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Technical Solution In order to accomplish the above object, the present invention provides a treatment system for recovering and reusing a hydrate inhibitor for suppressing hydrate generated in a submarine pipeline, the hydrate inhibitor being supplied from a submarine pipeline, (CDI) process, which removes the salt component contained in the hydrate inhibitor through electrostatic force to remove salt components by adsorbing the salt component on the electrode by applying a current through the electrode A desalination unit; And a moisture treatment unit for heating the hydrate inhibitor in a state in which the salt component transferred from the desalting unit is removed to evaporate moisture and condense it to remove moisture contained in the hydrate inhibitor.

이때, 상기 탈염 처리부는, 전극이 직렬 또는 병렬로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the desalination unit is characterized in that the electrodes are connected in series or in parallel.

또한, 상기 탈염 처리부는, 전극 표면에 이온교환막이 결합되는 것을 특징으로 한다.Further, the desalting unit is characterized in that the ion exchange membrane is bonded to the surface of the electrode.

한편, 상기 탈염 처리부는, 전극이 슬러리 형태의 유동성 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the desalination unit is characterized in that the electrode is formed of a fluid material in the form of a slurry.

또한, 상기 탈염 처리부는, 수화물 억제제의 유량 및 수화물 억제제에 포함된 염 농도에 따라 전극의 개수를 가변적으로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the desalting unit varies the number of electrodes according to the flow rate of the hydrate inhibitor and the salt concentration contained in the hydrate inhibitor.

또한, 상기 탈염 처리부는, 전극의 탄소 소재로 활성탄, Carbon Fiber, Carbon Nanotube, Carbon Aerogel, Graphene 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Also, the desalination unit may be any one of activated carbon, carbon fiber, carbon nanotube, carbon aerogel, and graphene as the carbon material of the electrode.

상기와 같은 본 발명에 따른 수화물 억제제 처리 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.The hydrate inhibitor treatment system according to the present invention has the following effects.

화학약품 사용을 하지 않고 축전식 탈염 공정을 통해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정을 수행할 수 있고, 염성분 제거 작업에 소요되는 작업시간을 단축 시킬 수 있게 된다.It is possible to carry out the process of removing the salt component contained in the hydrate inhibitor through the electrolytic desalination process without using the chemical agent, and it is possible to shorten the working time required for the salt component removing operation.

이에 따라, 화학약품 사용에 따른 환경오염 문제를 해소하고, 신속하게 염성분을 처리하는 공정을 수행할 수 있어, 수화물 억제제 처리 시스템을 운용하기 위해 소비되는 연료의 소비량을 줄여 경제적인 운전을 가능케 하고 수화물 억제제 처리 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.As a result, the problem of environmental pollution due to the use of chemicals can be solved, and the process of treating the salt component can be performed quickly. Thus, the consumption of fuel consumed to operate the hydrate inhibitor treatment system can be reduced to enable economical operation There is an effect that the treatment efficiency of the hydrate inhibitor can be enhanced.

도 1은 종래의 수화물 억제제 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 수화물 억제제 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도.
도 3은 축전식 탈염장치의 염성분 흡착공정 및 배출공정의 개념을 나타낸 개념도.
도 4는 전극이 직렬과 병렬로 구성된 실시예를 개략적으로 나타낸 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic representation of a conventional hydrate inhibitor treatment system.
Figure 2 is a schematic representation of a hydrate inhibitor treatment system in accordance with the present invention.
3 is a conceptual view showing the concept of a salt component adsorption process and a discharge process of a charge and discharge device.
4 is a schematic diagram schematically illustrating an embodiment in which the electrodes are arranged in series and in parallel;

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor may properly define the concept of the term to describe its invention in the best possible way And should be construed in accordance with the principles and meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 attached hereto.

