• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.559-571
• /
• 2012

Dimethyl ether (DME) is a new clean fuel as an environmentally-benign energy resource. DME can be manufactured from various energy sources including natural gas, coal, and biomass. In addition to its environmentally friendly properties, DME has similar characteristics to those of LPG. The aim of this article is to represent the development of new DME process with KOGAS's own technologies. KOGAS has investigated and developed new innovative DME synthesis process from synthesis gas in gaseous phase fixed bed reactor. DME has been traditionally produced by the dehydration of methanol which is produced from syngas, a product of natural gas reforming. This traditional process is thus called the two-step method of preparing DME. However, DME can also be manufactured directly from syngas (single-step). The single-step method needs only one reactor for the synthesis of DME, instead of two for the two-step process. It can also alleviate the thermodynamic limitations associated with the synthesis of methanol, by converting the produced methanol into DME, thereby potentially enhancing the overall conversion of syngas into DME. KOGAS had launched the 10 ton/day DME demonstration plant project in 2004 at Incheon KOGAS LNG terminal. In the mid of 2008, KOGAS had finished the construction of this plant and has successively finished the demonstration plant operation. And since 2008, we have established the basic design of commercial plant which can produce 3,000 ton/day DME.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.173-182
• /
• 2014

Dimethyl ether (DME) is a new clean fuel as an environmentally-being energy resources. DME has similar characteristics to those of LPG and can be substituted Diesel fuel. KOGAS has investigated and developed new innovative DME synthesis process from synthesis gas with KOGAS's own technologies. KOGAS had finished the construction of 10ton/day DME demonstration plant in 2008, we have established the basic design of commercial plant which can produce 3,000ton/day DME. Specifically, an economic model for a commercial DME project will be presented. It accounts for all the major cost factors that are considered in a commercial scale project as the model input for performing cash flow analysis, after which key economic indicators are produced including the internal rate of return (IRR), net present value (NPV). Sensitivity analysis is performed to identify dominant cost factors to the project economics and quantify their impact. The inputs to the economic analysis will be based on representative cost factors from the commercial-scale design of KOGAS' direct DME process supplemented by literature data. Case study results will be presented based on recent commercialization projects.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.925-933
• /
• 2011

The traditional feedstock for dimethyl ether (DME) has been natural gas obtained by pipeline from a nearby natural gas or oil field. This report focuses on other feedstock: Coal bed methane (CBM). The resource availability and suitability of CBM for DME manufacturing have been investigated. CBM in a short time has become an important industry, providing an abundant clean-burning fuel and also suggesting as a feedstock for gas industry. The use of CBM will have very little impact on the KOGAS' DME process design and economics up to 50 vol% of $CO_2$ in the CBM source. Many of the CBM sources in Asia are high in $CO_2$, but pose no difficulties for the KOGAS' DME plant. Since tri-reformer requires substantial $CO_2$ in its feed, no $CO_2$ removal from the CBM feed is needed. The $CO_2$ in the CBM means that less $CO_2$ needs to be recycled from the downstream in the process.

• 한국가스학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.51-55
• /
• 2010

전 세계적으로 온실가스인 이산화탄소 배출을 감축하기 위하여 다양한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 상황에서 이산화탄소가 함유된 중소규모 가스전은 LNG로 개발하기에는 경제성이 떨어진다. 특히 가스전에 포함된 이산화탄소를 분리하기 위하여 분리설비가 추가로 설치되어야 한다. 따라서 플랜트 건설비용이 증가하고, 분리된 이산화탄소는 대기중으로 배출되어 온실가스 감축과는 상반되는 결과를 가져온다. 이러한 비경제적인 가스전에 KOGAS DME Process를 적용하면 가스전에 포함된 이산화탄소를 천연가스와 함께 원료가스로 활용할 수 있어 경제성이 높아진다. KOGAS DME Process는 합성가스를 제조하는 Tri-reformer(삼중개질반응기)를 통하여 $H_2$와 CO로 이루어지는 합성가스를 제조하는데 원료가스로 천연가스와 산소, 스팀, 이산화탄소를 활용한다. 여기서 사용되는 이산화탄소는 공정상 발생하는 이산화탄소를 회수하여 원료가스로 활용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 공정상 발생하는 이산화탄소의 발생량과 원료가스로 사용되는 이산화탄소의 사용량 그리고 가스전에 포함된 이산화탄소의 함량을 분석하여 가스전에 포함된 이산화탄소의 활용범위를 연구하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권1호
• /
• pp.79-86
• /
• 2014

In Dimethyl Ether (DME) indirect production processes, DME have a reforming process to separate Methanol. DME has a high cetane number and Methanol has a high octane number. Each fuel has a different combustion characteristics and reactivity. So, this paper was investigated on the combustion characterisitics of DME and Methanol. Basically, Methanol has a effect of retarding ignition. However, Within 10% of total carbon mole number in DME, Methanol slightly changed the onset timing of Low Temperature Reaction (LTR) with increasing thermal-ignition preparation range. It means that controlling combustion phasing of DME can be possible without eliminated LTR. In case of IMEP, the ranges.

