KR101157205B1 - 해상 유전 및 한계 가스전의 가스를 디메틸에테르로 전환하는 ｆｐｓｏ-ｄｍｅ 공정 및 이를 이용한 디메틸에테르의 제조방법 - Google Patents

해상 유전 및 한계 가스전의 가스를 디메틸에테르로 전환하는 ｆｐｓｏ-ｄｍｅ 공정 및 이를 이용한 디메틸에테르의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한계 가스전에 사용될 수 있는 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading: 부유식 원유 생산 저장 하역 설비)-DME(dimethyl ether) 장치 및 이를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한계 가스전에서 추출된 가스를 선상에 구비된 개질 반응기(Reforming Reactor)와 디메틸에테르 반응기를 포함한 FPSO-DME 장치를 통하여 디메틸에테르를 수득할 수 있는 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

Description

해상 유전 및 한계 가스전의 가스를 디메틸에테르로 전환하는 ＦＰＳＯ-ＤＭＥ 공정 및 이를 이용한 디메틸에테르의 제조방법 {FPSO-DME system for conversion of associated gas in oil fields and stranded gas in stranded gas fields, and process for production of dimethyl ether using the same}
본 발명은 해상 유전이나 한계 가스전에 사용될 수 있는 FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading: 부유식 원유 생산 저장 하역 설비)-DME(dimethly ether) 장치 및 이를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한계 가스전에서 추출된 가스 또는 유전에서 추출된 수반가스(associated gas)를 선상에 구비된 개질 반응기(Reforming Reactor)와 디메틸에테르 반응기를 포함한 FPSO-DME 장치를 통하여 디메틸에테르를 수득할 수 있는 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
최근 급격한 유가 상승으로 인한 고유가 시대를 맞이하여 대체 에너지에 관한 관심이 날로 높아가고 있으며, 특히 신 에너지 자원으로서 한계 가스전에 매장된 천연가스를 이용한 합성석유 제조 기술의 중요성이 부각되고 있다.
합성 가스를 생성하는 개질 반응 단계는 천연가스의 주성분인 메탄의 개질 반응을 통하여 이루어진다. 이러한 개질 반응법은 크게 수증기 개질법, 부분산화법, 자열산화법, 이산화탄소 개질법 및 수증기 이산화탄소 개질법 등으로 구분된다.
수증기 개질법(steam reforming)은 촉매 하에서 메탄과 수증기의 직접접촉에 의해 반응이 일어나며, 수소가 풍부한 합성가스가 제조되는 방식이다. 이러한 수증기 개질법의 화학 반응식은 반응식 (1)과 같다.
CH4 + H2O → 3H2 + CO ΔH = 226 kJ/mol (1)
수증기 개질법은 상기 화학 반응식에 나타난 것처럼 흡열반응으로서 반응이 일어나기 위해서 외부로부터 열에너지가 공급되어야 한다.
부분 산화법(partial oxidation)은 수증기 개질법과는 달리 산소를 공급하여 합성가스를 제조하는 방식으로, 촉매의 유무에 따라 무촉매부분산화법(non-catalytic partial oxidation), 촉매부분산화법(catalyst partial oxidation)으로 분류되는데, 공정특성상 산소가 필요하므로 산소플랜트의 설비 투자비가 증가하는 문제점과 고온에서 반응하므로 코크가 부산물로 생성되는 단점이 있다. 이러한 부분산화법의 화학 반응식은 반응식 (2)와 같다.
CH4 + ½ O2 → 2H2 + CO ΔH = -44 kJ/mol (2)
자열개질 반응법(autothermal reforming)은 수증기 개질 반응과 부분산화개질 반응이 동시에 일어나는 반응으로 화학반응식은 반응식 (3)과 같다.
CH4 + ½ O2 + H2O→ 3H2 + CO2 ΔH = -18 kJ/mol (3)
이산화탄소 개질법(carbon dioxide dry reforming)은 메탄과 이산화탄소의 화학 반응에 따라 합성 가스를 생성하는 것으로 반응식 (4)와 같다.
CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO ΔH = 261 kJ/mol (4)
수증기 이산화탄소 개질법(steam carbon dioxide reforming)은 메탄과 수증기, 이산화탄소의 화학반응에 따라 합성가스를 생성하는 것으로 상기 반응식 (1)과 (4)가 동시에 진행된다.
트라이 개질법(tri-reforming)은 메탄과 수증기, 이산화탄소, 산소의 화학반응에 따라 합성가스를 생성하는 것으로 반응식 상기 (1), (2) 및 (4)가 동시에 진행된다.
이러한 합성가스 제조 설비는 전체 플랜트에서 많은 투자비용이 소요되는 설비이므로, 원료, 설비규모 및 기타 기술적 사항들을 고려하여 상황에 따라 투자비를 최소화할 수 있도록 적절한 제조방법이 선택된다.
한편, 수소와 이산화탄소를 이용하여 합성연료 중 디메틸에테르를 제조하는 방법으로는 하기와 같은 2가지 방법이 있다.
(1 step process) 3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
(2 steps process) 4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
반응식 (5)는 H2와 CO 의 몰 비율을 동일하게 한 합성가스를 이용하여 바로 DME 제조 방법이 있고, 반응식 (6)은 먼저 H2 / CO 의 몰 비율이 2인 합성가스를 메탄올로 만든 후, 이를 다시 결합 반응 시켜 디메틸에테르를 제조하는 방법이다.
