질소 제거 장치
Nitrogen rejection unit질소 제거 장치(NRU)는 기체에서 질소를 선택적으로 제거한다. 이 명칭은 천연가스에서 질소를 제거하는 어떤 시스템에도 적용될 수 있다.
일반적으로 표준 압력에서 하루에 42만 입방미터(1500만 입방피트)를 초과하는 높은 유량 애플리케이션의 경우 극저온 처리가 일반적이다.[1] 이것은 메탄(-161.6°C)과 질소(-195.69°C)의 서로 다른 부피용도를 이용하여 분리를 달성하는 증류 과정이다. 이 과정에서 압축과 증류기둥의 시스템은 가스 혼합물의 온도를 메탄가스를 액화시키고 질소는 그렇지 않을 정도로 급격히 감소시킨다. 소형 애플리케이션의 경우 일련의 열 교환기를 증류 기둥의 대안으로 사용할 수 있다.
소량 가스의 경우 압력 스윙 흡착(PSA)을 활용하는 시스템이 대표적인 분리 방법이다. PSA에서 메탄과 질소는 더 큰 종의 분자 직경에 매우 가까운 개구부 크기의 흡착제를 사용하여 분리할 수 있다. 이 경우 메탄은 3.8 앵스트롬이다. 이것은 질소가 흡착제를 통해 확산될 수 있고, 메탄은 흡착되지 않는 반면, 충만 흡착 부위는 확산될 수 있다는 것을 의미한다. 이로 인해 파이프라인 사양에 맞는 정제된 천연가스 흐름이 발생한다. 흡착제는 재생될 수 있고, 고순도 질소 흐름을 남길 수 있다. PSA는 질소 제거를 위한 유연한 방법으로, 작은 유속과 큰 유속 모두에 적용된다.
다양한 PSA 장치의 작동 조건은 상당히 가변적이다. 공급자에 따라 시스템이 흡착 물질에 손상 없이 최적으로 작동하려면 가스 흐름의 높은 수준의 전처리(수증기 및 중탄화수소 제거)가 필요할 수 있다. 게다가 탄화수소 회수 정도(75% 대 95%)와 순도는 상당히 다를 수 있다. PSA 단위의 경제적 생존가능성은 그러한 요인에 크게 의존할 것이다.
미국 천연가스 매장량의 약 25%는 받아들일 수 없을 정도로 많은 양의 질소를 함유하고 있다. 질소는 불활성이며 천연가스의 부피당 에너지 값을 낮춘다. 그것은 또한 귀중한 메탄에 사용될 수 있는 파이프라인에서 용량을 차지한다.
질소의 파이프라인 사양은 매우 가변적이지만 4% 이하의 질소가 일반적인 사양이다.[citation needed]
참조
외부 링크
추가 읽기
- Kidnay, A. J.; Parrish, William (2006). Fundamentals of Natural Gas Processing. CRC Press. p. 200 ff. ISBN 0-8493-3406-3.
- Valdes, A. R. (1993). "Expanders". In John J. McKetta, William A. Cunningham (ed.). Encyclopedia of Chemical Processing and Design. Vol. 21. CRC Press. ISBN 0-8247-2451-8.
