KR20120140496A - 메탄올 생산이 가능한 오일 ｆｐｓｏ - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메탄올 생산이 가능한 오일 FPSO에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원유의 채굴시 동반하여 발생하는 부생가스로 메탄올을 생산할 수 있도록 된 오일 FPSO에 관한 것이다.
본 발명은 원유의 생산시 동반하여 발생하는 부생가스로 메탄올을 생산하여 탱크에 저장하는 오일 FPSO로서, 상기 메탄올을 저장하는 탱크는 FPSO에 구비된 화학제품탱크 또는 오일 카고 탱크 또는 별도로 구비된 메탄올 전용탱크 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.

Description

메탄올 생산이 가능한 오일 ＦＰＳＯ{Oil FPSO producting methanole}
본 발명은 메탄올 생산이 가능한 오일 FPSO에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원유의 채굴시 동반하여 발생하는 부생가스로 메탄올을 생산할 수 있도록 된 오일 FPSO에 관한 것이다.
일반적으로 FPSO(Floating Production Storage and offloading)는 원유나 천연가스의 생산, 저장 및 하역이 동시에 이루어지는 부유식 해상구조물로서, 가동 수심에는 제한이 없으나 심해일수록 경제적이고 최대 가동 수심은 1,853m에 이르고 있다.
이와 같은 FPSO 중 원유를 생산, 저장 및 하역하는 오일 FPSO는 유전에서 원유(crude oil)를 채굴하고, 채굴된 원유를 3상분리기(3-phase separator)에서 물, 오일 및 부생가스(associate gas)로 분리한다.
여기서 분리된 물은 물탱크에 저장되고, 오일은 오일 프로세스 시스템(oil process system)을 거쳐 오일 카고 탱크에 저장된다.
또한 부생가스는 전처리장치를 거쳐 일부는 가스터빈에 공급되어 전기를 생산하고 나머지는 가스압축설비를 통하여 압축된 상태로 다시 유전에 주입되어 유전의 압력을 높이므로 유전의 생산성이 향상되도록 한다.
하지만 유전에 주입된 가스는 메탄을 주성분으로 함에 따라 에너지로 사용할 수 있는 부생가스를 단지 원유의 회수율을 높이기 위한 EOR(enhance oil recovery)로 사용하는 것은 에너지 이용효율 측면에서 매우 비합리적이다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부생가스를 이용하여 에너지로 사용할 수 있는 메탄올을 생산하므로 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있도록 된 오일 FPSO를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 메탄올의 생산시 원유의 생산을 위해 구비된 유틸리티를 공용으로 사용할 수 있으므로 메탄올 생산모듈을 콤팩트하게 구현할 수 있도록 된 오일 FPSO를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 원유의 채굴시 필요한 하이드레이트 억제제인 메탄올을 자체적으로 생산할 수 있음에 따라 별도로 하이드레이트 억제제를 구비할 필요가 없도록 된 오일 FPSO를 제공하는 데 목적이 있다.
또한 본 발명은 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 메탄올의 생산에 사용함으로 이산화탄소로 인한 환경오염을 미연에 방지할 수 있도록 된 오일 FPSO를 제공하는 데 목적이 있다.
아울러 본 발명은 가스터빈에서 외부로 배출되는 폐열을 재활용하여 메탄올의 생산시 사용하므로 에너지 이용효율을 더 향상시킬 수 있도록 된 오일 FPSO를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 원유의 채굴시 동반하여 발생하는 부생가스로 메탄올을 생산하여 탱크에 저장하는 오일 FPSO를 제공한다.
여기서 상기 메탄올을 저장하는 탱크는 FPSO에 구비된 화학제품탱크 또는 오일 카고 탱크 또는 별도로 구비된 메탄올 전용탱크 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.
또한 상기 오일 FPSO는 채굴된 원유를 물, 오일 및 부생가스로 분리하는 3상분리기와; 분리된 상기 부생가스를 전처리하여 전기를 생산하는 가스터빈과; 분리된 상기 오일을 오일 카고 탱크에 저장하는 오일 프로세스 시스템과; 분리된 상기 부생가스로 메탄올을 생산하는 메탄올 생산모듈과; 상기 메탄올 생산모듈에서 생산된 메탄올을 저장하는 탱크를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 메탄올 생산모듈은 부생가스를 공급받아 스팀으로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성하는 SMR과, 상기 SMR에서 생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시키는 메탄올변환기를 포함하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 SMR에 공급되는 스팀은 상기 가스터빈으로부터 배출되는 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수장치로부터 공급되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 메탄올 생산모듈은 부생가스를 공급받아 스팀과 산소로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성하는 ATR과, 상기 ATR에서 생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시키는 메탄올변환기를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 ATR에 공급되는 스팀은 상기 가스터빈으로부터 배출되는 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수장치로부터 공급되는 것이 바람직하다.
