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氣體

天然氣生產氦氣的主要方法

星之球激光 來源:廣州世源氣體(ti) 2011-09-07 我要評論(0 )   

1.吸附法 這種方法是根據天然氣中各組分在固體(ti) 吸附劑表麵上吸附能力的差異而將其中的氦氣分離出來。限於(yu) 吸附劑的吸附容量,吸附法一般適用於(yu) 雜質含量小於(yu) 1O 的粗氦精製...

1.吸附法 這種方法是根據天然氣中各組分在固體(ti) 吸附劑表麵上吸附能力的差異而將其中的 氦氣分離出來。限於(yu) 吸附劑的吸附容量,吸附法一般適用於(yu) 雜質含量小於(yu) 1O 的粗氦精製中。近年來發展起來的變壓吸附(PSA)即屬於(yu) 此類改進型。
2.吸收法 選用適當的吸收溶劑 ,在一定的條件下可將沸點比氦氣高的天然氣中的其餘(yu) 組分洗滌吸收除去而提取氦氣。所用的吸收溶劑如液態氟烴、液態烷烴等。
3.擴散法 利用氦氣所具有的高的熱擴散性能,可將天然氣中的氦氣濃縮提取出來。所用的擴散元件通常為(wei) 石英玻璃毛細管,管壁厚度為(wei) 0.025~0.127 mm,內(nei) 徑與(yu) 壁厚之比為(wei) 3~7,操作溫度在400~500。C,操作壓力按具體(ti) 操作條件可以在幾十兆帕到數百兆帕範圍內(nei) 選用。經石英玻璃毛細管擴散提取的氦氣純度相當高,但因所采用的石英玻璃毛細管極細,製作不便,操作時又需要在高溫和相當高的壓差下進行,因此用擴散法規模化提氦尚存在許多限製。
4.膜滲透法 隨著膜材料的發展,膜滲透法提氦展現出越來越好的應用前景。各種氣體(ti) 對膜具有一定的滲透性能,且各種氣體(ti) 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。工業(ye) 上應用的滲透膜應具有:滲透常數大,以保證產(chan) 量並減少所需的膜麵積;分離因子大,使流程簡化;化學、機械和熱的穩定性好,以保持長期的使用性能。膜材對天然氣各組分滲透的選擇性可用分離因子口"來表示。
 5.低溫冷凝法 本方法是目前各國從(cong) 天然氣中提取 氦氣廣泛采用的方法。通常由氣源預處理淨化、粗氦提取及氦氣精製等工序構成。
(1)含氦天然氣預處理淨化
含氦氣源中的H S、CO。、水分,甚至汞等雜質在進入低溫裝置前須淨化處理,以免在低溫下使管道、閥門和設備產(chan) 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、碸胺法。提氦工藝對天然氣中H。S、CO。殘留量要求是:H2s≤4 ppm[1 ppm—M/22.4(mg/m。),M 為(wei) 分子量,下同],CO。≤ 100 ppm。鑒於(yu) 提氦效益考量,應優(you) 選有利於(yu) 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精脫水,脫水深度要求小於(yu) 1 ppm,同時進一步吸附脫除殘餘(yu) 酸性氣體(ti) 。脫汞工藝方法:HgSIV脫汞分子篩可以再生並循環使用,但設備和控製複雜;而浸硫活性炭不能循環使用,需定期更換,但設備和操作簡單。
(2)粗氦提取
天然氣經二次冷凝後製得氦含量為(wei) 6o ~7o的粗氦,冷凝所需冷量由常壓液甲烷、常壓液氮或負壓液甲烷供給。一次冷凝要求無乙烷以上的餾分,二次冷凝要求甲烷含量小於(yu) 1 。同時釜液液烴中的氦含量要小於(yu) 10 ppm,以提高氦氣回收率。
(3)氦氣精製
天然氣中較難液化的氫隨著氦氣的提濃被濃縮在粗氦中,需要在精製前將其除去。工業(ye) 上一般采用催化氧化脫氫法,儲(chu) 氫合金等脫氫工藝也在發展中。小於(yu) 10 ppm 的殘留氫在其後的高壓冷凝吸附過程中與(yu) 氮、少量的甲烷等其他雜質同時除去。冷源一般由常壓液氮提供,可製得純度99.99 以上的 氦氣。其他精製法如洗滌吸收法, 甲烷、丙烷等天然氣組分均可作為(wei) 吸收劑。

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