한편, FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading)란 부유식 원유 생산 저장 하역 설비를 의미하는 것으로서 해상에서 떠있는 상태로 원유를 생산하고 저장하며 유조선과 같은 원유 수송 수단에 하역하는 역할을 수행한다.
상기 FPSO는 원유를 시추하기 위한 시추 장비를 포함하며 글래시 오일(glassy oil) 상태에서 원유(crude oil)와 수반 가스(associated gas)를 분리하기 위한 오일/가스 분리 장치를 포함한다. 또한 상기 FPSO는 원유를 저장할 수 있는 저장 설비와 원유 수송 수단으로 원유를 전송할 수 있는 하역 수단을 포함한다.
최근에서 FPSO가 원유 생산 작업을 수행하기 위하여 자가 동력으로 이동할 필요성에 의하여 자가 운행이 가능하도록 구동될 수 있는 설비를 포함하도록 구성되고 있다.
상기 FPSO 공정에서 부수적으로 발생하는 수반 가스는 배출 연소시켜 대기중에 방출시키거나, 해저의 폐유정에 압축하여 재주입 시키고 있는 실정이다. 따라서, 상기 유전의 수반가스는 선상에서 합성가스를 제조한 다음, GTL(Gas to Liquid : 가스액화) 공정의 원료로 활용하는 FPSO-GTL과 FPSO-DME를 고려할 수 있다. 한계 가스전에서 직접 취출된 천연가스는 합성연료를 제조하는 FPSO-GTL 공정에 활용하거나, 직접액화 시키는 FPSO-LNG 공정에 활용될 수 있다.
따라서, 한계 가스전 매장량의 다수를 차지하는 0.1 내지 5 Tcf 정도의 중소형 한계 가스전 및 해상 유전의 수반 가스를 고도화 할 수 있는 경제성 있는 공정개발이 중요하다. 특히 상기의 천연가스를 합성연료로 전환하기 위한 투자 비용을 회수할 수 있을 정도의 경제성을 갖는 컴팩트한 공정의 개발은 필수적으로 요구된다.
이에 본 발명자들은, 해상 유전의 수반가스 또는 한계 가스전의 천연가스를 전환하는 FPSO-DME 장치 및 이를 이용하여 디메틸에테르를 제조하는 방법에 있어서, 유전의 수반가스 또는 한계 가스전의 천연가스를 FPSO의 선상에서 합성연료를 제조하기 위하여 개질 반응기, 디메틸에테르 반응기 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 디메틸에테르 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 물 분리기 또는 이산화탄소 분리기가 연결되어, 디메틸에테르 생성 반응에 의하여 생성된 물 또는 이산화탄소, 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키도록 구성된 FPSO-DME 장치와 상기 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조방법을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성을 제안한다.
본 발명은 해상 유전용 FPSO-DME 장치에 있어서, 글레시 오일의 분리장치와 오일/가스 분리 유닛을 포함하는 FPSO 설비와 개질 반응기, 디메틸에테르 반응기 및 내부 발전용 연료전지를 포함하는 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 디메틸에테르 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 물 분리기 또는 이산화탄소 분리기가 연결되어, 디메틸에테르 반응에 의하여 생성된 물 또는 이산화탄소, 및 상기 연료전지에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키도록 구성된 FPSO-DME 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 한계 가스전용 FPSO-DME 장치에 있어서, FPSO 설비와 개질 반응기, 디메틸에테르 반응기 및 내부 발전용 연료전지를 포함하는 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 디메틸에테르 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 물 분리기 또는 이산화탄소 분리기가 연결되어, 디메틸에테르 반응에 의하여 생성된 물 또는 이산화탄소, 및 상기 연료전지에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키도록 구성된 FPSO-DME 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한계 가스전용 FPSO-DME 장치를 제공한다.
상기 FPSO-DME 장치는 하기 화학식 5에 나타난 바와 같은 직접법에 의하여 디메틸에테르를 생성할 수 있는 디메틸에테르 반응기로 이루어져 있으나, 하기 화학식 6에 나타난 바와 같이 간접법에 의하여 먼저 메탄올을 생성한 뒤 디메틸에테르를 생성하도록 메탄올 반응기와 디메틸에테르 반응기를 모두 포함하여 이루어질 수도 있다.
(1 step process) 3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
(2 steps process) 4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
상기 내부 발전용 연료전지는 고체고분자 전해질 연료전지, 고체산화물형 연료전지 또는 용융탄산염형 연료전지 등이 사용될 수 있다.
그리고, 상기 개질 반응기는 본 발명의 FPSO-DME 장치의 목적에 따라 컴팩트화된 개질 반응기로 수증기 개질 반응기, 부분 산화 반응기, 자열 개질 반응기, 이산화탄소 개질 반응기, 수증기 이산화탄소 개질 반응기 또는 트라이 개질 반응기 등이 사용될 수 있으나, 특히 FPSO-DME 장치에는 컴팩트한 수증기 개질 반응기나 수증기 이산화탄소 개질(steam carbon dioxide reforming) 반응기 및 자열 개질 반응기가 바람직하다.
