Gerador de nitrogênio por separação por membrana para campos de petróleo

O módulo de membrana utiliza tecnologia de membrana de fibra oca assimétrica para separar e enriquecer o nitrogênio do ar comprimido. O ar contém 78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 0.9% de argônio e 0.1% de outros componentes. O módulo de membrana produz nitrogênio qualificado utilizando o princípio de permeação seletiva. Vários componentes do gás se dissolvem e se difundem na membrana, formando suas próprias taxas de permeação exclusivas. O oxigênio é um gás rápido, que se dissolve e permeia rapidamente através da parede da membrana, enquanto o nitrogênio ainda flui ao longo da cavidade interna dos filamentos de fibra, formando uma corrente de gás enriquecida com nitrogênio. A corrente de gás enriquecida com oxigênio ou gás permeado permeia para fora da membrana à pressão atmosférica e é ventilada. A força motriz para a separação é a diferença de pressão parcial formada entre as cavidades interna e externa da membrana pelos vários componentes do gás.

Fluxo de processo:

O ar comprimido é seco por um secador refrigerado ou por adsorção e, em seguida, purificado por meio de um filtro. O ar purificado é aquecido a uma temperatura definida por um aquecedor elétrico e, por fim, entra nos feixes de fibras ocas de um separador de membrana. Sob pressão, o vapor d'água e o oxigênio penetram rapidamente através da parede da membrana, enquanto o nitrogênio penetra lentamente e é retido. Sob a ação do sistema de controle de pureza, o nitrogênio não qualificado é liberado e o nitrogênio qualificado é utilizado na produção.

O gerador de nitrogênio por membrana compreende um módulo de membrana de fibra oca, um dispositivo de filtragem de ar, um sistema de aquecimento de ar, um dispositivo de proteção do sistema, um sistema de detecção de pureza de fluxo on-line e dispositivos de controle e elétricos. As funções de cada dispositivo são descritas abaixo.

1. Grupo de membrana de fibra oca: Utilizando tecnologia de membrana de fibra oca assimétrica para separar e enriquecer nitrogênio do ar comprimido.

2. Dispositivo de filtragem de ar: remove todos os componentes de óleo do ar comprimido, atingindo um teor de óleo de 0 ppm e elimina partículas sólidas e líquidas maiores que 0.01 μm.

3. Sistema de aquecimento de ar: O módulo de membrana precisa operar a uma determinada temperatura para atingir uma taxa de produção de gás adequada. Portanto, um aquecedor elétrico de ar com controle automático de temperatura é instalado na tubulação de entrada. O controle de temperatura é detectado por um resistor térmico, e a saída do controle de temperatura é ajustada automaticamente de acordo com o PID.

4. Dispositivo de proteção do sistema: Este dispositivo serve principalmente para proteger o módulo de membrana. Por exemplo, ele evita danos ao módulo de membrana devido a altas temperaturas.

5. Sistema de detecção on-line de pureza e vazão: O analisador de nitrogênio detecta o conteúdo de oxigênio no nitrogênio on-line, enquanto o medidor de vazão mede a vazão de nitrogênio on-line.