또한 메탄올 생산모듈은 상기 ATR에 산소를 공급하기 위한 산소공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 메탄올 생산모듈은 부생가스를 공급받아 스팀과 이산화탄소로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성하는 SCR과, 상기 SCR에서 생성된 합성가스를 메탄올로 변환시키는 메탄올변환기를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서 상기 SCR에 공급되는 스팀은 상기 가스터빈으로부터 배출되는 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수장치로부터 공급되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 오일 FPSO는 부생가스를 이용하여 에너지로 사용할 수 있는 메탄올을 생산하므로 에너지 이용효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 오일 FPSO는 메탄올의 생산시 원유의 생산을 위해 구비된 유틸리티를 공용으로 사용할 수 있으므로 메탄올 생산모듈을 콤팩트하게 구현할 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 오일 FPSO는 원유의 채굴시 필요한 하이드레이트 억제제인 메탄올을 자체적으로 생산할 수 있음에 따라 별도로 하이드레이트 억제제를 구비할 필요가 없다.
또한 본 발명에 따른 오일 FPSO는 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 메탄올의 생산에 사용함으로 이산화탄소로 인한 환경오염을 미연에 방지할 수 있다.
아울러 본 발명에 따른 오일 FPSO는 가스터빈에서 외부로 배출되는 폐열을 재활용하여 메탄올의 생산시 사용하므로 에너지 이용효율을 더 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 오일 FPSO를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 오일 FPSO를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 오일 FPSO를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 오일 FPSO의 실시예들을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 오일 FPSO의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 제1실시예에 따른 오일 FPSO는 채굴된 원유를 분리하는 3상분리기(10)와, 분리된 부생가스를 전처리하여 전기를 생산하는 가스터빈(20)과, 분리된 오일을 오일 카고 탱크(32)에 저장하는 오일 프로세스 시스템(30)과, 분리된 부생가스로 메탄올을 생산하는 메탄올 생산모듈(40)과, 여기서 생산된 메탄올을 저장하는 탱크(50)를 포함한다.
상기 3상분리기(10)는 유전(W)으로부터 파이프라인(12)을 통하여 원유가 주입되고, 주입된 원유는 물, 오일(oil) 및 부생가스(associate gas)로 분리된다. 상기 3상분리기(10)에 주입된 원유는 물, 오일 및 가스가 혼재되어 있고 일부의 가스는 오일에 녹아있는 상태이다. 따라서 3상분리기(10)에 원유가 주입되면 가스는 압력을 대기압 부근까지 낮추어 분리해 내고, 물과 오일은 비중의 차이를 이용하여 분리해 낸다. 여기서 분리된 물은 환경을 오염시키지 않기 위해서 별도의 물탱크(14)에 저장된다.
상기 가스터빈(20)은 3상분리기(10)에서 분리되어 전처리장치(24)를 거친 부생가스를 공급받아 터빈을 돌려 전기를 생산한다.
아울러 상기 가스터빈(20)에서 배출되는 가스는 대기중으로 방출시키지 않고 폐열회수장치(22)를 통해 스팀을 생산하여 에너지 이용효율을 향상시키는 것이 바람직하다.
상기 오일 프로세스 시스템(30)은 상기 3상분리기(10)에서 분리된 오일을 처리하는 시스템으로서 오일을 안정화시켜 저장 및 이송이 가능하도록 처리한다. 상기 오일 프로세스 시스템(30)은 일단 3상분리기(10)에서 분리해 냈지만 여전히 가스성분 즉, 상온에서도 가스 상태를 유지하는 부탄이나 프로판 같은 탄화수소가 용해되어 있는 오일이므로 여러 단계를 거쳐 가스성분을 더 분리해 내므로 오일을 안정화시킬 수 있다. 상기 오일 프로세서 시스템(30)에서 가스성분이 부생가스로 배출되어 안정화된 오일은 FPSO의 헐에 형성되어 있는 오일 카고 탱크(32)에 주입되어 저장된다.
