目的 目前国内天然气提氦虽能降低能耗,但仍存在氦气产品纯度低、设备众多、流程复杂等问题。为此,开发一种高效低耗的联产工艺,提升产品纯度并简化流程。方法 提出了一种单塔加两级分离器配合混合冷剂制冷的联产工艺,通过深冷塔和分离器实现了氦气的逐级提纯,并利用支持向量机(SVM)配合改进海鸥算法(ISOA)实现了工艺关键参数和指标的优化。结果 该工艺只有氦气和LNG两种产品,整个流程形成闭环控制,氦气产品纯度(以摩尔分数计)可超80%,优于文献报道;总能耗与所有关键参数相关,LNG液化率与深冷塔的参数设置有关,氦气收率和氦气产品纯度与深冷塔和两级分离器的参数设置有关;ISOA-SVM模型在总能耗、LNG液化率、氦气收率和氦气产品纯度预测结果上的相对误差分别为0.54%、0.98%、0.63%和0.69%,优于其余对比模型,具有较强的泛化能力和鲁棒性;优化后总能耗可在现有基础上降低16.21%,氦气收率可达97.06%,氦气产品纯度可达85.09%。结论 该工艺通过低温精馏即可得到高收率高纯度的氦气,工艺综合性能优势明显。