Permeability and selectivity study of natural gas with CO2, N2, and O2 using polyacrylonitrile (PAN) membrane

Un estudio de permeabilidad y selectividad de gas natural con CO2, N2 y O2 usando una membrana de poliacrilonitrilo (PAN)

Aunque el gas natural tiene un amplio intervalo de composiciones, la composición del gas enviado a los consumidores es controlada de forma estricta. Todo gas natural requiere tratamiento para cumplir las especificaciones, y aproximadamente 20% necesita uno estricto antes de ser dirigido a las tuberías de distribución. Se ha logrado la remoción de componentes ácidos y agua por procesos de absorción, tales como sistemas glicol/aminas. Sin embargo, actualmente los procesos de membrana han mostrado ser muy efectivos para llevar a cabo algunas de estas separaciones, especialmente para tratar corrientes de gas de tamaño pequeño y mediano.

En este trabajo se determinó la permeabilidad y la selectividad de CH₄, CO₂, N₂ y O₂ en una membrana polimérica preparada constituida por polvo de poliacrilonitrilo o PAN (8% en peso) y dimetilformaldehido (DMF) como solvente (92% en peso), comercialmente conocida como membrana de poliacrilonitrilo. Se produjo manualmente una hoja delgada de membrana, con un espesor promedio de 0.025 cm, usando un aplicador de cuchilla (casting knife). La prueba de permeabilidad fue conducida mediante una unidad de permeabilidad/permeación donde las tasas de flujo volumétrico del efluente fueron medidas a través de un medidor de flujo tipo bubble soap. El polímero exhibe una alta permeabilidad al metano, comparado con CO₂, N₂ y O₂, así como una alta selectividad a baja presión y altas velocidades de flujo volumétrico.

Bajo la base del mejor ajuste del logaritmo natural de permeabilidad vs. la velocidad entrante de flujo, la membrana PAN debería tener una permeabilidad mayor de metano cuando se aplica una velocidad de flujo de entrada más alta bajo una presión de alimento baja. Para este experimento, la membrana preparada arrojó la mejor lectura de permeabilidad y selectividad a 0,5 bar y 0,3 litros por minuto. Las propiedades de separación de CH₄/CO₂ de este polímero son comparables con aquellos otros tenidos en cuenta para la purificación de gas.

Estudio del nitrógeno en la combustión del gas natural

Study of nitrogen in the combustion of natural gas

El presente documento es un artículo de un estudio realizado del contenido de nitrógeno en el gas natural mediante el uso de herramientas matemáticas en forma de simuladores, para identificar su influencia en el nivel de las emisiones de gases en el escape de las instalaciones de combustión. Los cambios en la composición del gas natural con diferentes concentraciones de N₂ puede ser consecuencia de la introducción de una nueva fuente de gas en el sistema.

Para dicho estudio, fue empleado un modelo de quemador industrial alimentado a 75 kW, a escala de laboratorio, donde la proporción de gas natural y N₂ fue variada. Las concentraciones de los gases de escape y la medición de temperaturas se realizaron para diferentes escenarios, variando el contenido de N₂ v. 1-10% Los resultados han mostrado que la contaminación del gas natural con nitrógeno se ha reducido en el pico de temperaturas de la llama generando, de esta manera, un nivel de emisiones de NO_X mucho menor.