오일 생산 과정의 디샌더에서 비투멘의 점도가 입자 제거에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 ES-SAGD 공법을 이용한 오일샌드 생산 공정에서 디샌더 내부 유동장 변화에 따른 입자 제거 특성을 분석하였다. 비투멘의 점도 변화(1∼200 cP)에 대한 CFD 수치해석을 ANSYS FLUENT를 이용하여 수행하였 으며, Realizable k-ε 난류 모델을 적용하였다. 수치해석 결과, 점도 증가에 따라 하이드로 사이클론 내 1차·2차 와류의 압력차가 감소하고, 2차 와류 생성 영역이 불명확해지는 현상이 확인되었다. 이에 따라 Case 1(1 cP)에서 유체 회수율 49.25%, 입자 제거율 100%였으나, Case 2(40 cP)에서는 각각 38.26%, 77%로 급격히 저하되었다. 특히 Case 3 이상의 고점도 환경(80∼200 cP)에서는 입자 제거율이 약 23%로 정체되어 분리 성능이 크게 저하됨을 확인하였다. 본 연구는 고점도 환경에서 디샌더 성능 저하 메커니즘을 규명하고, 오일샌드 플랜트의 입자 제거 공정 최적화에 대한 기초 데이터를 제공한다.