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氦氣是如何產(chǎn)生的 天然氣生產(chǎn)氦氣的主要方法

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2022-09-14 09:24:00【

 氦不能在工業(yè)中生產(chǎn),只能純化。在物理實(shí)驗(yàn)中,它可以通過原子衰變獲得,但數(shù)量非常少。理論上,它可以從空氣中提取,但由于空氣中的氦含量太稀,可以從工業(yè)中含有約0.5%氦的天然氣中通過分離、精煉和純化獲得氦。天然氣分離制氦法是主要的工業(yè)提氦方法:在工業(yè)中,主要以含氦天然氣為原料,通過反復(fù)液化和分餾獲得純氦,然后用活性炭吸附凈化。

天然氣制氦的主要工藝

擴(kuò)散法利用氦的高熱擴(kuò)散率從天然氣中濃縮和提取氦。所使用的擴(kuò)散元件通常為石英玻璃毛細(xì)管,壁厚為0.025-0.127mm,內(nèi)徑與壁厚之比為3-7,工作溫度為400-500℃,工作壓力根據(jù)具體工作條件為幾十至幾百M(fèi)PA。通過石英玻璃毛細(xì)管擴(kuò)散提取的氦的純度相當(dāng)高,但由于所使用的石英玻璃毛細(xì)管非常薄,制造非常不方便,并且操作必須在高溫和相當(dāng)高的壓差下進(jìn)行,因此在擴(kuò)散定律的使用中仍然存在許多限制,以模擬氦提取。

膜滲透過程隨著膜材料的發(fā)展,膜滲透技術(shù)在氦萃取中顯示出越來越好的應(yīng)用前景。不同的氣體對(duì)膜具有一定的滲透性,不同氣體的滲透性不同,因此天然氣中的氦可以通過滲透提取。工業(yè)應(yīng)用的滲透膜應(yīng)具有以下特點(diǎn):滲透常數(shù)大,以確保性能并減少所需的膜面積;大的分離系數(shù)簡(jiǎn)化了工藝;良好的化學(xué)、機(jī)械和熱穩(wěn)定性,以保持長(zhǎng)期性能。膜材料對(duì)天然氣組分滲透的選擇性可用分離因子表示。

該方法包括根據(jù)固體吸附劑表面上各組分吸附能力的差異從天然氣中分離氦。由于吸附劑的吸附能力有限,吸附工藝通常適用于雜質(zhì)含量低于10的粗氦的精制。這種改進(jìn)型包括近年來開發(fā)的變壓吸附(PSA)。

吸收方法選擇合適的吸收溶劑。在某些條件下,沸點(diǎn)高于氦的天然氣中的剩余組分可以被清洗、吸收和去除,以提取氦。使用的吸收性溶劑,如液體氟碳化合物、液體石蠟等。

低溫冷凝法這種方法在各國(guó)廣泛用于從天然氣中提取氦。通常包括氣源預(yù)處理和凈化、粗氦提取和氦精煉。

1.含氦天然氣的預(yù)處理和凈化

氦氣源中的H2S、Co、水分、甚至汞和其他雜質(zhì)在進(jìn)入低溫裝置之前必須進(jìn)行清潔,以避免管道、閥門和設(shè)備在低溫下堵塞、腐蝕和工藝條件惡化。一般的酸性氣體去除方法包括醇胺法、熱鉀法和磺胺法。氦萃取工藝對(duì)H2S的影響CO殘留物的要求為:H2S≤4 ppm[1 ppm.M/22.4(mg/M)式中,M為分子量,相同向下,CO≤100ppm。鑒于氦提取的好處,應(yīng)優(yōu)化有助于降低氦提取成本的提取方法。脫水方法:從天然氣中提煉和脫水氦氣一般選用分子篩,脫水深度必須小于1ppm。同時(shí),殘留的酸性氣體被進(jìn)一步吸附和去除。脫汞工藝:hgsiv脫汞分子篩可以再生和回收,但設(shè)備和控制復(fù)雜;浸硫活性炭不能回收,需要定期更換,但設(shè)備和操作簡(jiǎn)單。

 

 

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