• 한국가스학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.41-45
• /
• 2010

DME(Dimethyl Ether)는 물리적 성질이 LPG와 유사하여 청정하면서 LPG와 잘 섞이고, 세탄가가 디젤연료와 유사하여 디젤을 대체할 수 있는 환경 친화적인 차세대 대체에너지이다. DME는 천연가스, CBM, biomass 등 다양한 원료로부터 제조할 수 있으며 탄소-탄소 직접결합이 없어 연소시 배기가스중에 검댕이나 황산화물이 없다. 한국가스공사에서 개발한 DME 공정은 크게 4개의 section으로 구분할 수 있다. 먼저 합성가스를 제조하는 syngas section 에서는 다양한 합성가스 비율을 제조할 수 있다. 이것은 tri-reforming을 완성하는 과정에서 합성가스 비율을 약 4.0~1.0의 범위로 조절할 수 있다. 두 번째로 $CO_2$ removal section에서 제거되는 $CO_2$는 약 92~99%로서 DME 합성반응기로 유입되는 $CO_2$의 최대 농도는 8%를 넘지 않아야 한다. 세 번째로 DME synthesis section에서 DME 합성 반응기의 반응온도는 높을수록 활성이 좋지만 촉매의 장기 활성을 위해서는 적정한 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 마지막으로 DME purification section에서는 99.5%이상의 고순도의 DME를 정제할 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.105-113
• /
• 2014

Performance tests on $Ni/Ce-ZrO_2/Al_2O_3$ catalysts with additives (MgO, $La_2O_3$) were investigated in the combined reforming processes (SCR, ATR, TRM) in order to produce hydrogen and carbon monoxide (it is called "syngas".). The catalyst characterization was conducted using the BET surface analyzer, X-ray diffraction (XRD), SEM, TPR and TGA. The combined reforming process was developed to adjust the syngas ratio depending on the synthetic fuel (methanol, DME and GTL) manufacturing processes. Ni-based catalysts supported on alumina has been generally recommended as a combined reforming reaction catalyst. It was found that both free NiO and complexed NiO species were responsible for the catalytic activity in the combined reforming of methane conversion, and the $Ce-ZrO_2$ binary support employed had improved the oxygen storage capacity and thermal stability. The additives, MgO and $La_2O_3$, also seemed to play an important role to prevent the formation of the carbon deposition over the catalysts. The experimental results were compared with the equilibrium data using a commercial simulation tool (PRO/II).

• 청정기술
• /
• 제15권4호
• /
• pp.287-294
• /
• 2009

DME (dimethyl ether, $CH_3OCH_3$) 직접합성 반응기로부터 생산되는 DME 혼합물(DME: 19~20 mol%)을 DME 흡수탑과 DME 정제탑 장치 2기를 사용하여 대체연료로 사용할 수 있는 순도로 분리하였다. DME 흡수탑에서는 메탄올을 세정용매로 사용하였고 운전압력 50 bar내에서 원료 중 DME를 탑 하부로 99% 이상 회수하는 것을 목적으로 하였으며, 이를 위해 실험실 규모의 실험장치를 통해 얻은 실험식을 사용하여 운전압력 50 bar내에서 DME를 99% 회수하기 위해 필요한 메탄올의 유량을 산출하였다. 그리고 95 wt% 이상의 DME 순도를 얻기 위해 DME 정제탑을 사용하였으며, 경질 생성물(이산화탄소, 질소 등)이 소량(5~10 mol%)이고, 중간생성물(DME)의 양(20~30 mol%)이 적지 않은 것을 감안하여 측면흐름(4단)의 액상 생성물로서 최대 98.2 wt% 순도의 DME를 얻었다.

• 청정기술
• /
• 제18권4호
• /
• pp.347-354
• /
• 2012

본 연구에서는 디메틸에테르(dimethyl ether, DME) 생산 공정에 포함되어 있는 이산화탄소 제거공정에서 이산화탄소 제거용 용매로써 노말 메틸 피로리돈(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP)수용액을 사용하는 공정에 대한 전산모사를 수행하였다. 한편, 이산화탄소 제거공정을 모사하기 위해서 Invensys 사의 PRO/II with PROVISION 9.1을 사용하였으며, 열역학 모델식으로는 NRTL 액체활동도계수 모델식과 Soave-Redlich-Kwong 상태방정식을 사용하였다. 그리고 기체 성분들의 NMP 용매에 대한 용해도 추산을 위해서 헨리의 법칙을 추가적으로 사용하였다. NRTL 액체 활동도계수 모델식의 이성분계 상호작용 매개변수를 결정하기 위하여 상평형 실험 데이터의 회귀분석을 수행하였으며 결정한 매개변수의 정확성은 실험 데이타와의 비교를 통해 검증하였다. 또한 재비기의 열 소모량을 최소화시키기 위한 최적의 원료 주입단 위치를 결정하였다.