또한 본 발명은
FPSO 설비로부터 원유와 가스를 분리하여 분리된 원유를 원유 저장장치에서 저장하는 단계;
상기 분리된 가스를 포화 및 탈황시키는 전처리 단계;
상기 포화 및 탈황된 가스를 이산화탄소와 수증기로 개질 반응시킴으로써 일산화탄소와 수소를 포함한 합성 가스를 생성하는 단계;
상기 합성 가스에서 이산화탄소를 제거하여 이를 상기 개질 반응에 반응원료로 포함되도록 되돌리는 단계;
상기 이산화탄소가 제거된 합성 가스를 화학 반응시켜 하기 반응식 (5) 또는 (6) 에 의하여 디메틸에테르를 생성하고, 하기 반응식 (5)에 의하여 발생한 이산화탄소는 분리한 후 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리거나, 하기 반응식 (6)에 의하여 발생한 물은 상기 화학반응의 반응열을 제거하는 냉각수로 이용하여 수증기를 생산하고, 상기 수증기를 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리는 단계;
합성가스 또는 수소를 사용하여 연료전지를 가동시켜 전력을 생성하고, 반응에 의한 생성물로써 물과 이산화탄소를 생성하는 단계; 및
상기 연료전지에서 생성된 물을 냉각수로 이용하여 수증기를 생성하여 생성된 이산화탄소와 함께 개질 반응기로 되돌리는 단계
를 포함하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법을 제공한다.
3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
상기 반응식 (5)에서와 같이 합성 촉매와 탈수반응 산 촉매를 혼합한 혼성 촉매를 사용하여 합성가스로부터 직접 디메틸에테르를 합성할 수 있으며, 혼성 촉매를 사용하는 디메틸에테르 합성 공정은 탈수반응을 통해 생성물인 메탄올이 제거되고 탈수반응과정에서 생긴 물이 수성반응을 통해 제거되어 촉매의 특성이 개선되고 일산화탄소의 전환율과 디메틸에테르의 수율이 증가하게 된다. 즉, 합성가스로부터 직접 디메틸에테르를 합성하는 반응과정에서 혼성 촉매상에서는 동시에 세가지 반응(메탄올 합성 반응, 수성가스 전환반응 및 탈수 반응)이 진행되며 동시에 진행되는 각 반응은 다른 반응의 문제점을 서로 보완하여 화학적으로 제거해주는 효과를 나타낸다.
메탄올 합성 반응의 촉매로는, 구리 금속을 기본으로 하고 아연, 알루미나, 크롬 또는 티타늄 등의 물질을 이용하여 지지체를 변화시키거나 산화물을 여러 가지 비율로 혼합한 삼상 촉매가 주로 사용될 수 있다. 또한, 메탄올의 탈수반응에는 산 촉매가 주로 사용되며, 그 예로는 알루미나, 제올라이트, 실리카/알루미나, 금속 염, 이온교환수지, 혼합된 금속산화물 등이 있다. 그리고 유효성분을 공침법으로 합성한 촉매를 사용할 수도 있으며, 감마-알루미나 지지체에 로듐과 몰리브덴을 담지시킨 촉매, 감마-알루미나를 질산구리와 질산아연 용액에 담군 촉매, 감마-알루미나에 티타니아를 담지시킨 촉매 등이 사용될 수 있다.
또한 본 발명은
한계 가스전용 FPSO-DME 장치를 이용한 합성연료 제조 방법에 있어서,
FPSO 설비로부터 원유와 가스를 분리하여 분리된 원유를 원유 저장장치에서 저장하는 단계;
상기 FPSO 설비로부터 분리된 가스를 포화 및 탈황시키는 전처리 단계;
상기 분리된 가스를 포화 및 탈황시키는 전처리 단계;
상기 포화 및 탈황된 가스를 이산화탄소와 수증기로 개질 반응시킴으로써 일산화탄소와 수소를 포함한 합성 가스를 생성하는 단계;
상기 합성 가스에서 이산화탄소를 제거하여 이를 상기 개질 반응에 반응원료로 포함되도록 되돌리는 단계;
상기 이산화탄소가 제거된 합성 가스를 화학 반응시켜 하기 반응식 (5) 또는 (6) 에 의하여 디메틸에테르를 생성하고, 하기 반응식 (5)에 의하여 발생한 이산화탄소는 분리한 후 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리거나, 하기 반응식 (6)에 의하여 발생한 물은 상기 화학반응의 반응열을 제거하는 냉각수로 이용하여 수증기를 생산하고, 상기 수증기를 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리는 단계;
합성가스 또는 수소를 사용하여 연료전지를 가동시켜 전력을 생성하고, 반응에 의한 생성물로써 물과 이산화탄소를 생성하는 단계; 및
상기 연료전지에서 생성된 물을 냉각수로 이용하여 수증기를 생성하여 생성된 이산화탄소와 함께 개질 반응기로 되돌리는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 한계 가스전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법을 제공한다.
3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
또한, 합성 가스의 성분 비율을 조절하는 수성가스 전환반응 또는 역수성가스 전환반응 공정을 거칠 수 있으며, 이를 통하여 디메틸에테르의 수율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
그리고 본 발명은 상기 해상 유전용 또는 한계 가스전용 FPSO-DME 장치에서, 간접법에 의한 중간 산물인 메탄올만을 생성하여 분리하기 위하여, 디메틸에테르 반응기를 제외하고 메탄올 반응기만을 포함하도록 구성된 해상 유전용 또는 한계 가스전용 FPSO-메탄올 장치도 권리범위로 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은, 본 발명에 의한 해상 유전용 또는 한계 가스전용 FPSO-DME 장치 및 합성연료 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 유전의 수반 가스와 한계가스전의 천연가스를 연소시켜 CO2를 대기중에 방출하지 않고 FPSO-DME 공정에 의해 디메틸에테르로 전환시킬 수 있어 고유가 및 기후변화 대응기술로서 바람직하고, DME 공정상에 발생하는 잉여의 CO2는 개질 반응기로 재순환시키거나 해저의 폐가스전 및 폐유전에 저장할 수 있어 CO2 처리비용을 최소화시킬 수 있다.
