一种可脱除氖的氦精制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可脱除氖的氦精制装置，它包括低温精馏、催化脱氢、吸附脱水、冷凝分离、PSA提氦、低温吸附等单元，所述低温精馏单元原料气入口与原料气管道相连；液氮经阀一、管道一与低温精馏单元液氮入口相连；低温精馏单元设有氮气放空口；低温精馏单元分离原料气中的甲烷生产甲烷；低温精馏单元一级粗氦气出口与返回气管路汇合后，再与催化脱氢单元入口相连。入口相连。入口相连。

【技术实现步骤摘要】
一种可脱除氖的氦精制装置


[0001]本技术涉及氦气提纯
，具体涉及一种可脱除氖的氦精制装置。

技术介绍

[0002]氦气为一种稀有战略资源，高纯氦在军工、医疗、半导体、超导、深低温制冷等领域应用广泛，我国氦资源匮乏，价格昂贵，很大程度上依赖进口，尤其在受复杂国际形势的影响，容易受制于人，所以亟需高收率、高纯度、经济性好，特别是可深度脱氢、脱氖的氦精制装置。
[0003]中国技术专利CN 111547691 A“一种氢含量高的BOG气体提氦的设备及工艺”，经多级膜分离提氦。存在以下问题：1.须增设多台压缩机，投资大、能耗高；2.氢分子和氦分子难以通过膜分离实现，催化脱氢后剩余微量氢，会逐级浓缩，影响氦的纯度，无法生产＞99.999%高纯；3.无脱氖功能。
[0004]中国技术专利CN 114314534A
ꢀ“
一种天然气提氦工艺”，加氧除氢至氢含量＜1ppm，再脱水，在加压至19～20MPa脱氮。存在以下问题：1.运行压力高，投资、运行成本高、设备、仪表选型困难；2.脱氮后，氢气会浓缩，影响氦的纯度，无法生产＞99.999%高纯氦；3.催化脱氢，氢浓度高，反应温度高，安全性低；4.无脱氖功能。
[0005]目前各种提氦装置，原料气组分中没有考虑氖气，没有氖脱除的工艺方法。根据《纯氦、高纯氦和超纯氦》GB/T4844
‑
2011规定，高纯氦中氖含量＜4ppm，超纯氦中氖含量＜1ppm。因此标准要求，需考虑脱氖工艺。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种可脱除氖的氦精制装置，以解决现有技术中提氦装置和工艺投资、运行成本高且无脱氖功能的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
[0008]本技术提供的一种可脱除氖的氦精制装置，包括低温精馏单元、催化脱氢单元、吸附脱水单元、冷凝分离单元、PSA提氦单元、低温吸附单元。
[0009]进一步的，所述低温精馏单元原料气入口与原料气管道相连；液氮经阀一、管道一与低温精馏单元液氮入口相连；低温精馏单元设有氮气放空口；低温精馏单元分离原料气中的甲烷生产甲烷；低温精馏单元一级粗氦气出口与返回气管路汇合后，再与催化脱氢单元入口相连。
[0010]进一步的，所述催化脱氢单元氧气入口与氧气管路相连；催化脱氢单元二级粗氦气出口与吸附脱水单元入口相连。
[0011]进一步的，所述吸附脱水单元再生气出口与增压机一入口相连，增压机一出口与一级粗氦气管路相连，进入催化脱氢单元；吸附脱水单元三级粗氦气出口与冷凝分离单元入口相连。
[0012]进一步的，所述冷凝分离单元四级粗氦气出口与PSA提氦单元入口相连；液氮通过
阀二、管道二与冷凝分离单元液氮入口相连；冷凝分离单元设有真空泵，用于放空氮气，还设有分离罐一，用于分离粗氦气，进入下一单元，其余杂质气体则通过节流阀一进入分离罐二，冷凝分离单元回收气出口与增压机二入口相连。
[0013]进一步的，所述PSA提氦单元纯氦气出口分为两股，一股与阀三相连，生产纯氦，另一股经阀四与低温吸附单元入口相连；PSA提氦单元解析气出口与增压机二入口相连，增压机二出口与一级粗氦气管路汇合相连，进入催化脱氢单元。
[0014]进一步的，所述低温吸附单元用于生产高纯氦；冷源与低温吸附单元入口相连，通过换热器二产生复热气，复热气与低温吸附单元出口相连，纯氦气经过换热器二进入低温吸附器产生高纯氦气。
