천연가스로부터 청정연료인 합성유를 제조하는 GTL기술은 1920년대 군수의 목적으로 독일의 Fisher와 Tropsch에 의해서 석탄으로부터 합성유를 제조하는 기술의 필요에 의해 처음으로 개발되었다. 이후, 1960년대 인종차별로 인한 정치적 고립으로 석유수급이 어려웠던 남아프리카공화국의 수송용 연료의 필요에 의해 Sasol사에서 본격적으로 FT(Fisher-Tropsch) 합성기술을 상용화하기 시작했다. 최근까지도 저렴한 석유자원으로 인해 GTL기술이 원유 정제기술로부터 얻어지는 석유제품에 비해 경제성을 확보하지 못하여 본격적인 상업화가 지연되어 왔으나, 에너지 자원의 수급 및 기타 경제적, 환경적 변화로 인해 GTL사업에 대한 관심이 고조되고 있으며 보유 석유자원이 한계에 다다라 상대적으로 풍부한 천연가스의 석유화를 목표로 하고 있는 카타르를 중심으로 GTL플랜트 건설이 추진되고 있다. 천연가스를 원료로 석유제품(디젤 및 나프타, 윤활기유 등)을 만드는 GTL기술은 크게 3가지 공정으로 구분되는데, 천연가스에서 수소와 일산화탄소를 제조하는 합성가스 제조공정(Synthesis GasGeneration), 합성가스를 FT합성반응에 의해 고분자 선형탄화수소로 전환시키는 FT합성공정(FT Synthesis)과 FT합성유로부터 석유제품을 만드는 개질공정(Product Upgrading)으로 구성된다. 생산된 제품은 유황 및 질소화합물 등을 적게 함유하고 있고, 정유플랜트 연료보다 방향족성분이 적어, 연소 시 인체에 해로운 물질을 적게 생산하는 청정연료이며, 천연가스를 저온 액화하는 LNG사업에 비하여 운송이 용이하고 안정성이 높다는 장점을 가지고 있다.
천연가스로부터 청정연료인 합성유를 제조하는 GTL기술은 1920년대 군수의 목적으로 독일의 Fisher와 Tropsch에 의해서 석탄으로부터 합성유를 제조하는 기술의 필요에 의해 처음으로 개발되었다. 이후, 1960년대 인종차별로 인한 정치적 고립으로 석유수급이 어려웠던 남아프리카공화국의 수송용 연료의 필요에 의해 Sasol사에서 본격적으로 FT(Fisher-Tropsch) 합성기술을 상용화하기 시작했다. 최근까지도 저렴한 석유자원으로 인해 GTL기술이 원유 정제기술로부터 얻어지는 석유제품에 비해 경제성을 확보하지 못하여 본격적인 상업화가 지연되어 왔으나, 에너지 자원의 수급 및 기타 경제적, 환경적 변화로 인해 GTL사업에 대한 관심이 고조되고 있으며 보유 석유자원이 한계에 다다라 상대적으로 풍부한 천연가스의 석유화를 목표로 하고 있는 카타르를 중심으로 GTL플랜트 건설이 추진되고 있다. 천연가스를 원료로 석유제품(디젤 및 나프타, 윤활기유 등)을 만드는 GTL기술은 크게 3가지 공정으로 구분되는데, 천연가스에서 수소와 일산화탄소를 제조하는 합성가스 제조공정(Synthesis Gas Generation), 합성가스를 FT합성반응에 의해 고분자 선형탄화수소로 전환시키는 FT합성공정(FT Synthesis)과 FT합성유로부터 석유제품을 만드는 개질공정(Product Upgrading)으로 구성된다. 생산된 제품은 유황 및 질소화합물 등을 적게 함유하고 있고, 정유플랜트 연료보다 방향족성분이 적어, 연소 시 인체에 해로운 물질을 적게 생산하는 청정연료이며, 천연가스를 저온 액화하는 LNG사업에 비하여 운송이 용이하고 안정성이 높다는 장점을 가지고 있다.
The GTL(Gas to Liquids) technology, manufacturing synthesized oil from natural gas, had been developed about 1920 for the military purpose by Fischer and Tropsch, German scientists. And 1960, Sasol company had started commercializing the FT(Fischer-Tropsch) synthesis technology, for the transport fu...