둘째, FPSO-DME 공정의 잉여수소나 합성가스를 사용하여 전력을 생산할 수 있어, 해상(offshore)에서 환경을 오염시키지 않고도 청정합성연료의 제조를 위한 FPSO-DME 공정에 필요한 전력을 자체적으로 공급할 수 있다.
셋째, 상기 연료전지 시스템에서 전기 에너지 발생과정에서 생성되는 물 또는 이산화탄소를 개질 반응기에 재순환시킴으로써, DME 공정의 효율을 높일 수 있다.
넷째, 연료전지에서 발생되는 CO2를 합성연료제조를 위한 탄소원으로 사용하기 위하여 개질 반응기에 재순환시킬 수 있으며, 수성가스 전환반응(WGS Reaction) 또는 역수성가스 전환반응(Inverse WGS Reaction)에 대한 공정을 디메틸에테르 합성 반응 이전에 포함시킴으로써, 상기 합성반응에서 요구되는 합성 가스의 성분비를 조절할 수 있다.
다섯째, 개질 반응 후 생성된 CO2를 분리하여 개질 반응기에 재순환시킴으로써 디메틸에테르의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
여섯째, 연료전지에서 생성되는 CO2를 합성연료의 탄소원으로 사용하고, 잉여의 CO2는 해저에 저장시킴으로써 CO2 의 방출 없이 합성연료를 제조할 수 있어 기후변화에 대응할 수 있다.
일곱째, 컴팩트한 반응기로서 고정층형 반응기, 바람직하게는 마이크로채널형 반응기를 사용하여 DME 장치의 소형화에 따른 FPSO의 공간과 비용 측면에서 개선된 효과를 제공하며, FPSO의 출렁임(wave motion)에 대한 안전적인 측면을 고려하여 FPSO-DME 공정설계를 최적화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 구성인 컴팩트한 SCR 반응기의 사시도 및 일부의 단면도.
도 2은 직접법을 이용한 한계 가스전용 FPSO-DME 장치의 디메틸에테르 제조 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200 : 분리기 201 : 탈황기
202 : 프리리포머 203 : 개질 반응기
204 : 물 분리기 205 : 이산화탄소 제거 유닛
206 : 디메틸에테르 반응기 207 : 기액 분리기
208 : 물 분리기 209 : 연료 분리기
210 : 오일 응축 저장소 211 : 물 여과기
212 : CO2 저장소 213 : DME 연료 저장소
214 : MeOH 연료 저장소
도 3은 간접법을 이용한 한계 가스전용 FPSO-DME 장치의 디메틸에테르 제조 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300 : 분리기 301 : 탈황기
302 : 프리리포머 303 : 개질 반응기
304 : 물 분리기 305 : 이산화탄소 제거 유닛
306 : 메탄올 반응기 307 : 디메틸에테르 반응기
308 : 기액 분리기 309 : 물 분리기
310 : 연료 분리기 311 : 오일 응축 저장소
312 : 물 여과기 313 : CO2 저장소
314 : DME 연료 저장소 315 : MeOH 연료 저장소
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 해상 유전이나 한계 가스전에서 취출된 글래시 오일 또는 가스로부터 개질 반응기와 디메틸에테르 반응기 등의 구성을 통해 디메틸에테르를 생성하는 FPSO-DME 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 주요 공정을 담당하는 장치는 크게 천연가스를 전처리하는 천연가스를 전처리장치, 합성 가스(synthetic gas)를 생성하는 컴팩트 개질 반응기(compact reforming reactor), 상기에서 생성된 합성 가스로 디메틸에테르를 생성하는 디메틸에테르 반응기, 디메틸에테르 합성 반응을 위한 이산화탄소의 분리기, 이산화탄소 해저저장장치, 수성가스 전환 반응기 또는 역수성가스 전환 반응기 및 내부에서 요구되는 전력을 발전하는 내부 발전용 발전시스템으로 구성된다.
특히, 상기 본 발명의 장치 중 중간물질을 생성하는 단계로서 큰 부피를 차지하는 개질 반응기와 디메틸에테르 반응기는 각각 발열 반응 및 흡열 반응에 해당하는 화학 반응식을 갖는 것으로 이에 따른 반응장치의 최적화가 요구된다.
본 발명은 이러한 반복적인 화학 반응에 따른 계속적인 열교환을 수행하기 위하여 소형화된 고정층형 열교환기가 부착된 개질 반응기를 제공하여 설비의 부피를 컴팩트화시키고자 한다.
또한, 본 발명의 FPSO-DME 장치에서 사용되는 합성가스로부터의 수소 분리 방법으로는 막 분리(membrane separation)법, 압력변동흡착(pressure swing adsorption)법, 저온냉각분리(cryogenic separation), 및 흡수(absorption)법이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 막 분리법과 압력변동흡착법이 사용될 수 있다.
그리고 본 발명의 FPSO-DME 장치에서 사용되는 합성가스로부터의 이산화탄소 분리 방법으로는 압력변동흡착법, 흡수법, 저온냉각분리, 막 분리법, 혼성분리(hybride separation)법 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 막분리법, 압력변동흡착법과 혼성분리법이 사용될 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 구성으로서 개질 반응에서 효율 향상을 위한 컴팩트한 고정층형 개질 반응기의 한 예로서 마이크로채널형 수증기 이산화탄소 개질 반응기가 도시되어 있다.
