天然气提氦工艺关键技术研究进展摘要
中国氦气资源匮乏,如何从天然气中高效、低成本提取氦气是缓解氦气资源紧张的主要途径。为此,全面系统梳理归纳了从天然气中提取氦气最常用的3种技术,即低温法、变压吸附法和膜分离法,并介绍了各技术的特点。天然气提纯氦气的方式有很多,工艺设计时需要针对不同原料气组成以及参数对不同的提氦工艺技术进行筛选、集成和具体论证,在保证氦气回收率和纯度前提下,亟需形成提取氦气成本最低的工艺流程。研究结果表明:(1)低温法是通过沸点差异来实现与其他气体的分离,考虑天然气组分及经济性,通常应用在初步的提纯并得到液化天然气;(2)变压吸附法是利用吸附剂对气体的选择性吸附进行分离,通常使用在最终提纯;(3)膜分离法是利用膜根据气体分子大小差异进行分离,由于其能耗低、纯度相对较低等特点通常与其他技术耦合使用,具体选择与实际相结合。结论认为:(1)结合天然气液化联产提出的主动式+被动式新型氦气提取技术,其粗氦回收率超过99%,后续集成其他技术进行纯化,可得到纯度超过99.99%的高纯氦气,该技术既采用了BOG提氦(即被动式提氦)技术,又避免了由于环境影响造成的提氦不连续;(2)通过归纳总结3种提氦工艺的适用范围和阶段,同时提出的主动式+被动式新型天然气提氦耦合天然气液化工艺技术,可以为中国提氦行业的高质量发展提供新思路。
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