도 2는 본 발명에 따른 수화물 억제제 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도, 도 3은 축전식 탈염장치의 염성분 흡착공정 및 배출공정의 개념을 나타낸 개념도, 도 4는 전극이 직렬과 병렬로 구성된 실시예를 개략적으로 나타낸 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing a system for treating a hydrate inhibitor according to the present invention, FIG. 3 is a conceptual view showing a concept of a salt component adsorption process and a discharge process of a charge and discharge device, and FIG. 4 is a cross- Fig.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 수화물 억제제 처리 시스템은 크게, 탈염 처리부(100), 수분 처리부(200)를 포함한다.2, the hydrate inhibitor treatment system according to the present invention mainly includes a desalination treatment unit 100 and a moisture treatment unit 200.

본 발명에 따른 수화물 억제제 처리 시스템은 해양플랜트를 통해 발굴된 오일 및 가스가 이송되는 해저 파이프라인에 생성되는 물을 포함한 기타 물질에 의한 수화물에 있어, 상기 수화물 생성을 억제하는 수화물 억제제, 대표적으로 모노에틸렌글리콜(MEG: Mono Ethylene Glycol)을 해저 파이프라인에 주입 후 이를 다시 회수하고 재생하여 재사용하도록 처리하는 수화물 억제제 처리 시스템에 관한 것으로, 수화물 억제제를 처리하는 과정에서 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정을 간소화하고 화학약품을 사용하지 않는 축전식 탈염 공정을 통해 염성분을 처리함으로써 염성분 처리 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.The hydrate inhibitor treatment system according to the present invention is useful as a hydrate inhibitor for suppressing the hydrate formation in hydration by other materials including water generated in an undersea pipeline to which oil is excavated through an offshore plant, The present invention relates to a system for treating a hydrate inhibitor, which comprises injecting ethylene glycol (MEG: Mono Ethylene Glycol) into a subsea pipeline, treating the hydrate inhibitor treatment system so that it is recovered and regenerated and recycled to remove the salt component contained in the hydrate inhibitor And the salt component can be treated through the electrolytic desalination process which does not use the chemical, so that the salt component treatment efficiency can be increased.

먼저, 탈염 처리부(100)는 수화물 억제제를 재생 가능하도록 하는 첫 번째 단계 공정에 해당한다.First, the desalting part 100 corresponds to the first step of regenerating the hydrate inhibitor.

상기 탈염 처리부(100)는 해저 파이프라인에서 보내지는 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하기 위한 부분이다.The desalination unit 100 is a part for removing a salt component contained in the hydrate inhibitor sent from the submarine pipeline.

이러한 상기 탈염 처리부(100)는 해저 파이프라인 내에 생성되는 물 등의 기타 물질이 포함되어 생성된 수화물을 억제하기 위해 해저 파이프라인에 주입되는 수화물 억제제가 해저 파이프라인에 주입되어 수화물 억제 역할을 수행한 뒤 해저 파이프라인으로부터 회수되는 수화물 억제제(Pre MEG)를 처리하는 부분이다.The desalination unit 100 may include other substances such as water generated in the seabed pipeline to suppress the generated hydrate, and a hydrate inhibitor injected into the submarine pipeline may be injected into the submarine pipeline to perform hydrate suppression (Pre MEG) recovered from the postsea pipeline.

이때, 해저 파이프라인으로부터 이송되어 전달된 염성분 및 수분을 포함하는 수화물 억제제(Pre MEG)는 전류가 인가된 전극 사이를 통과하여 염성분을 제거하는 축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 공정을 통해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정이 이루어진다.At this time, the hydrate inhibitor (Pre MEG) containing the salt component and moisture transferred from the bottom pipeline is subjected to a capacitive deionization (CDI) process in which the salt component passes through between the electrodes to which current is applied, A process for removing the salt component contained in the hydrate inhibitor is performed.

한편, 상기 탈염 처리부(100)는 크게, 변압기(110), 정류기(120), 전극(130)을 포함한다.The desalination unit 100 includes a transformer 110, a rectifier 120, and an electrode 130.

상기 변압기(110)는 외부로부터 전력을 공급받아 전자기유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 장치이다.The transformer 110 is a device that receives electric power from the outside and changes the value of the AC voltage or current by using the electromagnetic induction phenomenon.