상기 메탄올 생산모듈(40)은 부생가스로 메탄올을 생산하는 모듈로서 부생가스를 스팀으로 개질시켜서 합성가스를 생성하는 SMR(42)과, 상기 합성가스를 메탄올로 변환시켜서 메탄올을 생성하는 메탄올변환기(44)로 이루어진다.
상기 SMR(Steam Methane Reformer; 42)은 메탄이 주성분인 부생가스를 공급받아 스팀으로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성한다.
상기 SMR(42)에서 부생가스를 스팀으로 개질시켜 일산화탄소와 수소를 생성하는 반응식은 다음과 같다.
CH4 + H2O → CO + 3H2
여기서 일어나는 스팀개질반응(steam methane reforming)은 니켈(Ni) 등의 촉매를 이용하여 촉발시키는 것이 바람직하다.
이 때 스팀개질반응 중 SMR(42)에서 이산화탄소가 부수적으로 발생하게 되는 데, 부수적으로 발생한 이산화탄소가 생성된 CO와 H2와 함께 메탄올 변환기(44)로 공급되어 메탄올을 만드는 원료가 되므로 이산화탄소를 외부로 배출할 필요가 없다.
상기 스팀을 이용하여 메탄을 개질시키는 것은 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
아울러 상기 SMR(42)에 사용되는 스팀은 가스터빈(20)에서 배출되는 가스에서 페열을 회수하는 폐열회수장치(22)에서 생산된 스팀을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 메탄올변환기(44)는 상기 SMR(42)에서 생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시켜 메탄올을 생산한다. 부가적으로 이산화탄소도 수소와 반응하여 메탄올을 생산한다. 상기 메탄올변환기(44)에서 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시켜 메탄올을 생성하는 과정과 CO2와 수소를 메탄올로 변환시키는 과정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.
CO + 2H2 → CH3OH
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
상기 메탄올변환기(44)는 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 메탄올변환기(44)를 통하여 생산된 메탄올은 탱크(50)에 저장된다. 여기서 메탄올이 저장되는 탱크는 FPSO에 구비된 화학제품탱크 또는 오일 카고 탱크(32) 또는 별도로 구비된 메탄올 전용탱크 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 3상분리기(10)에 주입되는 원유는 물이 포함되어 있고 이 물은 높은 유전(W)의 높은 압력 때문에 일부가 고상의 하이드레이트(hydrate)로 존재한다. 이러한 하이드레이트는 원유와 함께 파이프라인(12)을 통해 올라오며 파이프라인(12)의 내주면을 타격하므로 타격된 부분을 중심으로 부식이 진행되고 균열이 생기며 심한 경우에는 파이프라인(12)이 천공되는 대형사고가 발생하기도 한다. 따라서 이러한 하이드레이트의 생성을 억제하기 위하여 하이드레이트 억제제(hydrate inhibitor))를 파이프 라인을 통해 유전(W)에 투입해야 한다. 이 때 필요한 하이드레이트 억제제를 상기 메탄올변환기(44)에서 생산한 메탄올을 사용할 수 있으므로 별도의 하이드레이트 억제제를 구비할 필요가 없다.
[제2실시예]
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 오일 FPSO의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2실시예에 따른 오일 FPSO는 채굴된 원유를 분리하는 3상분리기(10)와, 분리된 부생가스를 전처리하여 전기를 생산하는 가스터빈(20)과, 분리된 오일을 오일 카고 탱크(32)에 저장하는 오일 프로세스 시스템(30)과, 분리된 부생가스로 메탄올을 생산하는 메탄올 생산모듈(60)과, 여기서 생산된 메탄올을 저장하는 탱크(50)를 포함한다.
상기 3상분리기(10)는 유전(W)으로부터 파이프라인(12)을 통하여 원유가 주입되고, 주입된 원유는 물, 오일(oil) 및 부생가스(associate gas)로 분리된다. 상기 3상분리기(10)에 주입된 원유는 물, 오일 및 가스가 혼재되어 있고 일부의 가스는 오일에 녹아있는 상태이다. 따라서 3상분리기(10)에 원유가 주입되면 가스는 압력을 대기압 부근까지 낮추어 분리해 내고, 물과 오일은 비중의 차이를 이용하여 분리해 낸다. 여기서 분리된 물은 환경을 오염시키지 않기 위해서 별도의 물탱크(14)에 저장된다.
