天然气生产氦气的主要方法
扩散法:
膜渗透法:
吸附法:
吸收法:
天然气生产氦气的程序:
1. 含氦天然气预处理净化
含氦气源中的H S、CO。、水分,甚至汞等杂质在进入低温装置前须净化处理,以免在低温下使管道、阀门和设备产生堵塞、腐蚀和恶化工艺条件。常用的酸气脱除方法有:醇胺法、热钾碱法、砜胺法。提氦工艺对天然气中H,S,CO。鉴于提氦效益考量,应优选有利于降低提氦成本的脱除方法。脱水工艺方法:天然气提氦一般选择分子筛来精脱水,脱水深度要求小于1 ppm,同时进一步吸附脱除残余酸性气体。脱汞工艺方法:脱汞分子筛可以再生并循环使用,但设备和控制复杂;而浸硫活性炭不能循环使用,需定期更换,但设备和操作简单。
2. 粗氦提取
天然气经二次冷凝后制得氦含量为60 ~70%的粗氦,冷凝所需冷量由常压液甲烷、常压液氮或负压液甲烷供给。一次冷凝要求无乙烷以上的馏分,二次冷凝要求甲烷含量小于1 。同时釜液液烃中的氦含量要小于10 ppm,以提高氦气回收率。
3. 氦气精制
天然气中较难液化的氢随着氦气的提浓被浓缩在粗氦中,需要在精制前将其除去。工业上一般采用催化氧化脱氢法,储氢合金等脱氢工艺也在发展中。小于10 ppm 的残留氢在其后的高压冷凝吸附过程中与氮、少量的甲烷等其他杂质同时除去。冷源一般由常压液氮提供,可制得纯度99.99 以上的高纯氦气。其他精制法如洗涤吸收法, 甲烷、丙烷等天然气组分均可作为吸收剂。