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아스팔텐분자의 응집거동

전문가 제언: ○ 이 논문에서는 아스팔텐분자 응집체의 성질과 응집체의 해리거동을 가열 및 용매에 용해시켜 아스팔텐의 응집구조의 변화가 각 온도, 용매 중에서 어느 정도 일어나는가에 대하여 분자시뮬레이션 법을 이용하여 해석한 결과를 소개하였다. 또 그의 이론계산결과와 autoclave 시험결과를 비교함으로써 온화한 조건하에서의 아스팔텐의 응집완화 가능성과 그에 수반된 코크 삭감효과에 대하여 기술하였다.

○ 일반적으로 중질유 중의 아스팔텐(asphaltene)비율이 증가되면 코크의 생성량이 많아지고 그에 수반하여 촉매열화 등이 발생되기 쉽게 된다. 그것은 중질유 중의 방향족 클러스터의 환수(環數), V, Ni 등의 금속함유량, S, N 등의 극성 사이트 양이 증가됨에 따라 아스팔텐 양이 증가되기 때문이라고 생각된다. 따라서 코크 생성의 원인이 되는 아스팔텐을 중질화반응의 방향이 아니라 보다 경질의 증류 분으로 효율 좋게 전환시키는 기술이 중요하다.

○ 아스팔텐은 다환(多環)방향족화합물로 되어 있기 때문에 방향 환끼리의 π-π 상호작용 등에 의해 응집구조를 형성하여 겉보기에 높은 원자량으로 평가될 가능성이 있다. 이 생각에 의하면 아스팔텐을 보다 경질인 성분으로 전환시키기 위해서는 우선 그와 같은 응집구조를 어떻게 완화시켜 촉매나 수소와의 접근성을 향상시킬 수 있는가 하는 점이 중요하게 된다.

○ 진공 잔류물에서 얻은 아스팔텐에 대한 최소 에너지구조 계산 결과는 아스팔텐이 비 공유결합에 의한 상호작용으로 몇 개가 응집체를 이룬 상태가 가장 안정하다는 것을 나타내었다.

○ 용매를 넣지 않은 상태로 가열한 결과 400℃까지는 안정된 응집체 상태로 남아 있는 것을 볼 수 있다. 응집체의 안정화에는 알킬(alkyl) 직쇄(直鎖)와 극성의 기능기가 기여하며 방향족 클러스터의 적층(積層)작용도 또한 기여한다는 것이 판명되었다. 석유다소비국인 우리나라에서 아스팔텐의 효율적인 이용에 이 논문이 기여하기를 바란다.

저자: Toshimasa TAKANOHASHI
자료유형: 학술정보