마이크로채널형 반응기는 마이크로채널 열교환기를 포함하는 형태로 구성하여 열전도율을 향상시킴으로써 반응기의 성능을 극대화시킨 소형 반응기를 말한다. 상기 마이크로채널형 반응기는 다수의 금속판이 다수의 채널을 형성하도록 적층된 형상을 갖는다. 즉, 에칭을 통하여 채널을 형성한 복수개의 금속판을 층별로 수직 혹은 평행한 방향으로 적층한 형태로 구성하여 각 유체를 공급시키면서 촉매반응과 열교환을 동시에 수행한다.
상기 마이크로채널형 수증기 이산화탄소 개질 반응기(10)에서 일어나는 반응은 반응식 (1)과 반응식 (4)와 같다.
CH4 + H2O → 3H2 + CO ΔH = 226kJ/mol (1)
CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO ΔH = 261kJ/mol (4)
반응식 (1) 및 반응식 (4)에서 보여지는 바와 같이, 합성 가스를 생성하는 반응은 흡열 반응으로서 반응 과정에서 요구되는 열을 잘 공급할 수 있도록 얇은 두께를 가지는 공간에 메탄을 포함한 가스와 수증기와 이산화탄소가 섞인 혼합물(11)을 공급하고 다른 층에는 연료와 공기의 혼합물(12)을 공급하여 연료와 공기가 연소에 의하여 발생되는 열이 다른 층에 효과적으로 공급되도록 구성된다. 도 1에 도시된 것처럼 각각의 얇은 층 별로 천연가스 개질을 위한 혼합물이 빠른 속도로 공급되고, 연료와 공기의 연소에 의하여 발생된 열을 전달받아 상기 반응식 (1), (4)와 같은 화학 반응을 통하여 합성가스로 변환되고, 상기 연료와 공기는 연소에 의하여 배기가스로 배출된다. 도 1에 도시된 것처럼 상기한 구조가 다수의 층을 이루며 0.01 내지 10 ㎜ 단위로 적층되어 기존의 튜브나 플레이트에 비하여 더욱 효과적인 열전달이 가능하게 되어 반응기의 크기가 크게 감소될 수 있다.
본 발명의 FPSO-DME 장치에는 내부 발전을 위하여 내부 발전용 발전시스템을 구비하며 상기 발전시스템은 가스터빈이나 스팀터빈일 수도 있으나, 바람직하게는 연료전지 장치로 구성하는 것이 좋으며, 상기 연료전지 장치에서 전력을 생산하는 과정에서 산화?환원 반응을 거치면서 생성되는 물과 CO2를 개질 반응기에 공급함으로써 전기의 생성은 물론, 액상 탄소화합물의 수율을 향상시키도록 한다.
따라서, 더 바람직하게는 개질 반응 과정에서 반응물질에 해당하는 물과 이산화탄소를 생성할 수 있는 연료전지 장치를 포함하도록 구성한다.
본 발명에 포함되는 바람직한 연료전지 시스템으로서, 고체고분자 전해질 연료전지(PRMFC), 고체산화물 연료전지(SOFC) 또는 용융탄산염형 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell: MCFC)를 고려할 수 있으며, 상기 용융탄산염형 연료전지에서 발생하는 화학 반응식은 아래와 같다.
음극(Anode) : H2 + CO3 2- → 2H2O + CO2 + 2e- (7)
양극(Cathode) : ½ O2 + CO2 + 2e- → CO3 2 - (8)
상기 연료전지의 전기 에너지 생성 과정의 음극에서 부수적으로 생성되는 물은 FPSO-DME 장치에서 냉각수로 사용하여 열교환 후 증발된 수증기를 상기 음극에서 동시에 생성되는 이산화탄소와 함께 개질 반응기에 공급시킬 수 있다. 이 경우 양극에서의 반응에 요구되는 이산화탄소는 개질반응 및 FT 합성 반응 이후 생성된 이산화탄소 및 음극에서 생성된 이산화탄소 일부로서 충당한다.
또한, 본 발명에 포함될 수 있는 다른 연료전지 시스템의 예로써, 고체산화물형 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell: SOFC)가 있으며, 상기 고체산화물형 연료전지에서 발생하는 화학 반응식은 아래와 같다.
음극(Anode) : H2 + O2- → H2O + 2e- , 또는 (9)
CO + O2- → CO2 + 2e-, 또는 (10)
CH4 + 4O2- → 2H2O + CO2 +8e- (11)
양극(Cathode): ½ O2 + 2e- → O2 - (12)
따라서, 상기 용융탄산염형 연료전지의 경우와 마찬가지로, 상기 고체산화물형 연료전지의 전기 에너지 생성 과정에서 부수적으로 생성되는 물(H2O)은, FPSO-DME 장치에서 냉각수로 사용되어, 열교환 후 증발된 수증기를 다시 개질 반응기에 공급시킬 수 있으며, 디메틸에테르 합성 반응을 거친 후 잔존하는 일산화탄소 또는 메탄의 내부개질에 의한 연료전지 반응에서 생성된 이산화탄소도 다시 개질 반응기로 되돌릴 수 있도록 구성하여 시스템의 공정 구조상 연료전지에 의한 전기 에너지 발생 및 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에서는 본 발명에 의한 FPSO-DME 장치의 일 구현 예를 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 것처럼 가스 성분을 수집하여 디메틸에테르를 생성하는 장치로서, 포화기, 수소화탈황 장치, 컴팩트한 개질 반응기, 디메틸에테르 반응기를 포함하고 이산화탄소와 물을 공정간에 분리하기 위한 분리장치 및 생성된 제품을 분리하기 위한 분리장치를 포함하도록 구성되는 FPSO-DME 장치로 이루어진다.
