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深冷法:
此法是先將空氣壓縮、冷卻,并使空氣液化,利用氧、氮組分的沸點的不同(在大氣壓下氧的沸點為90K,氮的沸點為77K),在精餾塔的塔盤上使氣、液接觸,進(jìn)行質(zhì)、熱交換,高沸點的氧不斷從蒸汽中冷凝成液體,低沸點的氮不斷的轉(zhuǎn)入蒸汽中,使上升的蒸汽中含氮量不斷提高,而下流液體中含氧量越來越高,從而使氧、氮分離,得到氮氣或氧氣。此法是在120K以下的溫度條件下進(jìn)行的,故稱為深冷法空氣分離。
制氮膜
隨著油田開發(fā)的不斷深入,在國外,氮氣已被廣泛應(yīng)用于油氣井的開采、完井及修井,甚至利用高壓氮氣的惰性進(jìn)體收集和管道系統(tǒng)吹掃,從而防止氣體的燃燒和油田地下管道的腐蝕。在國內(nèi),氮氣在油田的應(yīng)用起步較晚,到80年代氮氣才開始應(yīng)用于油田的開采。經(jīng)過大量的物模、數(shù)模及現(xiàn)場試驗,證明注氮氣工藝技術(shù)是切實可行的。當(dāng)然,先進(jìn)的技術(shù)還需要優(yōu)良的設(shè)備來實施,由于進(jìn)口設(shè)備成本高、維護(hù)困難,不適于中國油田的現(xiàn)狀。某公司開發(fā)了適于我國油田的中空纖維膜分離制氮注氮設(shè)備。目前,該設(shè)備在油田應(yīng)用2 a多,效果良好。本文分析了制氮設(shè)備在油田開發(fā)中的應(yīng)用及特點。
膜法空分制氮的優(yōu)點
(1)能耗低:超細(xì)化的中空纖維膜具有極高的分離性能和很大的比表面積,制氮的氮氣回收率極高,比其它空分技術(shù)制氮的能耗要少15~25%。
(2)可靠性高:中空纖維膜制氮系統(tǒng)不象其它空分設(shè)備,沒有移動的部件,靜態(tài)運行,只需甚少保養(yǎng),連續(xù)運行安全可靠。
(3)壽命長:使用壽命可達(dá)6-8年以上。
(4)技術(shù)可靠:有數(shù)千套設(shè)備在世界各地運行,使用效果良好。
(5)操作彈性大:若需增加氮氣產(chǎn)量,只需增加膜分離器即可,這是其它技術(shù)所的,此外、采用膜分離技術(shù)生產(chǎn)氮氣時,產(chǎn)品氣的濃度與產(chǎn)氣量是連續(xù)可調(diào)的。
(6)體積小、重量輕:由于膜分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,故不需基建投資,安裝費用低。
(7)低:膜分離過程可以將氧氣和水蒸氣同時分離出去,所以氮氣產(chǎn)品的低。
(8)瞬間啟動:開停車既方便又迅速,操作簡便。
(9)自動化程度高:產(chǎn)品氣的濃度和產(chǎn)量、溫度和壓力按要求均可以自動控制。
(10)對環(huán)境無要求:因無明火操作,可在惡劣工況、有氣氛下工作。
(11) 按客戶要求設(shè)計,以滿足客戶不同要求.