[发明专利]移动式氮维护供应系统

说明书

本发明涉及一种用于向多种工业维护应用诸如例如处理单元干燥、管道吹扫、反应器冷却、容器惰化、管道置换提供氮(N2)的新型集成系统。

技术领域

本发明涉及一种用于向多种工业维护应用诸如例如处理单元干燥、管道吹扫、反应器冷却、容器惰化、管道置换等提供氮(N2)的系统。这些维护应用需要N₂持续短时间段，该时间段在单天至几周(最多90天)的任何时间范围内，每次应用具有不同的流量、压力、温度和纯度要求。

背景技术

临时N₂供应的常见来源包括：液态N₂进给拖车安装式泵送器单元(TMPU)和拖车安装式气化器单元(TMVU)、压缩N₂管拖车以及移动式N₂膜生成单元。也可考虑局部的、永久安装的N₂源。然而，除了它们的正常永久需求之外，这些通常无法供应维护应用需要，并且可能具有供应压力或温度失配。

来自液态N₂源的N₂通常被认为是高纯度的，其为大约99.999％纯度，并且来自液态N₂进给TMPU和TMVU的N₂可分别借助压力泵送和压力建立能力以及机载加热器和气化器在一定压力和温度范围上供应。然而，液态N₂输送可能是昂贵的，尤其是在长距离上，并且需要运输器/牵引车拖车的可用性以维持供应。此外，维护提供装置TMPU和TMVU可捆绑数周并且无法用于竞争应用。另一方面，N₂管拖车可供应高纯度和压力，但是具有有限的容量，因此是有用的。移动式N₂膜生成器克服了这些限制中的一些限制，但是可能在N₂容量上受限，尤其是当在其中N₂恢复显著减小的较高纯度要求下操作时。常见临时N₂供应系统的能力示于下表1中。

表1：常见临时氮供应系统

此外，在相关领域中已提出若干其他系统来处置用于短期应用的氮供应。例如，授予Michael的美国专利号6443245描述了一种用由膜或变压吸附(PSA)系统生成的富氮气体维护气井或油井的方法，据称该系统是使用低温氮的常规系统的较便宜且更可靠的替代形式。提供了一个示例，其中需要具有不超过5至8％氧气的90至180kscfh氮的典型钻井操作在1,500至2,000psig下被输送通过增压压缩机。平均维护持续时间报告为5天至2周。然而，Michael并未描述膜或PSA系统的容量能力，并且并未讨论它们相对于维护应用要求的尺寸，也并未讨论它们的仪器利用。此外，Michael并未设想N₂生成器与利用低温N₂的常规移动式供应系统(即，液态N2进给供应系统)的双重使用。

网站https://aglonsite.com/products/gas-products/nitrogen-generation/portable-nitrogen-generators/中一项有述，AGL现场解决方案描述了一种能够以最多90kscfh和最多99.99995％纯度供应N₂气体的移动式N₂PSA系统，该系统对于远程或静止应用是灵活的。然而，本公开不设想移动式N2 PSA与利用低温N₂的常规移动式系统供应的双重使用。