액화 천연가스(NGLs; Natural Gas Liquids) 상거래
에머슨 프로세스 매니지먼트 Jim Cahill

완전 통합된 액화 천연가스 상거래용 운송 스키드(Skid)

IT 전문 기관인 MarketRealist가 설명한 바와 같이, 유정에서 산출된 가공되지 않은 천연 가스는 다수의 구성 성분을 함유했다.

구성 성분의 대부분은 메탄이지만, 건성 가스 및 습성 가스에는 에탄, 프로판, 노멀 부탄, 이소 부탄, 천연 가솔린을 비롯하여, 물과 이산화탄소, 황이 포함되어 있다.

MarketRealist 웹 사이트에 게재된 해당 기사에서는 다음과 같이 지적했다.

천연 가스의 처리는 불순물의 제거와 건성 가스에서 액화 천연가스(NGLs)를 분리하는 과정을 의미한다. 분리된 구성 성분인 액화 천연가스는 고유한 산업 분야가 별도로 존재하며, 가공되지 않은 원가스 스트림으로부터 추출될 때 그 가치가 더욱 높기 때문에, 천연 가스의 처리는 대단히 중요하다.

이와 관련하여 이 글에서는 한국 에머슨의 한지윤씨가 이메일을 통해 전해준 GASTECH 2014 진행과 관련, CoTEs 세미나로 진행된 Anand Shukla의 프레젠테이션인 NGLs의 상거래에 대한 배경 지식, 도전 과제, 관리 방안 등의 정보를 공유하려고 한다.
습식(고 BTU: 영국식 열량 단위) NGLs의 가격은, 미국과 전 세계 여러 국가의 셰일 가스 개발에 중요한 동인으로 작용한다. 문제는, NGLs을 생산 유정으로부터 분리 및 정제 작업을 수행하는 가스 처리 시설까지 이동시키기 위해 필요한 인프라라고 할 수 있다.

파이프라인의 부족은 철도, 트럭, 선박을 포함한 다른 형태의 운송 수단에 대한 요구를 야기한다. 이 중 철도는 매우 유연한 운송 수단으로서, 오일 및 가스 처리 장치를 허용하여 터미널 간의 주문 조정이 가능하고, 상이한 철도 구간을 통해 오일 및 가스를 인수할 수 있다. 최대의 유연성을 갖춘 운송 수단인 트럭은 철도보다 비용은 적게 소요되지만, 안전 규정에 따라 운송 구간이 250마일로 제약된다는 단점이 있다. 선박의 경우, 해양 터미널의 위치로 제한되어 있긴 하지만, 이의 안팎으로 대량의 NGLs을 운송할 수 있다는 장점을 갖추었다. 트럭 및 철도는 일반적으로 제품을 수요지까지 유통시키는데 사용된다.

한편, 공정 요구 사항은 트럭 적재, 가스 처리, 분리 시설 모두 유사하게 나타난다. Wikipedia는 천연 가스 처리에 대해 현재 다음과 같이 기술하고 있다.

대부분의 극저온 시설은 경제적인 이유로 인해 분리 과정을 포함하지 않고 있기 때문에, NGL 스트림은 혼합물의 형태로 해당 구성 성분을 원료로 사용하는 정유 시설 혹은 화학 플랜트 인근의 독립형 복합 분리 시설로 수송된다.
천연 가스 처리에는 액화 천연가스와, 안전하고 효율적으로 시설을 운영하는 장비 및 공정 자동화가 결합되어 있다. 분리 시설의 경우, NGLs과 저장 용량을 포함한다. 또한 NGLs은 파이프라인, 철도, 트럭을 통해 운송된다. NGLs 상거래에 있어 Anand Shukla는 몇 가지 요구 사항을 강조했다.

우선, 상거래 시스템에는 트럭/철도를 통해 냄새 첨가 및 무첨가 프로판, 노말 부탄, 이소 부탄, 천연 가솔린을 적재할 수 있는 유연성이 필요하다.
둘째, 측정 장비는 일반적으로 스키드(skid) 장착이 필수이며, 측정 데이터는 기업의 비즈니스 시스템으로 연결되어 전달될 수 있어야 한다.
셋째, 상거래는 압력 및 온도 보상을 수반하는 API(미국 석유 협회) 상거래 표준에 의거해야만 한다.

로딩 시스템(loading system)의 경우, 운전원의 신분 확인과, 로딩을 시작하고 해당 운전원이 시스템과 상호 작용할 수 있도록 인터페이스를 제공하는 권한 지정이 필요하다.

Anand Shukla는 턴키(turnkey) 방식 NGL 로딩 솔루션에 대한 정보 또한 공유했는데, 사전 설계(upfront design), 프로젝트 관리 및 엔지니어링, 하청 업체 관리, 설치/시운전/교육 훈련/유지 보수 서비스, 지속적인 운영 지원이 여기에 포함된다. 본 솔루션은, 배관 계통, 밸브, 계기, 트랜스미터, 배치(batch) 제어기와 완전히 통합된 스키드로 구성되어 있다. 또한, 이의 설계는 시험을 거쳐 완벽하게 통합되어 있으며, 최대의 정확성, 최고의 성능, 최소의 공간 점유를 구현하도록 최적화되어 있다.

에머슨의 대표적인 NGL 상거래 스키드 기술에는, DL8000 사전 설정 제어기, Fisher 제어 밸브 및 레귤레이터, Micro Motion Coriolis 질량 유량계 및 밀도계, Rosemount 압력 및 온도 트랜스미터, Syncade 물류 소프트웨어, DeltaV 제어 시스템, 위치 리밋 스위치(limit switch), Bettis 밸브 액추에이터가 포함된다. 더불어, 여타 공급 업체의 기술에는 여러 가지 보조 수동 밸브/게이지, 방압 밸브, 안전 연결 커플링(coupling), 접지 감지기, 매체 변환기가 포함된다.

이러한 기술과 라이프사이클 서비스의 결합은, 상거래 시스템의 수명 주기 전반으로 보다 신속한 프로젝트, 단일한 책임 창구, 최적화된 운영, 측정 지속성을 제공할 것이다.
이 글에서 논의된 내용에 관심이 있으신 분들은, Emerson Exchange 365 커뮤니티의 Oil & Gas(오일 및 가스) 트랙을 통해 Anand Shukla를 비롯한 해당 분야 전문가들과 소통 및 교류할 수 있다.

천연 가스의 처리는 불순물의 제거와 건성 가스에서 액화 천연가스(NGLs)를 분리하는 과정을 의미한다. 분리된 구성 성분인 액화 천연가스는 고유한 산업 분야가 별도로 존재하며, 가공되지 않은 원가스 스트림으로부터 추출될 때 그 가치가 더욱 높기 때문에, 천연 가스의 처리는 대단히 중요하다.