مولد النيتروجين لفصل الأغشية لحقول النفط

تستخدم وحدة الغشاء تقنية غشاء الألياف المجوفة غير المتماثلة لفصل النيتروجين عن الهواء المضغوط وتخصيبه. يحتوي الهواء على 78% نيتروجين، و21% أكسجين، و0.9% أرجون، و0.1% مكونات أخرى. تُنتج وحدة الغشاء نيتروجينًا عالي الجودة باستخدام مبدأ النفاذية الانتقائية. تذوب مكونات الغاز المختلفة وتنتشر في الغشاء، مُشكلةً معدلات نفاذية فريدة. الأكسجين غاز سريع الذوبان، يذوب ويتخلل جدار الغشاء بسرعة، بينما يتدفق النيتروجين على طول التجويف الداخلي لخيوط الألياف، مُشكلًا تيارًا غازيًا مُخصبًا بالنيتروجين. يتخلل تيار الغاز المُخصب بالأكسجين، أو الغاز المُتخلل، الغشاء عند الضغط الجوي، ويُنفَّس. القوة الدافعة للفصل هي فرق الضغط الجزئي المُتشكل بين التجاويف الداخلية والخارجية للغشاء بواسطة مكونات الغاز المختلفة.

عملية تدفق:

يُجفف الهواء المضغوط بواسطة مجفف مُبرّد أو مجفف امتزاز، ثم يُنقّى عبر مُرشّح. يُسخّن الهواء المُنقّى إلى درجة حرارة مُحدّدة بواسطة سخان كهربائي، ثم يدخل أخيرًا إلى حزم الألياف المجوفة في فاصل غشائي. تحت الضغط، يتغلغل بخار الماء والأكسجين بسرعة عبر جدار الغشاء، بينما يتغلغل النيتروجين ببطء ويُحتجز. بفضل نظام التحكم في النقاء، يُطرد النيتروجين غير المؤهل، ويُستخدم النيتروجين المؤهل في الإنتاج.

يتكون مولد النيتروجين الغشائي من وحدة غشاء من الألياف المجوفة، وجهاز لتنقية الهواء، ونظام لتسخين الهواء، وجهاز حماية النظام، ونظام كشف نقاء التدفق المباشر، وأجهزة تحكم وكهرباء. وظائف كل جهاز موضحة أدناه.

1. مجموعة أغشية الألياف المجوفة: الاستفادة من تقنية أغشية الألياف المجوفة غير المتماثلة لفصل النيتروجين وتخصيبه من الهواء المضغوط.

2. جهاز تنقية الهواء: يقوم بإزالة جميع مكونات الزيت من الهواء المضغوط، مما يحقق محتوى زيت يبلغ 0 جزء في المليون، ويزيل الجزيئات الصلبة والسائلة التي يزيد حجمها عن 0.01 ميكرومتر.

٣. نظام تسخين الهواء: يجب أن تعمل وحدة الغشاء عند درجة حرارة معينة لتحقيق معدل إنتاج غاز مناسب. لذلك، يُركّب سخان هواء كهربائي مزود بتحكم تلقائي في درجة الحرارة في خط أنابيب المدخل. يتم التحكم في درجة الحرارة بواسطة مقاوم حراري، ويتم ضبط خرج التحكم في درجة الحرارة تلقائيًا وفقًا لمعرف التكامل التفاضلي والتكاملي (PID).

٤. جهاز حماية النظام: يُستخدم هذا الجهاز بشكل أساسي لحماية وحدة الغشاء. على سبيل المثال، يمنع تلف وحدة الغشاء بسبب ارتفاع درجات الحرارة.

5. نظام الكشف عن النقاء ومعدل التدفق عبر الإنترنت: يكتشف محلل النيتروجين محتوى الأكسجين في النيتروجين عبر الإنترنت، بينما يقيس مقياس التدفق معدل تدفق النيتروجين عبر الإنترنت.