상기 가스터빈(20)은 3상분리기(10)에서 분리되고 전처리장치(24)를 거친 부생가스를 공급받아 터빈을 돌려 전기를 생산한다.
아울러 상기 가스터빈(20)에서 배출되는 가스는 대기중으로 방출시키지 않고 폐열회수장치(22)를 통해 스팀을 생산하여 에너지 이용효율을 향상시키는 것이 바람직하다.
상기 오일 프로세스 시스템(30)은 상기 3상분리기(10)에서 분리된 오일을 처리하는 시스템으로서 오일을 안정화시켜 저장 및 이송이 가능하도록 처리한다. 상기 오일 프로세스 시스템(30)은 일단 3상분리기(10)에서 분리해 냈지만 여전히 가스성분 즉, 상온에서도 가스 상태를 유지하는 부탄이나 프로판 같은 탄화수소가 용해되어 있는 오일이므로 여러 단계를 거쳐 가스성분을 더 분리해 내므로 오일을 안정화시킬 수 있다. 상기 오일 프로세서 시스템(30)에서 가스성분이 부생가스로 배출되어 안정화된 오일은 FPSO의 헐에 형성되어 있는 오일 카고 탱크(32)에 주입되어 저장된다.
본 실시예의 특징에 따른 상기 메탄올 생산모듈(60)은 부생가스로 메탄올을 생산하는 모듈로서 부생가스를 스팀과 산소로 개질시켜서 합성가스를 생성하는 ATR(62)과, 상기 합성가스를 메탄올로 변환시켜서 메탄올을 생성하는 메탄올변환기(64)로 이루어진다.
상기 ATR(Auto-Thermal Reformer; 62)는 메탄이 주성분인 부생가스를 공급받아 스팀과 산소로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성한다. 여기서 ATR(62)에 산소를 공급하기 위하여 산소공급부(66)가 더 형성된다. 상기 산소공급부(66)는 FPSO에 구비된 유틸리티에서 공용으로 사용할 수 있고 필요시 별도로 산소공급장치를 설치할 수 있음은 물론이다.
상기 ATR(62)에서 부생가스를 스팀과 산소로 개질시켜 일산화탄소와 수소를 생성하는 반응식은 다음과 같다.
CH4 + 1/2O2 + H2O → CO + 2H2 + H2O
여기서 일어나는 자열개질반응(Auto-thermal reforming)은 니켈(Ni)과 로듐(Rd) 등의 촉매를 이용하여 촉발시키는 것이 바람직하다.
이 때 자열개질반응 중 ATR(62)에서 이산화탄소가 부수적으로 발생하게 되는 데, 부수적으로 발생한 이산화탄소가 수소와 일산화탄소와 함께 메탄올 변환기(64)에 공급되어 메탄올을 만드는 원료로 사용되므로 공정 중에 생성된 이산화탄소의 외부 배출이 없다.
상기 ATR(62)을 이용하여 스팀과 산소를 이용하여 메탄을 자열개질시키는 것은 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
아울러 상기 ATR(62)에 사용되는 스팀은 가스터빈(20)에서 배출되는 가스의 페열을 회수하는 폐열회수장치(22)에서 생산된 스팀을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 메탄올변환기(64)는 상기 ATR(62)에서 자열생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시켜 메탄올을 생산한다.
부가적으로 이산화탄소도 수소와 반응하여 메탄올을 생산한다. 상기 메탄올변환기(64)에서 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시켜 메탄올을 생성하는 과정과 CO2와 수소를 메탄올로 변환시키는 과정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.
CO + 2H2 → CH3OH
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
상기 메탄올변환기(64)는 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 메탄올변환기(64)를 통하여 생산된 메탄올은 탱크(50)에 저장된다. 여기서 메탄올이 저장되는 탱크(50)는 FPSO에 구비된 화학제품탱크 또는 오일 카고 탱크(32) 또는 별도로 구비된 메탄올 전용탱크 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 3상분리기(10)에 주입되는 원유는 물이 포함되어 있고 이 물은 높은 유전(W)의 높은 압력 때문에 일부가 고상의 하이드레이트(hydrate)로 존재한다. 이러한 하이드레이트는 원유와 함께 파이프라인(12)을 통해 올라오며 파이프라인(12)의 내주면을 타격하므로 타격된 부분을 중심으로 부식이 진행되고 균열이 생기며 심한 경우에는 파이프라인(12)이 천공되는 대형사고가 발생하기도 한다. 따라서 이러한 하이드레이트의 생성을 억제하기 위하여 하이드레이트 억제제(hydrate inhibitor))를 파이프 라인을 통해 유전(W)에 투입해야 한다. 이 때 필요한 하이드레이트 억제제를 상기 메탄올변환기(44)에서 생산한 메탄올을 사용할 수 있으므로 별도의 하이드레이트 억제제를 구비할 필요가 없다.
