由天然气生产氦气的方法

天然气扩散法生产氦气的主要方法：利用氦气的高热扩散性能可以浓缩和提取天然气中的氦气。所使用的扩散元件通常是石英玻璃毛细管，其管壁厚度为0.025至0.127 mm，内径与壁厚之比为3至7，工作温度为400至500。C。根据具体的操作条件，从数十MPa至数百MPa中选择。通过石英玻璃的毛细管扩散而提取的氦气的纯度很高，但是由于所使用的石英玻璃毛细管非常薄，因此制造不便，并且需要在高温和操作期间相对较高的压差下进行。 。有很多限制。膜渗透法：随着膜材料的发展，用于氦气萃取的膜渗透法具有越来越好的应用前景。各种气体对膜具有一定的渗透性，并且每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气。工业应用的渗透膜应具有：大的渗透常数，以确保产量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。膜渗透天然气组分的选择性可以通过分离因子“ s”表示。吸附法：该方法根据每种组分在固体吸附剂表面上的吸附能力的差异来分离天然气中的氦气。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10的粗氦精制。近年来开发的变压吸附属于这种改进。吸收方法：选择适当的吸收溶剂，在一定条件下，可以洗涤并吸收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。它通常由诸如气源预处理纯化，粗氦提取和氦纯化之类的过程组成。天然气生产过程：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，必须净化水，汞甚至汞之类的杂质，以免在低温下引起堵塞，腐蚀和工艺条件恶化。常用的酸性气体去除方法有：醇胺法，热钾碱法，砜胺法。氦气萃取过程对天然气中的H，S和CO有效。考虑到氦提取效率的考虑，应当优选有利于降低氦提取成本的去除方法。脱水方法：一般采用分子筛对天然气中的氦进行精细脱水，脱水深度要求小于1ppm，同时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使用，但设备和控制复杂，浸有硫的活性炭无法循环使用，需要定期更换，但设备和操作简单。 2.粗氦的提取天然气是通过二次冷凝而产生的，其粗氦的含量为60％至70％。冷凝所需的冷能由常压液态甲烷，常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，而二次冷凝需要少于1个甲烷含量。同时，釜液的液态烃中的氦含量应小于10 ppm，以提高氦的回收率。 3.难以将氦气中的氢液化精炼天然气与氦气一起浓缩在粗氦中浓度，需要在精制之前将其除去。工业上通常使用催化氧化脱氢，并且也正在开发脱氢方法，例如储氢合金。在随后的高压冷凝吸附过程中，不到10 ppm的残留氢与其他杂质（如氮和少量甲烷）同时被除去。冷源通常由常压液氮提供，该液氮可以产生纯度超过99.99的高纯度氦气。其他精制方法，例如洗涤和吸收方法，天然气成分，例如甲烷和丙烷，可以用作吸收剂。