The GTL(Gas to Liquids) technology, manufacturing synthesized oil from natural gas, had been developed about 1920 for the military purpose by Fischer and Tropsch, German scientists. And 1960, Sasol company had started commercializing the FT(Fischer-Tropsch) synthesis technology, for the transport fuel in South Africa. Until a recent date, the commercialization of GTL technology had been delayed by low oil price. But concern about depletion of petroleum resources, and development in synthesizing technology lead to spotlight on the GTL businesses. Especially, Qatar, which has rich natural gas fields, aims at utilizing natural gas like conventional oil resources. Therefore, around this nation, GTL plants construction has been promoted. There are mainly 3 processes to make GTL products(Diesel, Naphtha, lube oil, etc) from natural gas. The first is synthesis gas generation unit reforming hydrogen and carbomonoxide from natural gas. The second is FT synthesis unit converting synthesized gas to polymeric chain-hydrocarbon. The third is product upgrading unit making oil products from the FT synthesized oil. There are quite a little sulfur, nitrogen, and aromatic compounds in GTL products. GTL product has environmental premium in discharging less harmful particles than refinery oil products from crude to the human body. In short, the GTL is a clean technology, easier transportation mean, and has higher stability comparing to LNG works.
The GTL(Gas to Liquids) technology, manufacturing synthesized oil from natural gas, had been developed about 1920 for the military purpose by Fischer and Tropsch, German scientists. And 1960, Sasol company had started commercializing the FT(Fischer-Tropsch) synthesis technology, for the transport fuel in South Africa. Until a recent date, the commercialization of GTL technology had been delayed by low oil price. But concern about depletion of petroleum resources, and development in synthesizing technology lead to spotlight on the GTL businesses. Especially, Qatar, which has rich natural gas fields, aims at utilizing natural gas like conventional oil resources. Therefore, around this nation, GTL plants construction has been promoted. There are mainly 3 processes to make GTL products(Diesel, Naphtha, lube oil, etc) from natural gas. The first is synthesis gas generation unit reforming hydrogen and carbomonoxide from natural gas. The second is FT synthesis unit converting synthesized gas to polymeric chain-hydrocarbon. The third is product upgrading unit making oil products from the FT synthesized oil. There are quite a little sulfur, nitrogen, and aromatic compounds in GTL products. GTL product has environmental premium in discharging less harmful particles than refinery oil products from crude to the human body. In short, the GTL is a clean technology, easier transportation mean, and has higher stability comparing to LNG works.
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첫째, 체인개시제의 생성(Generation of Chain Initiator) 과정이다. 초기 반응은 일산화탄소의 분해 및 수소와의 결합에 의한 -CH?기의 형성이다.
이론/모형
FT반응의 메커니즘은 어느 정도의 불확실성이 존재하지만, 반응생성물의 분자량 분포는 고분자 중합반응에서의 Anderson-Schulz-Flory 반응속도론을 따른다(Fig. 5). 반응생성물의 평균적인 탄소사슬수는 중합반응의 전파와 종결에 관련한 촉매의 성능에 의해 결정되며, 반응속도론의 대수적인 해석을 통해 아래와 같은 공식을 얻을 수 있다.
후속연구
산화 방식과 수증기 개질 방식이다. 각 개질 공정의 단점을 언급하였지만, 기술 개발의 진보로 인해 개질공정의 생산효율이 개선되어 많은 GTL 연구개발에 적용될 수 있었다. 대표적 사례를 보면, Shell사는 합성가스의 생산방식을 무촉매 부분 산화반응(POX)과 수증기 개질법(SMR)虎로 채택하였고, Petro SA의 경우 수증기개질 (SMR), Qatar Petroleum 과 Conoco-Philips에서는 각각 무촉매 부분 산화반응(POX) 와 촉매 부분 산화반응(CPO)법을 적용하였다(Table 4).
원유의 탐사 과정에서 대량의 천연가스전들이 발견되어 세계 에너지 수요의 상당부분을 대체하고 있지만 생산, 저장 및 수송 등의 편리성 때문에 석유가 화석연료 시장에서 아직도 가장 높은 비중을 차지하고 있고, 앞으로도 수십 년간은 세계 1차 에너지원 중 가장 높은 비중을 차지할 것으로 예상되지만, 환경측면에 따른 천연가스의 빠른 소비증가를 비롯하여 추가적인 에너지 수요증가는 결국 기타 에너지 종류의 개발 및 효율적 활용을 요구하고 있다. 이는 지역적 에너지 자원의 편재를 극복하고, 다양한 자원의 개발로서 에너지 종속관계를 완화하려는 노력의 과정이며, 특히, 최근 국가적으로 친환경적 에너지로서의 재생에너지 기술개발 및 활용을 늘리려는 노력과도 일맥상통할 것이다.
대기오염 등 환경 문제가 없는 청정연료이다. 이는 향후 규제가 강화될 제품 스펙에 맞는 친환경적 연료로서 직접 사용 가능 및 수요가 증대할 것으로 전망하고 있다. 또한, 고유황의 제품등과 브랜딩을 통한 기존 정유제품의 품질 향상을 가능하게 하는 블렌딩 스탁(Blending Stock)으로서의 역할도 가능하다.
향후, 석유의존을 탈피하기 위한 에너지 전환공정으로 개발이 지속적으로 될 것으로 예상되며, 상용화 플랜트가 더욱 늘어날 전망이다.
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