[제3실시예]
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 오일 FPSO의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 제3실시예에 따른 오일 FPSO는 채굴된 원유를 분리하는 3상분리기(10)와, 분리된 부생가스를 전처리하여 전기를 생산하는 가스터빈(20)과, 분리된 오일을 오일 카고 탱크(32)에 저장하는 오일 프로세스 시스템(30)과, 분리된 부생가스로 메탄올을 생산하는 메탄올 생산모듈(80)과, 여기서 생산된 메탄올을 저장하는 탱크(50)를 포함한다.
상기 3상분리기(10)는 유전(W)으로부터 파이프라인(12)을 통하여 원유가 주입되고, 주입된 원유는 물, 오일(oil) 및 부생가스(associate gas)로 분리된다. 상기 3상분리기(10)에 주입된 원유는 물, 오일 및 가스가 혼재되어 있고 일부의 가스는 오일에 녹아있는 상태이다. 따라서 3상분리기(10)에 원유가 주입되면 가스는 압력을 대기압 부근까지 낮추어 분리해 내고, 물과 오일은 비중의 차이를 이용하여 분리해 낸다. 여기서 분리된 물은 환경을 오염시키지 않기 위해서 별도의 물탱크(14)에 저장된다.
상기 가스터빈(20)은 3상분리기(10)에서 분리되고 전처리장치(24)를 거친 부생가스를 공급받아 터빈을 돌려 전기를 생산한다.
아울러 상기 가스터빈(20)에서 배출되는 가스는 대기중으로 방출시키지 않고 폐열회수장치(22)를 통해 스팀을 생산하여 에너지 이용효율을 향상시키는 것이 바람직하다.
상기 오일 프로세스 시스템(30)은 상기 3상분리기(10)에서 분리된 오일을 처리하는 시스템으로서 오일을 안정화시켜 저장 및 이송이 가능하도록 처리한다. 상기 오일 프로세스 시스템(30)은 일단 3상분리기(10)에서 분리해 냈지만 여전히 가스성분 즉, 상온에서도 가스 상태를 유지하는 부탄이나 프로판 같은 탄화수소가 용해되어 있는 오일이므로 여러 단계를 거쳐 가스성분을 더 분리해 내므로 오일을 안정화시킬 수 있다. 상기 오일 프로세서 시스템(30)에서 가스성분이 부생가스로 배출되어 안정화된 오일은 FPSO의 헐에 형성되어 있는 오일 카고 탱크(32)에 주입되어 저장된다.
본 실시예의 특징에 따른 상기 메탄올 생산모듈(80)은 부생가스로 메탄올을 생산하는 모듈로서 부생가스를 스팀과 이산화탄소로 개질시켜서 합성가스를 생성하는 SCR(82)과, 상기 합성가스를 메탄올로 변환시켜서 메탄올을 생성하는 메탄올변환기(84)로 이루어진다.
상기 SCR(Steam Carbon dioxide Reformer; 82)는 메탄이 주성분인 부생가스를 공급받아 스팀과 이산화탄소로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성한다. 여기서 SCR(82)에 이산화탄소를 공급하기 위하여 이산화탄소공급부(86)가 더 형성된다. 상기 이산화탄소공급부(86)는 메탄올 생산과정에서 발생하는 이산화탄소를 그대로 SCR(82)에 공급하거나 필요할 경우 열교환기(88)를 통하여 이산화탄소를 예열시킨 후 SCR(82)에 공급한다.
상기 SCR(82)에서 부생가스를 스팀과 이산화탄소로 개질시켜 일산화탄소와 수소를 생성하는 반응식은 다음과 같다.
CH4 + H2O → CO + 3H2 + H2O
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
CO + H2O → CO2 + H2
이 때 SCR(82)은 합성가스의 생성시 이산화탄소가 원료로 사용되므로 공정 중에 생성된 이산화탄소의 외부 배출이 없다.
