當(dāng)以加壓凈化空氣為氣源時(shí)，氮?dú)獾榷栊詺怏w被富集成高純度供生產(chǎn)應(yīng)用，由滲透?jìng)?cè)排空的為富氧空氣。氮膜系統(tǒng)可將廉價(jià)的空氣中氮從78%提高到95%以上，可得到99.9%的純氮。

這種制氮方法膜分離制氮在工業(yè)上有不少的應(yīng)用，在實(shí)驗(yàn)室主要用于對(duì)氣體純度要求不特別高的吹掃、保護(hù)、對(duì)氧氣的置換等。這類發(fā)生器的主要優(yōu)點(diǎn)是流量大，同時(shí)壽命長(zhǎng)，且維護(hù)成本極低；缺點(diǎn)是氮?dú)饧兌炔荒苓_(dá)到高純級(jí)，膜組件目前均為進(jìn)口，國內(nèi)不能提供，成本較高，儀器價(jià)格也相對(duì)高。

膜分離制氮膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支，是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法，在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是2010-2017年的事。

膜分離制氮是以空氣為原料，在一定的壓力下，利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮?dú)?。它與上述兩種制氮方法相比，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、體積更小、無切換閥門、操作維護(hù)也更為簡(jiǎn)便、產(chǎn)氣更快、增容更方便等特點(diǎn)，但中空纖維膜對(duì)壓縮空氣清潔度要求更嚴(yán)，膜易老化而失效，難以修復(fù)，需要換新膜，膜分離制氮比較適合氮?dú)饧兌纫笤凇?8%左右的中小型用戶，此時(shí)具有較好功能價(jià)格比；當(dāng)要求氮?dú)饧兌雀哂?8%時(shí)，它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比，價(jià)格要高出30%左右，故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時(shí)，普氮純度一般為98%，因而會(huì)增加純化裝置的制作成本和運(yùn)行成本。

隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，氮?dú)庠诨?、電子、冶金、食品、機(jī)械等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，我國對(duì)氮?dú)獾男枨罅棵磕暌源笥?%的速度增加。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，在平常的狀態(tài)下表現(xiàn)為很大的惰性，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，氮?dú)庠谝苯鸸I(yè)、電子工業(yè)、化工工業(yè)中廣泛的用來作為保護(hù)氣和密封氣，一般保護(hù)氣的純度要求為99.99%，有的要求99.998%以上的高純氮。液氮是一個(gè)較方便的冷源，在食品工業(yè)、事業(yè)以及畜牧業(yè)的貯藏等方面得到越來越普遍的應(yīng)用。在化肥工業(yè)生產(chǎn)合成氨時(shí)，合成氨的原料氣—?dú)?、氮混合氣若用純液氮洗滌精制，可使惰性氣體的含量極微小，一氧化硫和氧的含量不超過20ppm。

制氮膜

隨著油田開發(fā)的不斷深入，在國外，氮?dú)庖驯粡V泛應(yīng)用于油氣井的開采、完井及修井，甚至利用高壓氮?dú)獾亩栊赃M(jìn)體收集和管道系統(tǒng)吹掃，從而防止氣體的燃燒和油田地下管道的腐蝕。在國內(nèi)，氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用起步較晚，到80年代氮?dú)獠砰_始應(yīng)用于油田的開采。經(jīng)過大量的物模、數(shù)模及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，證明注氮?dú)夤に嚰夹g(shù)是切實(shí)可行的。當(dāng)然，先進(jìn)的技術(shù)還需要優(yōu)良的設(shè)備來實(shí)施，由于進(jìn)口設(shè)備成本高、維護(hù)困難，不適于中國油田的現(xiàn)狀。某公司開發(fā)了適于我國油田的中空纖維膜分離制氮注氮設(shè)備。目前，該設(shè)備在油田應(yīng)用2 a多，效果良好。本文分析了制氮設(shè)備在油田開發(fā)中的應(yīng)用及特點(diǎn)。