그 다음, 상기 정류기(120)는 상기 변압기(110)를 통해 변환된 전압이나 전류가 전달되어 정류작용을 통해 교류전력에서 직류전력을 얻기 위한 장치로써, 한 방향으로만 전류를 통과시키는 역할을 한다.Next, the rectifier 120 is a device for obtaining the DC power from the AC power through the rectified operation by transferring the voltage or the current converted through the transformer 110, and passes the current only in one direction .

그 다음, 전극(130)은 상기 정류기(120)에서 전달되는 전류가 인가되는 것으로, 전기장을 만들거나 전류를 빼내거나 하는 막대 모양 또는 판 모양의 도체로써, 두 종류의 전극이 한 개의 쌍으로 존재하고, 전극의 극성에 따라 양극, 음극으로 구분할 수 있다.Next, the electrode 130 is a bar-shaped or plate-like conductor to which an electric current is applied from the rectifier 120 to generate an electric field or to extract an electric current. The two kinds of electrodes are present as one pair And can be divided into an anode and a cathode according to the polarity of the electrode.

또한, 상기 전극(130) 사이로 수화물 억제제가 통과하고 이때 축전식 탈염 공정에 의해 수화물 억제제에 포함된 염성분이 분리 제거될 수 있게 된다.In addition, the hydrate inhibitor passes through the electrodes 130, and at this time, the salt component contained in the hydrate inhibitor can be separated and removed by the electrolytic desalination process.

한편, 도 3을 참조하여 탈염 처리부(100)의 축전식 탈염 공정에 대해 구체적으로 설명하면, 전극(130)에 염성분이 흡착되는 흡착공정과 전극(130)에 쌓인 염성분을 전극(130)으로부터 분리시켜 배출하는 배출공정으로 이루어질 수 있다.3, an electrolytic desalination process of the desalination unit 100 will be described in detail. The electrolytic desalination process of the desalination unit 100 will be described in detail with reference to FIG. 3, in which an adsorption process in which a salt component is adsorbed on the electrode 130, And discharging it separately.

먼저, 전극(130) 사이에 수화물 억제제(Pre MEG)를 통과시키고, 전극(130)에 전위를 인가했을 때, 전극(130) 표면에 형성되는 전기 이중층에서 전기적 인력에 의한 이온들의 흡착 반응을 이용하고, 낮은 전극 전위(약 1~2V)에서 작동함으로써, 에너지 소비량이 낮은 상태에서 공정이 이루어질 수 있게 된다.First, when a hydrate inhibitor (Pre MEG) is passed between the electrodes 130 and a potential is applied to the electrode 130, the adsorption reaction of ions by the electrical attraction in the electric double layer formed on the surface of the electrode 130 is utilized , And operating at a low electrode potential (about 1 to 2 V), the process can be performed with low energy consumption.

상기 탈염 처리부(100)는 전극(130)에 약 1~2V의 전위를 인가했을 때, 전극(130 )표면에 형성되는 전기 이중층에서의 흡착반응으로 수화물 억제제(Pre MEG)에 존재하는 이온물질 및 염성분을 분리 제거하여 전극(130)에 흡착시키고, 흡착된 이온 및 염성분이 전극(130)의 축전용량에 도달하게 되면, 전극(130) 전위를 제로볼트(0 V), 또는 반대 전위로 교차전위를 주어 전환하면 흡착된 이온 및 염성분을 탈착시켜 전극(130)을 재생하게 된다.When the potential of about 1 to 2 V is applied to the electrode 130, the desalting unit 100 removes the ionic substance present in the hydrate inhibitor (Pre MEG) by the adsorption reaction in the electric double layer formed on the surface of the electrode 130, The salt component is separated and removed and adsorbed to the electrode 130. When the adsorbed ions and the salt component reach the charge capacity of the electrode 130, the potential of the electrode 130 is changed to zero volt (0 V) When the potential is changed, the adsorbed ions and salt components are desorbed to regenerate the electrode 130.