유전에서 채취한 한계가스를 분리기(200)로 탄소수 5 이상과 1 ~ 4의 탄소화합물로 분리한다. 탄소수 5 이상의 탄소화합물은 응축하여 저장(210)하고, 따로 분리된 탄소수 1 ~ 4의 탄소화합물은 가스 탈황기(201)에 의해 불순물 성분이 제거되어 프리리포머(202)를 거친 후, 컴팩트한 개질 반응기(203)에 공급되어 개질 반응을 거친다.
상기 개질 반응을 통하여 생성된 합성 가스는 일산화탄소와 수소의 혼합가스로서 상기 CO와 H2의 혼합비율을 조절하기 위하여 일산화탄소와 물을 반응시켜 이산화탄소와 수소를 생성하는 하기 반응식 (13)에 기술된 수성가스 전환반응(Water Gas Shift Reaction) 공정을 포함할 수 있도록 구성할 수 있다.
Water gas shift
CO + H2O ↔ CO2 + H2 ΔH(227℃) = -40 kJ/mol (13)
이 경우, 상기와 같은 수성가스 전환반응 뿐만 아니라 요구되는 적절한 CO와 H2의 혼합비율을 얻기 위하여, 역 수성가스 전환반응(Reverse Water Gas Shift Reaction) 공정을 수행할 수도 있다.
상기 수성가스 전환반응 공정을 거쳐 생성된 합성 가스는 물 분리장치(204)와 이산화탄소 제거 유닛(205)로 보내져 부반응 등을 통해 발생하는 물과 이산화탄소가 분리된다. 물 분리장치와 이산화탄소 제거 유닛에서 분리된 물과 이산화탄소 중 일부는 시스템 효율 향상을 위하여 수증기 이산화탄소 개질 반응에 필요한 물과 이산화탄소(CO2)를 다시 컴팩트 개질 반응기로 되돌리며, 잉여의 CO2는 해저의 폐가스전이나 폐유전 등에 CO2를 저장(212)한다. 이산화탄소(CO2)가 제거된 다음 생성된 일산화탄소(CO)와 수소(H2)의 합성 가스는 디메틸에테르 반응기(206)로 보내진 다음 디메틸에테르 합성 반응을 거친다. 하기 반응식 (5)에 의한 디메틸에테르 합성 반응으로 인하여 생성되는 기체상태의 미반응 물질은 개질반응기(203)로 재순환시키고, 액체상태의 물질은 물 분리장치(208)로 보내 물을 제거한다.
3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
기액 분리기를 통하여 탑상으로 분리된 가스는 개질기로 재순환되고, 탑하단으로 분리된 액상 연료들은 연료 분리기(209)를 통해 디메틸에테르와 메탄올로 분리되며, 각각 DME 연료 저장소(213)와 MeOH 연료 저장소(214)로 보낸다.
도 3에서는 본 발명에 의한 FPSO-DME 장치의 또다른 구현예를 도시하고 있으며, 하기 반응식 (6)에서 보는 바와 같이 2단계의 반응을 통하여 디메틸에테르를 합성한다. 따라서 디메틸에테르 반응기 이전에 메탄올 반응기가 추가될 수 있으며, 합성 반응으로 인하여 물이 생성된다.
4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
상기 생성된 물은 물 분리기를 통하여 분리되어 저장된 다음 상기 디메틸에테르 반응기의 냉각수로 사용될 수 있으며, 생성된 디메틸에테르는 FPSO의 연료 저장 장치에 저장되며, 경우에 따라 또한 중간 단계에서 생성되는 메탄올을 분리하여 따로 저장할 수도 있다.
하기의 그림 2에서 DME 반응기 대신에 MeOH 반응기를 사용하거나, 그림 3에서 DME 반응기를 제외시키면, 해상의 유전 및 한계가스전의 가스를 활용하여 MeOH을 제조하는 FPSO-MeOH 공정으로 활용될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 연료전지에 의해서 부생되는 CO2와 H2O 그리고 디메틸에테르 합성 반응에서 발생되는 CO2 또는 H2O 가 원료물질로서 천연가스의 개질 반응 공정에서 필요한 원료로 재활용되고, 특히 발생된 H2O는 디메틸에테르 합성 반응의 반응열을 제거하기 위한 냉각수로 활용되고 잉여의 CO2는 해저의 저장될 수 있기 때문에 FPSO-DME 공정의 시스템 크기를 소형화시키면서 디메틸에테르의 생산성을 향상시킬 수 있으며, CO2의 처리비용을 최소화시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 해상 유전에서 FPSO 설비를 통하여 원유를 수득한 다음 얻어진 수반가스 등을 이용하여 FPSO-DME 장치를 통하여 청정액상 합성 연료를 수득할 수 있음은 물론, 한계 가스전에서 직접 FPSO-DME 장치를 이용하여 동일한 방법으로 천연가스로부터 청정 합성 액체연료를 얻을 수 있음을 당업자는 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 내에서 모든 실시예들을 포함할 것이다.

Claims (16)

  1. 해상 유전용 FPSO-DME 장치에 있어서, 글레시 오일의 분리장치와 오일/가스 분리 유닛을 포함하는 FPSO 설비와 개질 반응기, 디메틸에테르 반응기, CO2 해저 저장장치 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 직접법에 의한 해상 DME 제조용 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 디메틸에테르반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 이산화탄소 분리기가 결합되어, 분리된 이산화탄소 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키고 잉여의 이산화탄소는 해저에 저장하도록 구성된 FPSO-DME 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치.
