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天然氣生產(chǎn)氦氣的主要方法

2017-08-08  來(lái)自: 安陽(yáng)市廣安氣體有限責(zé)任公司 瀏覽次數(shù):2196
    ? 擴(kuò)散法 利用氦氣所具有的高的熱擴(kuò)散性能,可將天然氣中的氦氣濃縮提取出來(lái)。所用的擴(kuò)散元件通常為石英玻璃毛細(xì)管,管壁厚度為0.025~0.127 mm,內(nèi)徑與壁厚之比為3~7,操作溫度在400~500。C,操作壓力按具體操作條件可以在幾十兆帕到數(shù)百兆帕范圍內(nèi)選用。經(jīng)石英玻璃毛細(xì)管擴(kuò)散提取的氦氣純度相當(dāng)高,但因所采用的石英玻璃毛細(xì)管極細(xì),制作不便,操作時(shí)又需要在高溫和相當(dāng)高的壓差下進(jìn)行,因此用擴(kuò)散法規(guī)?;岷ど写嬖谠S多限制。
    
    ? 膜滲透法 隨著膜材料的發(fā)展,膜滲透法提氦展現(xiàn)出越來(lái)越好的應(yīng)用前景。各種氣體對(duì)膜具有一定的滲透性能,且各種氣體的滲透性能各不相同,因而可以利用滲透法將天然氣中的氦氣提取出來(lái)。工業(yè)上應(yīng)用的滲透膜應(yīng)具有:滲透常數(shù)大,以保證產(chǎn)量并減少所需的膜面積;分離因子大,使流程簡(jiǎn)化;化學(xué)、機(jī)械和熱的穩(wěn)定性好,以保持長(zhǎng)期的使用性能。膜材對(duì)天然氣各組分滲透的選擇性可用分離因子口"來(lái)表示。 

    ?  吸附法 這種方法是根據(jù)天然氣中各組分在固體吸附劑表面上吸附能力的差異而將其中的 氦氣分離出來(lái)。限于吸附劑的吸附容量,吸附法一般適用于雜質(zhì)含量小于1O 的粗氦精制中。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的變壓吸附(PSA)即屬于此類(lèi)改進(jìn)型。

    ? 吸收法 選用適當(dāng)?shù)奈杖軇?,在一定的條件下可將沸點(diǎn)比氦氣高的天然氣中的其余組分洗滌吸收除去而提取氦氣。所用的吸收溶劑如液態(tài)氟烴、液態(tài)烷烴等。

    ? 低溫冷凝法 本方法是目前各國(guó)從天然氣中提取 氦氣廣泛采用的方法。通常由氣源預(yù)處理凈化、粗氦提取及氦氣精制等工序構(gòu)成。
1、含氦天然氣預(yù)處理凈化
    含氦氣源中的H S、CO。、水分,甚至汞等雜質(zhì)在進(jìn)入低溫裝置前須凈化處理,以免在低溫下使管道、閥門(mén)和設(shè)備產(chǎn)生堵塞、腐蝕和惡化工藝條件。常用的酸氣脫除方法有:醇胺法、熱鉀堿法、砜胺法。提氦工藝對(duì)天然氣中H。S、CO。殘留量要求是:H2s≤4 ppm[1 ppm—M/22.4(mg/m。),M 為分子量,下同],CO。≤ 100 ppm。鑒于提氦效益考量,應(yīng)優(yōu)選有利于降低提氦成本的脫除方法。脫水工藝方法:天然氣提氦一般選擇分子篩來(lái)精脫水,脫水深度要求小于1 ppm,同時(shí)進(jìn)一步吸附脫除殘余酸性氣體。脫汞工藝方法:HgSIV脫汞分子篩可以再生并循環(huán)使用,但設(shè)備和控制復(fù)雜;而浸硫活性炭不能循環(huán)使用,需定期更換,但設(shè)備和操作簡(jiǎn)單。
2、粗氦提取
    天然氣經(jīng)二次冷凝后制得氦含量為6o ~7o的粗氦,冷凝所需冷量由常壓液甲烷、常壓液氮或負(fù)壓液甲烷供給。一次冷凝要求無(wú)乙烷以上的餾分,二次冷凝要求甲烷含量小于1 。同時(shí)釜液液烴中的氦含量要小于10 ppm,以提高氦氣回收率。
3、氦氣精制
    天然氣中較難液化的氫隨著氦氣的提濃被濃縮在粗氦中,需要在精制前將其除去。工業(yè)上一般采用催化氧化脫氫法,儲(chǔ)氫合金等脫氫工藝也在發(fā)展中。小于10 ppm 的殘留氫在其后的高壓冷凝吸附過(guò)程中與氮、少量的甲烷等其他雜質(zhì)同時(shí)除去。冷源一般由常壓液氮提供,可制得純度99.99 以上的高純氦氣。其他精制法如洗滌吸收法, 甲烷、丙烷等天然氣組分均可作為吸收劑。
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產(chǎn)品展示

  • 氬氣
  • 液氮
  • 高純氮

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