Designprincipen för membran-baserad olje- och gasåtervinningsutrustning bygger på de varierande permeationshastigheterna för gasmolekyler genom polymermembran; genom att använda selektiv permeation för att separera och återvinna olje- och gasblandningar, uppnår systemet utsläppsminskning och resursåtervinning.
Membranmaterial uppvisar distinkta löslighet och diffusionskoefficienter för olika gasmolekyler. Flyktiga organiska föreningar (såsom kolväten) har vanligtvis högre löslighet och diffusivitet i membranet jämfört med luftkomponenter; följaktligen, drivna av tryck- eller koncentrationsgradienter, tränger de organiska beståndsdelarna i olje- och gasblandningen företrädesvis igenom membranmaterialet, varigenom gasseparation åstadkommes.
Strukturella konstruktioner använder vanligtvis ihåliga-fiber- eller spirallindade-membranmoduler för att maximera den effektiva membranytan och förbättra separationseffektiviteten. Dessutom balanserar optimering av membranskikttjocklek och porstruktur selektivitet med gasflöde, vilket gör det möjligt för systemet att uppnå hög-bearbetning inom ett kompakt fotavtryck.
När det gäller drift, drivs separationsprocessen i allmänhet av en tryckskillnad-som skapas av kompressorer eller vakuumpumpar över membranet-som säkerställer det kontinuerliga flödet av olja och gas genom membranmodulerna för separation. Kolvätegaser på matarsidan (retentatsidan) samlas upp och återvinns, medan den renade gasen på permeatsidan antingen släpps ut eller utsätts för ytterligare behandling.
Membranseparationsenheter är vanligtvis integrerade med för-förbehandlings-, kompressions- och efter-behandlingsmoduler för att förhindra oljedimma eller partiklar från att äventyra membranets prestanda, samt för att förbättra systemets övergripande stabilitet och livslängd, och därigenom säkerställa kontinuerlig, effektiv olje- och gasåtervinningsoperation.