  2. 해상 유전용 FPSO-DME 장치에 있어서, 글레시 오일의 분리장치와 오일/가스 분리 유닛을 포함하는 FPSO 설비와 개질 반응기, 메탄올 반응기, 디메틸에테르 반응기, CO2 해저 저장장치 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 간접법에 의한 해상 DME 제조용 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 메탄올 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 물 분리기가 결합되어, 분리된 물 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키고 잉여의 이산화탄소는 해저에 저장하도록 구성된 FPSO-DME 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치.
  3. 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치에 있어서, FPSO 설비와 개질 반응기, 디메틸에테르 반응기, CO2 해저 저장장치 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 직접법에 의한 해상 DME 제조용 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 디메틸에테르반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 이산화탄소 분리기가 결합되어, 분리된 이산화탄소 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키고 잉여의 이산화탄소는 해저에 저장하도록 구성된 FPSO-DME 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치.
  4. 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치에 있어서, FPSO 설비와 개질 반응기, 메탄올 반응기, 디메틸에테르 반응기, CO2 해저 저장장치 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 간접법에 의한 해상 DME 제조용 FPSO-DME 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 메탄올 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 디메틸에테르 반응기에는 물 분리기가 결합되어, 분리된 물 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키고 잉여의 이산화탄소는 해저에 저장하도록 구성된 FPSO-DME 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 발전용 발전시스템은 고분자 전해질 연료전지, 고체산화물형 연료전지 또는 용융탄산염형 연료전지인 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 내부 발전용 발전시스템은 고분자 전해질 연료전지, 고체산화물형 연료전지 또는 용융탄산염형 연료전지인 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 개질 반응기는 수증기 개질 반응기, 부분 산화 반응기, 자열 개질 반응기, 이산화탄소 개질 반응기, 수증기 이산화탄소 개질 반응기 및 트라이 개질 반응기 중에서 선택된 1종 이상의 반응기가 고정층형으로 컴팩트화된 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 개질 반응기는 수증기 개질 반응기, 부분 산화 반응기, 자열 개질 반응기, 이산화탄소 개질 반응기, 수증기 이산화탄소 개질 반응기 및 트라이 개질 반응기 중에서 선택된 1종 이상의 반응기가 고정층형으로 컴팩트화된 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치.
  9. 해상 유전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법에 있어서,
    FPSO 설비로부터 원유와 가스를 분리하여 분리된 원유를 원유 저장장치에서 저장하는 단계;
    상기 분리된 가스를 포화 및 탈황시키는 전처리 단계;
    상기 포화 및 탈황된 가스를 수증기, 이산화탄소, 산소를 각각 사용하거나 일정비율로 혼합하여 개질 반응시킴으로써 일산화탄소와 수소를 포함한 합성 가스를 생성하는 단계;
    상기 합성 가스에서 이산화탄소를 제거하여 이를 상기 개질 반응에 반응원료로 포함되도록 되돌리는 단계;
    상기 이산화탄소가 제거된 합성 가스를 화학 반응시켜 하기 반응식 (5) 또는 (6)에 의하여 디메틸에테르를 생성하는 단계;
    합성가스 또는 수소를 사용하여 연료전지를 가동시켜 전력을 생성하고, 반응에 의한 생성물로써 물과 이산화탄소를 생성하는 단계; 및
    상기 연료전지에서 생성된 물을 냉각수로 이용하여 수증기를 생성하여 생성된 이산화탄소와 함께 개질 반응기로 되돌리는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법.
    3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
    4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 반응식 (5)에 의하여 발생한 이산화탄소는 분리한 후 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리거나, 상기 반응식 (6)에 의하여 발생한 물은 상기 화학반응의 반응열을 제거하는 냉각수로 이용하여 수증기를 생산하고, 상기 수증기를 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 디메틸에테르의 제조에 요구되는 합성 가스의 성분 비율을 조절하는 수성가스 전환반응 또는 역수성가스 전환반응 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법.
  12. 한계 가스전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법에 있어서,
    FPSO 설비로부터 원유와 가스를 분리하여 분리된 원유를 원유 저장장치에서 저장하는 단계;
    상기 FPSO 설비로부터 분리된 가스를 포화 및 탈황시키는 전처리 단계;
    상기 포화 및 탈황된 가스를 이산화탄소와 수증기로 개질 반응시킴으로써 일산화탄소와 수소를 포함한 합성 가스를 생성하는 단계;
    상기 합성 가스에서 이산화탄소를 제거하여 이를 상기 개질 반응에 반응원료로 포함되도록 되돌리는 단계;
    상기 이산화탄소가 제거된 합성 가스를 화학 반응시켜 하기 반응식 (5) 또는 (6)에 의하여 디메틸에테르를 생성하는 단계;
    합성가스 또는 수소를 사용하여 연료전지를 가동시켜 전력을 생성하고, 반응에 의한 생성물로써 물과 이산화탄소를 생성하는 단계; 및
    상기 연료전지에서 생성된 물을 냉각수로 이용하여 수증기를 생성하여 생성된 이산화탄소와 함께 개질 반응기로 되돌리는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법.