[0015]进一步的，还包括控制系统；阀一、阀二、阀三、阀四均为电磁阀；所述的控制系统分别与低温精馏单元、催化脱氢单元、吸附脱水单元、冷凝分离单元、PSA提氦单元、低温吸附单元、阀一、阀二、阀三、阀四、增压机一、增压机二电连接。
[0016]基于上述技术方案，本技术实施例至少可以产生如下技术效果：
[0017]（1）本技术低温吸附单元，解决深度脱氢及脱氖问题，从而制得≥99.999%的高纯氦。
[0018]（2）本技术冷凝分离单元+PSA提氦单元，解决收率低，以及高压运行等问题，降低设备、仪表投资，提高装置运行经济性及安全性。
[0019]（3）本技术再生气、回收气、解析气回收利用，提高氦收率，降低催化脱氢反应氢浓度，降低反应温度，无需再单独增加循环压缩机，解决氦收率低，催化脱氢反应温度高等问题。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本技术实施例1的工艺示意图；
[0022]图2是本技术实施例2的工艺示意图；
[0023]图3是本技术冷凝分离单元的结构示意图；
[0024]图4是本技术实施例1低温吸附的结构示意图；
[0025]图5是本技术实施例2低温吸附的结构示意图；
[0026]图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：
[0027]1、低温精馏单元；101、阀一；102、管道一；2、催化脱氢单元；3、吸附脱水单元；301、增压机一；4、冷凝分离单元；401、阀二；402、管道二；403、增压机二；404、真空泵；405、换热器一；406、分离罐一；407、节流阀一；408分离罐二；5、PSA提氦单元；501、阀三；502、阀四；6、低温吸附单元；601、冷源；602、复热气；603、换热器二；604、低温吸附器；605、深低温制冷机。
具体实施方式
[0028]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0030]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0031]本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可脱除氖的氦精制装置，其特征在于：包括低温精馏单元（1）、催化脱氢单元（2）、吸附脱水单元（3）、冷凝分离单元（4）、PSA提氦单元（5）、低温吸附单元（6）；其中，所述低温精馏单元（1）一级粗氦气出口与返回气管路汇合后，再与催化脱氢单元（2）入口相连；催化脱氢单元（2）二级粗氦气出口与吸附脱水单元（3）入口相连；吸附脱水单元（3）三级粗氦气出口与冷凝分离单元（4）入口相连；冷凝分离单元（4）四级粗氦气出口与PSA提氦单元（5）入口相连；所述PSA提氦单元（5）纯氦气出口与低温吸附单元（6）入口相连。2.根据权利要求1所述的可脱除氖的氦精制装置，其特征在于：所述低温精馏单元（1）原料气入口与原料气管道相连；液氮经阀一（101）、管道一（102）与低温精馏单元（1）液氮入口相连；低温精馏单元（1）设有氮气放空口；低温精馏单元（1）分离原料气中的甲烷生产甲烷。3.根据权利要求1所述的可脱除氖的氦精制装置，其特征在于：所述催化脱氢单元（2）氧气入口与氧气管路相连。4.根据权利要求1所述的可脱除氖的氦精制装置，其特征在于：所述吸附脱水单元（3）再生气出口与增压机一（301）入口相连，增压机一（301）出口与一级粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海，文向南，曹卫华，朱磊，
申请(专利权)人：四川蜀道装备科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：