Unidad de rechazo de nitrógeno

Una unidad de rechazo de nitrógeno (NRU, por sus siglas en inglés) elimina selectivamente el nitrógeno de un gas. Este nombre se puede aplicar a cualquier sistema que elimine el nitrógeno del gas natural .

Para aplicaciones de alto caudal, típicamente superiores a 420 mil metros cúbicos (15 millones de pies cúbicos ) por día a presión estándar , el procesamiento criogénico es la norma. ^{[ 1 ]} Este es un proceso de destilación que utiliza las diferentes volatilidades del metano ( punto de ebullición de −161,6 °C) y el nitrógeno (punto de ebullición de −195,69 °C) para lograr la separación. En este proceso, un sistema de columnas de compresión y destilación reduce drásticamente la temperatura de la mezcla de gases hasta un punto en el que el metano se licúa y el nitrógeno no. Para aplicaciones más pequeñas, se puede utilizar una serie de intercambiadores de calor como alternativa a las columnas de destilación.    

Para volúmenes de gas más pequeños, un sistema que utiliza adsorción por cambio de presión (PSA) es un método de separación más común. En PSA, el metano y el nitrógeno se pueden separar mediante un adsorbente con un tamaño de poro muy cercano al diámetro molecular de la especie más grande, en este caso el metano (3,8 angstroms ). Esto significa que el nitrógeno puede difundirse a través del adsorbente, ocupando los sitios de adsorción, mientras que el metano no. Esto da como resultado una corriente de gas natural purificado que cumple con las especificaciones de la red de gasoductos. Posteriormente, el adsorbente se puede regenerar, obteniendo una corriente de nitrógeno de alta pureza. PSA es un método flexible para la eliminación de nitrógeno, que se puede aplicar tanto a caudales pequeños como grandes.

Las condiciones de operación de las distintas unidades PSA varían considerablemente. Según el proveedor, puede ser necesario un pretratamiento intensivo del flujo de gas (eliminación de vapor de agua e hidrocarburos pesados) para que el sistema funcione de forma óptima y sin dañar el material adsorbente. Además, el grado de recuperación de hidrocarburos (75 % frente a 95 %) y su pureza pueden variar notablemente. La viabilidad económica de cualquier unidad PSA dependerá en gran medida de estos factores.

Se estima que el 25 % de las reservas de gas natural de Estados Unidos contienen cantidades inaceptablemente elevadas de nitrógeno. El nitrógeno es inerte y reduce el valor energético por volumen de gas natural. Además, ocupa capacidad en los gasoductos que podría utilizarse para el metano, un recurso valioso.

Las especificaciones de nitrógeno para los oleoductos varían enormemente, aunque lo habitual es que no contengan más del 4 %.

• Tecnología de rechazo de nitrógeno criogénico de GI Dynamics
• Glosario de la Comisión de Energía de California. Enlace obsoleto archivado el 11/12/2012 en archive.today.
• Tecnología de adsorción por compuerta molecular

• Kidnay, AJ; Parrish, William (2006). Fundamentos del procesamiento del gas natural . CRC Press. pág.  200 y ss. ISBN 0-8493-3406-3.
• Valdes, AR (1993). «Expansores». En John J. McKetta, William A. Cunningham (eds.). Enciclopedia de Procesamiento y Diseño Químico . Vol.  21. CRC Press. ISBN 0-8247-2451-8.