    3H2 + 3CO → CH3OCH3 + CO2 (5)
    4H2 + 2CO → 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O (6)
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 반응식 (5)에 의하여 발생한 이산화탄소는 분리한 후 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리거나, 상기 반응식 (6)에 의하여 발생한 물은 상기 화학반응의 반응열을 제거하는 냉각수로 이용하여 수증기를 생산하고, 상기 수증기를 상기 개질 반응에 포함되도록 되돌리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 디메틸에테르의 제조에 요구되는 합성 가스의 성분 비율을 조절하는 방안으로 수성가스 전환반응 또는 역수성가스 전환반응 공정을 거치거나 압력변동흡착 공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 해상 가스전용 FPSO-DME 장치를 이용한 디메틸에테르의 제조 방법.
  15. 해상 유전용 FPSO-메탄올 장치에 있어서, 글레시 오일의 분리장치와 오일/가스 분리 유닛을 포함하는 FPSO 설비와 개질 반응기, 메탄올 반응기, CO2 해저 저장장치 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 해상 메탄올 제조용 FPSO-메탄올 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 메탄올 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 메탄올 반응기에는 물 분리기가 결합되어, 분리된 물 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키고 잉여의 이산화탄소는 해저에 저장하도록 구성된 FPSO-메탄올 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 유전용 FPSO-메탄올 장치.
  16. 해상 한계 가스전용 FPSO-메탄올 장치에 있어서, FPSO 설비와 개질 반응기, 메탄올 반응기, CO2 해저 저장장치 및 내부 발전용 발전시스템을 포함하는 해상 메탄올 제조용 FPSO-메탄올 장치로서, 상기 개질 반응기와 상기 메탄올 반응기 사이에는 수소 분리기와 이산화탄소 분리 유닛이 구성되고, 상기 메탄올 반응기에는 물 분리기가 결합되어, 분리된 물 및 상기 내부 발전용 발전시스템에서 생성되는 물과 이산화탄소를 다시 개질 반응기로 재순환시키고 잉여의 이산화탄소는 해저에 저장하도록 구성된 FPSO-메탄올 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 해상 한계 가스전용 FPSO-메탄올 장치.




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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101535613B1 (ko) * 2013-12-11 2015-07-09 에스티엑스조선해양 주식회사 디메틸에테르 생산 시스템
KR20150133341A (ko) 2014-05-19 2015-11-30 대우조선해양 주식회사 단일 합성원유 생산용 ft gtl 장치 및 방법
KR20150133342A (ko) 2014-05-19 2015-11-30 대우조선해양 주식회사 Smr을 이용한 fpso 상의 ft gtl 장치 및 방법
KR20160077860A (ko) 2014-12-24 2016-07-04 한국과학기술연구원 한계 가스전의 천연가스를 이용한 gtl-fpso 공정에 의한 합성연료의 제조방법과 그 제조장치
WO2017173525A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Future Power Ltd. Electric power generation using associated petroleum gas
US11261390B2 (en) 2018-09-10 2022-03-01 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus and method of preparing synthetic fuel using natural gas
WO2023067929A1 (ja) * 2021-10-20 2023-04-27 三井住友建設株式会社 二酸化炭素貯蔵方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101521830B1 (ko) * 2013-12-30 2015-05-28 대우조선해양 주식회사 Dme fpso의 열통합 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021512A1 (en) 1993-03-25 1994-09-29 Offshore Production Systems Limited Floating methanol production complex
WO2009044198A1 (en) 2007-10-02 2009-04-09 Compact Gtl Plc Gas-to-liquid plant using parallel units
WO2010004300A1 (en) 2008-07-11 2010-01-14 Johnson Matthey Plc Apparatus & process for treating offshore natural gas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021512A1 (en) 1993-03-25 1994-09-29 Offshore Production Systems Limited Floating methanol production complex
WO2009044198A1 (en) 2007-10-02 2009-04-09 Compact Gtl Plc Gas-to-liquid plant using parallel units
WO2010004300A1 (en) 2008-07-11 2010-01-14 Johnson Matthey Plc Apparatus & process for treating offshore natural gas

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101535613B1 (ko) * 2013-12-11 2015-07-09 에스티엑스조선해양 주식회사 디메틸에테르 생산 시스템
KR20150133341A (ko) 2014-05-19 2015-11-30 대우조선해양 주식회사 단일 합성원유 생산용 ft gtl 장치 및 방법
KR20150133342A (ko) 2014-05-19 2015-11-30 대우조선해양 주식회사 Smr을 이용한 fpso 상의 ft gtl 장치 및 방법
KR101587476B1 (ko) 2014-05-19 2016-02-03 대우조선해양 주식회사 Smr을 이용한 fpso 상의 ft gtl 장치 및 방법
KR101597557B1 (ko) 2014-05-19 2016-02-26 대우조선해양 주식회사 단일 합성원유 생산용 ft gtl 장치 및 방법
KR20160077860A (ko) 2014-12-24 2016-07-04 한국과학기술연구원 한계 가스전의 천연가스를 이용한 gtl-fpso 공정에 의한 합성연료의 제조방법과 그 제조장치
US9822311B2 (en) 2014-12-24 2017-11-21 Korea Institute Of Science And Technology Method for preparing synthetic fuel from natural gas of stranded gas field and associated gas from oil and gas fields by GTL-FPSO process
WO2017173525A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Future Power Ltd. Electric power generation using associated petroleum gas
US11261390B2 (en) 2018-09-10 2022-03-01 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus and method of preparing synthetic fuel using natural gas
WO2023067929A1 (ja) * 2021-10-20 2023-04-27 三井住友建設株式会社 二酸化炭素貯蔵方法

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