한편, 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 탈염 처리부(100)는 소비전력의 차이로 전극(130)이 직렬 또는 병렬로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the desalting unit 100 may be configured in series or in parallel with a difference in power consumption.

즉, 전극(130)을 직렬로 구성할 경우 6V의 전력이 소비될 수 있고, 병렬로 구성할 경우 1.2V의 전력이 소비될 수 있음을 하나의 예시로서 나타낸 것이다.That is, as an example, it is shown that 6V power can be consumed when the electrodes 130 are formed in series, and 1.2V power can be consumed when the electrodes are configured in parallel.

또한, 상기 전극(130) 표면에 이온교환막이 결합된 형태일 수 있다.In addition, the ion exchange membrane may be coupled to the surface of the electrode 130.

즉, 전극(130) 표면에 이온교환막을 결합한 MCDI(Membrane Capacitive Deionization)공정 상태로 적용하여 구성될 수도 있다.That is, the electrode 130 may be formed by applying an MCDI (Membrane Capacitive Deionization) process in which an ion exchange membrane is coupled to the surface of the electrode 130.

한편, 전극(130)이 슬러리 형태의 유동성 물질로 구성될 수도 있다.Meanwhile, the electrode 130 may be formed of a fluid material in the form of a slurry.

즉, 전극(130)을 구성하는 탄소 소재를 슬러리 형태의 유동성 물질로 구성하여 흘러가면서 연속적으로 염성분과 이온을 회수하거나 재생 가능하도록 구성되는 것이다.That is, the carbon material constituting the electrode 130 is composed of a fluid material in the form of a slurry, and is capable of continuously recovering or regenerating the salt components and ions while flowing.

또한, 상기 탈염 처리부는, 수화물 억제제의 유량 및 수화물 억제제에 포함된 염 농도에 따라 전극(130)의 개수를 가변적으로 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the number of the electrodes 130 is variable according to the flow rate of the hydrate inhibitor and the salt concentration contained in the hydrate inhibitor.

즉, 전극(130)의 개수를 가변적으로 구성함으로써 수화물 억제제의 유량 및 수화물 억제제에 포함된 염 농도에 따라 염성분 제거 처리 용량에 대응하여 탈염처리를 수행할 수 있게 된다.That is, by varying the number of the electrodes 130, it is possible to perform the desalination treatment corresponding to the salt component removal treatment capacity according to the flow rate of the hydrate inhibitor and the salt concentration contained in the hydrate inhibitor.

한편, 상기 탈염 처리부(100)의 전극(130)는 탄소 소재로 활성탄, Carbon Fiber, Carbon Nanotube, Carbon Aerogel, Graphene 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The electrode 130 of the desalination unit 100 may be made of carbon, carbon fiber, carbon nanotube, carbon aerogel, or graphene.

상기 설명한 바와 같이, 해저 파이프라인으로부터 수화물 억제제를 공급받아 전극(130) 사이를 통과시키고, 외부 전력을 공급받아 변압기(110)와 정류기(120)를 거쳐 전극(130)에 전류를 인가하여 정전기적인 힘을 이용하여 염성분이 전극(130)에 흡착하여 염성분을 제거할 수 있게 되는 것이다.As described above, the hydrate inhibitor is supplied from the seabed pipeline, passes between the electrodes 130, and is supplied with external power, and current is applied to the electrode 130 through the transformer 110 and the rectifier 120, The salt component can be adsorbed to the electrode 130 by using the force to remove the salt component.

이렇게 상기 탈염 처리부(100)에 의해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 분리 제거한 후 외부로 배출되게 된다.After the salt component contained in the hydrate inhibitor is separated and removed by the desalting unit 100, it is discharged to the outside.

이하, 수분 처리부(200)에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the water treatment section 200 will be described.

상기 수분 처리부(200)는 수화물 억제제에서 수분을 제거하기 위한 부분이다.The moisture treatment part 200 is a part for removing water from the hydrate inhibitor.

