Comment séparer l'azote du méthane dans un contexte industriel?

La séparation de l'azote (N2) du méthane (CH4) dans un contexte industriel peut être réalisée par plusieurs méthodes, en fonction des caractéristiques spécifiques du mélange gazeux et des exigences de pureté. Voici quelques-unes des techniques les plus couramment utilisées :

1. **Distillation cryogénique** : Cette méthode implique le refroidissement du mélange gazeux à des températures très basses, où les différents gaz se liquéfient à des températures différentes. L'azote, qui a un point d'ébullition plus bas que le méthane, s'évapore en premier, permettant ainsi sa séparation.

2. **Adsorption par changement de pression (PSA)** : La PSA utilise des matériaux adsorbants comme les tamis moléculaires (zéolithes) qui ont la capacité de retenir sélectivement certains gaz sous une certaine pression. En réduisant la pression, le gaz adsorbé est relâché. Cette méthode peut être conçue pour capturer l'azote, laissant le méthane dans le flux de gaz.

3. **Membranes de séparation des gaz** : Les membranes sont des barrières sélectives qui permettent le passage de certains gaz tout en en bloquant d'autres. Dans le cas de la séparation N2/CH4, une membrane qui est plus perméable à l'azote qu'au méthane peut être utilisée. Le processus crée deux flux : un perméat enrichi en azote et un rétentat enrichi en méthane.

4. **Absorption** : Cette technique utilise un solvant liquide qui a une affinité pour l'un des composants du mélange gazeux. L'azote ou le méthane peut être préférentiellement absorbé dans le liquide, puis récupéré par une étape de régénération du solvant.

5. **Adsorption sur lit fluidisé** : Cette technique utilise la capacité des solides granulaires à adsorber les gaz. Le lit fluidisé est souvent mis en œuvre dans des cycles d'adsorption/désorption pour récupérer les gaz séparés.

Pour choisir la technique de séparation la plus appropriée, il faut considérer les paramètres de process tels que la concentration des gaz, le débit requis, la pureté requise des produits séparés, les coûts d'exploitation et d'investissement, ainsi que la disponibilité des infrastructures.

En ce qui concerne les produits, les instruments de mesure de pression comme le DMSU21SA peuvent être utilisés dans les applications de traitement par séparation des gaz pour surveiller la pression dans les différents compartiments du processus, garantissant ainsi un fonctionnement optimal et sécurisé. Il est important de noter qu'un tel instrument doit être compatible avec les conditions de process, notamment la présence de gaz corrosifs, hautes/basses températures, ou la nécessité de stérilisation en place dans des contextes comme la pharmacie ou l'alimentaire aseptique.

Pour optimiser et contrôler les processus de séparation des gaz, il est également possible de recourir à des capteurs et des systèmes d'automatisation avancés qui permettent une surveillance en temps réel et un ajustement précis des paramètres de processus, tels que la pression, la température et le débit. Ces systèmes peuvent également être intégrés à des protocoles de communication industriels, comme HART®, pour une gestion centralisée