一种天然气提氦系统及提氦工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种天然气提氦系统及提氦工艺，属于天然气提氦技术领域，将提氦工艺划分为低温工段和较低温工段，并匹配两个不同工质循环制冷工艺，利用两种沸点不同的冷剂甲烷和氮气压缩膨胀制冷为这两个工段提供冷量，按需要的低温温位高低提供冷量，即需要低温的工段杜绝提供较高温位的冷能，需要较高温度的工段杜绝提供较低温位的冷能，从而使得划分用能品位后较低温工段所需冷剂量大大减少，节省冷剂成本。两段工质制冷工艺划分后规避了“大马拉小车”的情形，即避免使用大量单种沸点较低的制冷工质仅给需要较低温操作环境的这一少部分物流提供冷量，是制冷系统节能的关键所在。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天然气提氦，具体涉及一种天然气提氦系统及提氦工艺。

技术介绍

1、氦因其独特性能被广泛应用于航空航天、潜艇、尖端科研、高端制造、医疗交通等领域，是国防军工和高科技产业发展不可或缺的战略性物资。随着5g、半导体、航天航空等产业的快速发展，我国对氦资源的需求逐年上升，目前氦气的来源几乎全部依靠从含氦天然气中提取，低温分馏是工业上最常用的从天然气中回收氦气的技术，可回收90％以上的氦，适用于各种规模的氦气回收，无论是小型还是大型生产装置，低温分馏均可实现高纯度氦气的回收，目前大多数天然气中氦气处理厂都采用低温回收技术，利用氦气的低沸点特性，将天然气通过压缩、冷却等方式降低温度，使得氦气之外的其他组分凝结成液体从而将氦气分离出来，分离时操作温度越低则分离得到氦气的纯度越高，因此想要得到纯度较高的氦气就必须考虑深冷操作。

2、天然气提氦与氦的液化属于天然气深冷加工中制冷分离温度最低的典型深冷过程，工业上深冷操作多采用外部冷剂压缩膨胀循环制冷为整个系统提供冷量，在天然气提氦系统中，制冷剂多为氮气或不同比例的氮气、甲烷混合冷剂，制冷剂的量越多所本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种天然气提氦系统，包括一级提氦塔(T-1)、二级提氦塔(T-2)和氦气提纯塔(T-3)、原料预冷箱(HX-1)、氦气回收冷箱(HX-2)，天然气进入原料预冷冷箱(HX-1)中预冷后，进入一级提氦塔(T-1)进行一次分离，分离后的天然气进入氦气回收冷箱(HX-2)进行一次降温，降温之后的天然气进入二级提氦塔(T-2)进行二次分离，分离后的天然气再次进入氦气回收冷箱(HX-2)二次降温，降温之后进入所述氦气提纯塔(T-3)进行提纯，得到氦气；其特征在于，还包括第一压缩膨胀循环制冷单元和第二压缩膨胀循环制冷单元；

2.根据权利要求1所述的天然气提氦系统，其特征在于，所述甲烷制...

【技术特征摘要】

1.一种天然气提氦系统，包括一级提氦塔(t-1)、二级提氦塔(t-2)和氦气提纯塔(t-3)、原料预冷箱(hx-1)、氦气回收冷箱(hx-2)，天然气进入原料预冷冷箱(hx-1)中预冷后，进入一级提氦塔(t-1)进行一次分离，分离后的天然气进入氦气回收冷箱(hx-2)进行一次降温，降温之后的天然气进入二级提氦塔(t-2)进行二次分离，分离后的天然气再次进入氦气回收冷箱(hx-2)二次降温，降温之后进入所述氦气提纯塔(t-3)进行提纯，得到氦气；其特征在于，还包括第一压缩膨胀循环制冷单元和第二压缩膨胀循环制冷单元；

2.根据权利要求1所述的天然气提氦系统，其特征在于，所述甲烷制冷剂的温度为-90℃，压力为1690kpa；氮气制冷剂的温度为-90℃，压力为3380kpa。

3.根据权利要求1所述的天然气提氦系统，其特征在于，沿甲烷制冷剂处理方向，所述第一压缩换热单元包括通过管道连接的第一压缩机(k-1)、第一换热器(e-1)、第二压缩机(k-2)、第二换热器(e-2)、第三压缩机(k-3)和第三换热器(e-3)；所述甲烷制冷剂经所述原料预冷箱(hx-1)换热后依次进入所述第一压缩机(k-1)、第一换热器(e-1)、第二压缩机(k-2)、第二换热器(e-2)、第三压缩机(k-3)和第三换热器(e-3)降温，降温之后进入原料预冷箱(hx-1)进行供冷。

4.根据权利要求1所述的天然气提氦系统，其特征在于，沿氮气制冷剂处理方向，所述第二压缩换热单元包括通过管道连接的第四压缩机(k-6)，第四换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎小辉，冀浩文，殷娟娟，申志兵，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：