상기 SCR(82)을 이용하여 스팀과 이산화탄소를 이용하여 메탄을 개질시키는 것은 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
아울러 상기 SCR(82)에 사용되는 스팀은 가스터빈(20)에서 배출되는 가스의 페열을 회수하는 폐열회수장치(22)에서 생산된 스팀을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 메탄올변환기(84)는 상기 SCR(82)에서 생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시켜 메탄올을 생산한다.
부가적으로 이산화탄소도 수소와 반응하여 메탄올을 생산한다. 상기 메탄올변환기(84)에서 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시켜 메탄올을 생성하는 과정과 CO2와 수소를 메탄올로 변환시키는 과정을 나타내는 반응식은 다음과 같다.
CO + 2H2 → CH3OH
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
상기 메탄올변환기(84)는 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 메탄올변환기(84)를 통하여 생산된 메탄올은 탱크(50)에 저장된다. 여기서 메탄올이 저장되는 탱크(50)는 FPSO에 구비된 화학제품탱크 또는 오일 카고 탱크(32) 또는 별도로 구비된 메탄올 전용탱크 중 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 3상분리기(10)에 주입되는 원유는 물이 포함되어 있고 이 물은 높은 유전(W)의 높은 압력 때문에 일부가 고상의 하이드레이트(hydrate)로 존재한다. 이러한 하이드레이트는 원유와 함께 파이프라인(12)을 통해 올라오며 파이프라인(12)의 내주면을 타격하므로 타격된 부분을 중심으로 부식이 진행되고 균열이 생기며 심한 경우에는 파이프라인(12)이 천공되는 대형사고가 발생하기도 한다. 따라서 이러한 하이드레이트의 생성을 억제하기 위하여 하이드레이트 억제제(hydrate inhibitor))를 파이프 라인을 통해 유전(W)에 투입해야 한다. 이 때 필요한 하이드레이트 억제제를 상기 메탄올변환기(44)에서 생산한 메탄올을 사용할 수 있으므로 별도의 하이드레이트 억제제를 구비할 필요가 없다.
10 : 3상분리기 12 : 파이프라인
14 : 물탱크 20 : 가스터빈
22 : 폐열회수장치 24 : 전처리장치
30 : 오일 프로세스 시스템 32 : 오일 카고 탱크
40, 60, 80 : 메탄올 생산모듈 42 : SMR
44, 64, 84 : 메탄올변환기 50 : 탱크
62 : ATR 66 : 산소공급부
82 : SCR 86 : 이산화탄소공급부
88 : 열교환기
W : 유전

Claims (10)

  1. 원유의 채굴시 동반하여 발생하는 부생가스로 메탄올을 생산하여 탱크에 저장하는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메탄올을 저장하는 탱크는 FPSO에 구비된 화학제품탱크 또는 오일 카고 탱크 또는 별도로 구비된 메탄올 전용탱크 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 오일 FPSO는 채굴된 원유를 물, 오일 및 부생가스로 분리하는 3상분리기와; 분리된 상기 부생가스를 전처리하여 전기를 생산하는 가스터빈과; 분리된 상기 오일을 오일 카고 탱크에 저장하는 오일 프로세스 시스템과; 분리된 상기 부생가스로 메탄올을 생산하는 메탄올 생산모듈과; 상기 메탄올 생산모듈에서 생산된 메탄올을 저장하는 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 메탄올 생산모듈은 부생가스를 공급받아 스팀으로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성하는 SMR과, 상기 SMR에서 생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시키는 메탄올변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 SMR에 공급되는 스팀은 상기 가스터빈으로부터 배출되는 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수장치로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 메탄올 생산모듈은 부생가스를 공급받아 스팀과 산소로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성하는 ATR와, 상기 ATR에서 생성된 합성가스인 일산화탄소와 수소를 메탄올로 변환시키는 메탄올변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 ATR에 공급되는 스팀은 상기 가스터빈으로부터 배출되는 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수장치로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 ATR에 산소를 공급하기 위한 산소공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 메탄올 생산모듈은 부생가스를 공급받아 스팀과 이산화탄소로 개질시켜서 합성가스인 일산화탄소와 수소를 생성하는 SCR과, 상기 SCR에서 생성된 합성가스를 메탄올로 변환시키는 메탄올변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 SCR에 공급되는 스팀은 상기 가스터빈으로부터 배출되는 가스의 폐열을 회수하는 폐열회수장치로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 오일 FPSO.
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