用天然气生产氦气的方法

天然气生产氦的主要方法。扩散法：利用氦的高热扩散特性，可以浓缩和提取天然气中的氦。所使用的扩散元件通常是石英玻璃毛细管，壁厚为0.025至0.127 mm，内径与壁厚之比为3至7，工作温度为400至500C。可以选择工作压力。根据特定的操作条件，压力范围在几十兆帕至几百兆帕。通过石英玻璃毛细管的扩散而提取的氦气的纯度很高，但是由于使用的石英玻璃毛细管非常薄，因此制造不便，需要在高温高压下进行操作。区别。因此，扩散法被用于大规模的氦气提取。有很多限制。膜渗透法：随着膜材料的发展，通过膜渗透法提取氦气的应用前景越来越好。各种气体对膜具有一定的渗透性，并且各种气体的渗透性不同，因此可以通过渗透法提取天然气中的氦。工业上使用的渗透膜应具有：大的渗透常数，以确保生产并减少所需的膜面积；大的分离系数，以简化工艺；良好的化学，机械和热稳定性，以保持长期性能。膜材料对天然气的每种组分的渗透的选择性可以通过分离系数“ s”表示。吸附法：该方法根据每种组分在固体吸附剂表面的吸附能力差异，从天然气中分离氦气。限于吸附剂的吸附能力，该吸附方法通常适用于杂质含量小于1O的粗氦的纯化。近年来开发的变压吸附属于这种类型的改进。吸收方法：选择合适的吸收溶剂，在一定条件下，可以洗涤，吸收和去除天然气中沸点高于氦气的其余成分，以提取氦气。所使用的吸收溶剂是液态碳氟化合物，液态烷烃等。低温冷凝法：该方法目前在各个国家中广泛用于从天然气中提取氦气。它通常包括气源预处理和纯化，粗氦提取和精炼氦。生产氦气的天然气的步骤：1.预处理含氦天然气以纯化含氦气源中的HS和CO。在进入低温设备之前，必须净化诸如水分甚至汞之类的杂质，以避免低温下管道，阀门和设备中的堵塞，腐蚀和工艺条件恶化。除去酸性气体的常用方法有：醇胺法，热钾法和砜胺法。氦气的提取过程会影响天然气中的H，S，CO。考虑到氦提取的益处，应当优选有利于降低氦提取成本的去除方法。脱水工艺方法：一般选择分子筛从天然气中提取氦气进行精细脱水，要求脱水深度小于1ppm，进一步吸附去除残留的酸性气体。除汞工艺：除汞分子筛可以再生和循环利用，但设备和控制复杂，而硫浸出活性炭不能循环利用，需要定期更换，但设备和操作简单。 2.从天然气中提取粗氦，二次冷凝后可得到氦含量为60％至70％的粗氦。冷凝所需的冷能由大气压液态甲烷，大气压液态氮或负压液态甲烷提供。一次冷凝不需要高于乙烷的馏分，而二次冷凝所需的甲烷含量应小于1。同时，釜液液体烃中的氦含量应小于10ppm，以提高氦的回收率。 3.越难氦精制天然气中的氢不富集，随着氦的富集而浓缩在粗氦中，需要在精制之前将其除去。催化氧化脱氢通常用于工业中，并且脱氢方法例如储氢合金也在开发中。小于10ppm的残留氢与氮，少量的甲烷和其他杂质在随后的高压冷凝和吸附过程中同时被除去。冷源通常由大气液氮提供，可以产生纯度为99.99或更高的高纯度氦气。其他精制方法如洗涤吸收法，甲烷，丙烷和其他天然气组分也可用作吸收剂。