상기 수분 처리부(200)는 상기 탈염 처리부(100)에서 염성분이 제거된 후 이송된 수화물 억제제에서 수분을 제거하기 위한 부분으로, 가열된 증기를 반복적으로 공급하여 높은 열에너지를 생성하게 된다.The moisture treatment unit 200 generates high heat energy by repeatedly supplying heated steam to the desalination unit 100 as a part for removing moisture from the transferred hydrate inhibitor after the salt component is removed.

이러한 상기 수분 처리부(200)는 탈염 처리부(100)에서 보내지는 수화물 억제제가 수용되는 수분처리 챔버(210)가 구비된다.The moisture treatment unit 200 includes a moisture treatment chamber 210 in which a hydrate inhibitor sent from the desalination unit 100 is accommodated.

상기 수분처리 챔버(210)에 수용된 수화물 억제제는 펌프(미도시)에 의해 순환하며, 히터(220)에 의해 가열된 후 생성된 증기를 수분처리 챔버(210)로 반복적으로 순환하여 공급함으로써 수분을 가열 증발시켜 수분이 제거될 수 있게 된다.The hydrate inhibitor contained in the water treatment chamber 210 is circulated by a pump (not shown), and the steam generated after being heated by the heater 220 is repeatedly circulated and supplied to the water treatment chamber 210, The water can be removed by heating and evaporating.

이때, 상기 수분처리 챔버(210) 내의 온도는 약 100-135℃ 정도가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the temperature in the water treatment chamber 210 is about 100-135 ° C.

이렇게 수분처리 챔버(210)에 수용된 수화물 억제제에서 제거된 수분 중 일부는 응축기(230)를 통해 특정 온도로 냉각된 상태의 물로 응축된 상태로 진공펌프(240)에 의해 드럼(250)에 임시 저장된다.Some of the moisture removed from the hydrate inhibitor contained in the moisture treatment chamber 210 is temporarily stored in the drum 250 by the vacuum pump 240 in a state of being condensed through the condenser 230 with water cooled at a specific temperature do.

또한, 상기 드럼(250)에 저장된 물 일부는 다시 수분처리 챔버(210)로 보내지고, 나머지 일부는 외부로 배출되게 된다.Further, a part of the water stored in the drum 250 is sent to the water treatment chamber 210, and the remaining part of the water is discharged to the outside.

이때, 수분 처리부(200)을 통해 염성분이 제거된 수화물 억제제에 포함된 수분이 제거되고 난 후 수분처리 챔버(210)에 설치된 배출라인을 통해 배출되고, 최종적으로 염성분과 수분이 제거된 상태의 수화물 억제제(Post MEG)로써 재사용이 가능한 상태로 처리되어 배출되어 사용처로 이송되게 된다.At this time, the moisture contained in the hydrate inhibitor from which the salt component has been removed is removed through the water treatment unit 200 and then discharged through the discharge line installed in the water treatment chamber 210. Finally, the hydrate It is treated as a post-MEG, reusable, discharged and transported to the user.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 상기 설명한 수화물 억제제 처리 스템의 공정 흐름에 대하여 설명한다.Hereinafter, the process flow of the hydrate inhibitor treatment stem described above with reference to FIGS. 2 to 4 will be described.

먼저, 수화물 억제제를 해저 파이프라인에 주입 후 이를 다시 회수되는 수화물 억제제(Pre MEG)는 탈염 처리부(100)로 이송되어 염성분을 제거하는 공정을 거친다.First, the hydrate inhibitor (Pre MEG), which is recovered after being injected into the submarine pipeline, is transferred to the desalting unit 100 to remove the salt component.

이때, 변압기(110)는 외부로부터 전력을 공급받아 전류 변환이 이루어지고, 정류기(120)를 통해 교류전력에서 직류전력을 얻은 뒤 전극(130)은 상기 정류기(120)에서 전달되는 전류가 인가되도록 한다.In this case, the transformer 110 is supplied with electric power from the outside to convert the current, and after obtaining DC power from AC power through the rectifier 120, the electrode 130 is supplied with the current transmitted from the rectifier 120 do.

