窒素除去ユニット

窒素除去装置( NRU)は、ガスから窒素を選択的に除去します。この名称は、天然ガスから窒素を除去するあらゆるシステムに適用できます。

標準圧力で1日あたり42万立方メートル（1500万立方フィート）を超える高流量用途では、極低温処理が標準です。^[1]これは、メタン（沸点-161.6℃）と窒素（沸点-195.69℃）の異なる揮発性を利用して分離を実現する蒸留プロセスです。このプロセスでは、圧縮塔と蒸留塔のシステムにより、ガス混合物の温度がメタンが液化して窒素が液化しない温度まで大幅に低下します。より小規模な用途では、蒸留塔の代わりに一連の熱交換器が使用される場合があります。

ガスの量が少ない場合、圧力スイング吸着(PSA)を使用するシステムが、より一般的な分離方法です。PSA では、メタン (この場合はメタン) の分子直径 (3.8オングストローム) に非常に近い開口部サイズを持つ吸着剤を使用して、メタンと窒素を分離できます。つまり、窒素は吸着剤を拡散して吸着部位を満たすことができますが、メタンはそうではありません。その結果、パイプラインの仕様に適合する精製された天然ガス ストリームが得られます。その後、吸着剤を再生して、非常に純粋な窒素ストリームを残すことができます。PSA は窒素除去の柔軟な方法であり、小流量と大流量の両方に適用されます。

各種 PSA ユニットの動作条件は、かなり多様です。ベンダーによっては、システムが最適に動作し、吸着剤に損傷を与えることなく動作するために、ガス ストリームの高度な前処理 (水蒸気と重質炭化水素の除去) が必要になる場合があります。さらに、炭化水素の回収率 (75% 対 95%) と純度も大幅に異なります。PSA ユニットの経済的実現可能性は、このような要因に大きく左右されます。

米国の天然ガス埋蔵量の推定 25% には、許容できないほどの多量の窒素が含まれています。窒素は不活性であり、天然ガスの体積あたりのエネルギー価値を低下させます。また、貴重なメタンに使用できるパイプラインの容量を占有します。

パイプラインの窒素の仕様は非常に多様ですが、窒素含有量が 4% 以下であることが標準的な仕様です。^{[引用が必要]}

• GI Dynamics 極低温窒素除去技術
• カリフォルニア州エネルギー委員会用語集
• 分子ゲート吸着技術

• Kidnay, AJ; Parrish, William (2006)。天然ガス処理の基礎。CRC Press。p. 200 ff. ISBN 0-8493-3406-3。
• Valdes, AR (1993)。「エキスパンダー」。John J. McKetta、William A. Cunningham (編)。化学処理および設計百科事典。第 21 巻。CRC プレス。ISBN 0-8247-2451-8。