그 다음, 전극(130) 사이로 수화물 억제제를 통과시켜 수화물 억제제에 포함된 염성분이 전류가 인가된 전극(130)에 흡착되어 분리 제거 시킨다.Then, a hydrate inhibitor is passed through the electrodes 130, and a salt component contained in the hydrate inhibitor is adsorbed on the electrode 130 to which the current is applied to be separated and removed.

그 다음, 전극(130)에 염성분이 흡착되어 쌓이면 전극(130)에 교차전위를 주어 전극(130)으로부터 염성분이 분리되도록 하여 전극(130)을 재생시키고, 염성분은 배출시킨다.Next, when the salt component is adsorbed and accumulated on the electrode 130, a crossing potential is given to the electrode 130 to separate the salt component from the electrode 130, thereby regenerating the electrode 130 and discharging the salt component.

그 다음, 상기 탈염 처리부(100)를 통해 염성분이 제거된 수화물 억제제는 수분 처리부(200)로 이송되고, 수분처리 챔버(210)에 수용된다.Then, the hydrate inhibitor, from which the salt component has been removed through the desalination unit 100, is transferred to the water treatment unit 200 and is accommodated in the water treatment chamber 210.

그 다음, 수분처리 챔버(210)에 수용된 수화물 억제제는 히터(220)에 의해 증기 가열되고 펌프(미도시)에 의해 반복적으로 순환하면서 수분이 제거되게 된다.Then, the hydrate inhibitor contained in the water treatment chamber 210 is heated by the heater 220 and repeatedly circulated by a pump (not shown) to remove moisture.

그 다음, 수화물 억제제에서 제거된 수분은 응축기(230)를 거쳐 냉각되어 응축된 물이 진공펌프(240)에 의해 드럼(250)에 임시 저장되고, 드럼(250)에 저장된 물 일부는 다시 수분처리 챔버(210)로 보내지고, 나머지 일부는 외부로 배출된다.The moisture removed from the hydrate inhibitor is then cooled through the condenser 230 so that the condensed water is temporarily stored in the drum 250 by the vacuum pump 240 and a part of the water stored in the drum 250 is again subjected to moisture treatment Is sent to the chamber 210, and the remaining part is discharged to the outside.

그 다음, 최종적으로 염성분과 수분이 제거된 상태의 수화물 억제제(Post MEG)로써 재사용이 가능한 상태로 처리되어 배출되어 사용처로 이송되게 된다.Then, it is finally treated with a hydrate inhibitor (Post MEG) in a state in which the salt component and moisture are removed, so that it can be reused and discharged to be transferred to the use place.

상기와 같은 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 해저 파이프라인으로부터 전달된 수화물 억제제(Pre MEG)를 염성분과 수분을 제거하여 수화물 억제제(Post MEG)로 재생시킬 수 있게 된다.By repeating the above-mentioned series of processes, the hydrate inhibitor (Pre MEG) transferred from the submarine pipeline can be regenerated as a hydrate inhibitor (Post MEG) by removing the salt component and moisture.

상기 설명한 바와 같이, 화학약품 사용을 하지 않고 축전식 탈염 공정을 통해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 공정을 수행할 수 있고, 염성분 제거 작업에 소요되는 작업시간을 단축 시킬 수 있게 된다.As described above, it is possible to carry out the process of removing the salt component contained in the hydrate inhibitor through the electrolytic desalination process without using the chemical agent, and it is possible to shorten the working time required for the salt component removing operation.

이에 따라, 화학약품 사용에 따른 환경오염 문제를 해소하고, 신속하게 염성분을 처리하는 공정을 수행할 수 있어, 수화물 억제제 처리 시스템을 운용하기 위해 소비되는 연료의 소비량을 줄여 경제적인 운전을 가능케 하고 수화물 억제제 처리 효율성을 높일 수 있는특징이 있는 것이다.As a result, the problem of environmental pollution due to the use of chemicals can be solved, and the process of treating the salt component can be performed quickly. Thus, the consumption of fuel consumed to operate the hydrate inhibitor treatment system can be reduced to enable economical operation Which is characterized in that the treatment efficiency of the hydrate inhibitor can be enhanced.

한편, 본 발명은 앞서 설명한 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. .

100: 탈염 처리부 110: 변압기
120: 정류기 130: 전극
200: 수분 처리부 210: 수분처리 챔버
220: 히터 230: 응축기
240: 진공펌프 250: 드럼100: desalination unit 110: transformer
120: rectifier 130: electrode
200: Moisture Treatment Unit 210: Moisture Treatment Chamber
220: heater 230: condenser
240: Vacuum pump 250: Drum

Claims (6)

해저 파이프라인에 생성된 수화물을 억제하기 위한 수화물 억제제를 회수하여 재사용하기 위한 처리 시스템에 있어서,
해저 파이프라인으로부터 수화물 억제제를 공급받아 전극 사이를 통과시키고, 전극에 전류를 인가하여 정전기적인 힘을 이용하여 염성분이 전극에 흡착하여 염성분을 제거하는 축전식 탈염(Capacitive Deionization, CDI) 공정을 통해 수화물 억제제에 포함된 염성분을 제거하는 탈염 처리부; 및
상기 탈염 처리부에서 이송된 염성분이 제거된 상태의 수화물 억제제를 가열하여 수분을 증발시킨 후 응축시켜 수화물 억제제에 포함된 수분을 제거하는 수분 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수화물 억제제 처리 시스템.A treatment system for recovering and reusing a hydrate inhibitor for inhibiting hydrates generated in a submarine pipeline,
Through a capacitive deionization (CDI) process in which a hydrate inhibitor is supplied from an underwater pipeline to pass between electrodes, a current is applied to the electrode, and a salt component is adsorbed on the electrode by electrostatic force to remove salt components A desalting unit for removing a salt component contained in the hydrate inhibitor; And
And a moisture treatment unit for heating the hydrate inhibitor in a state in which the salt component transferred from the desalting unit is removed to evaporate water and then condense to remove moisture contained in the hydrate inhibitor. 제 1항에 있어서,
상기 탈염 처리부는,
전극이 직렬 또는 병렬로 구성되는 것을 특징으로 하는 수화물 억제제 처리 시스템.The method according to claim 1,
The desalting unit includes:
Characterized in that the electrodes are configured in series or in parallel. 제 1항에 있어서,
상기 탈염 처리부는,
전극 표면에 이온교환막이 결합되는 것을 특징으로 하는 수화물 억제제 처리 시스템.The method according to claim 1,
The desalting unit includes:
Wherein the ion exchange membrane is bonded to the surface of the electrode. 제 1항에 있어서,
상기 탈염 처리부는,
전극이 슬러리 형태의 유동성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 수화물 억제제 처리 시스템.The method according to claim 1,
The desalting unit includes:
Characterized in that the electrode comprises a fluid material in the form of a slurry. 제 1항에 있어서,
상기 탈염 처리부는,
수화물 억제제의 유량 및 수화물 억제제에 포함된 염 농도에 따라 전극의 개수를 가변적으로 구성하는 것을 특징으로 하는 수화물 억제제 처리 시스템.The method according to claim 1,
The desalting unit includes:
Wherein the number of electrodes is varied according to the flow rate of the hydrate inhibitor and the salt concentration contained in the hydrate inhibitor. 제 1항에 있어서,
상기 탈염 처리부는,
전극의 탄소 소재로 활성탄, Carbon Fiber, Carbon Nanotube, Carbon Aerogel, Graphene 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수화물 억제제 처리 시스템.The method according to claim 1,
The desalting unit includes:
Wherein the carbon material of the electrode is activated carbon, carbon fiber, carbon nanotube, carbon aerogel, or graphene.
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WO2020248066A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Sulphur Experts Inc Process for recovery of hydrate inhibitors

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