一种直接从天然气中获取高纯氦气的设备及工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种直接从天然气中获取高纯氦气的设备及工艺，直接从天然气中获取高纯氦气的设备包括精密滤油器、膜分离系统、酸气脱除单元、精脱硫单元、脱氢单元、再净化系统以及低温杂质脱除单元。本发明专利技术根据国内资源现状，主要用于解决贫氦、特贫氦天然气中的氦气提纯，采用多级膜分离+低温吸附工艺实现了贫氦天然气提取并获得高纯氦气或液氦，能直接从贫氦、特贫氦气田(0.03‑0.1％He)的净化天然气中提取氦气并纯化为高纯氦(99.999％)；本发明专利技术在低温纯化前设置净化单元将CO<subgt;2</subgt;、H<subgt;2</subgt;O彻底脱除并采用非渗透尾气进行再生，无N<subgt;2</subgt;杂质进入工艺气中，通过合理布置COS水解及脱氢反应位置避免了工艺流程的“冷热病”问题，能彻底脱除杂质Ar、Ne等从而有效保证氦气纯度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氦气生产，具体指一种直接从天然气中获取高纯氦气的设备及工艺。

技术介绍

1、氦气是我国稀缺的不可再生资源，对国防进步和科技发展起着不可替代的作用。传统氦气提取技术深冷法，用于国内普遍存在的贫氦乃至特贫氦气田，单位产品成本高，无工业应用价值。

2、授权公告号为cn214087729u的中国专利《一种常温天然气氦气提取提纯系统》、授权公告号为cn215113528u的中国专利《一种从天然气中提取氦气制取液氦的装置》分别公开了自天然气中提取氦气的技术。其中，cn214087729u一是单纯采用变压吸附作为氦气纯化的最终手段，ch4、n2、ar、尤其是ne杂质脱除不彻底，杂质随循环气在工艺生产过程中累积，导致氦气纯度不达标；二是其未考虑干燥脱水，产品露点难以保证；三是未考虑硫的脱除，脱氢单元难以长时间运行。cn215113528u采用mdea脱碳，一是未考虑醇胺挥发或夹带对后续分离膜耐受性及性能指标的影响，二是膜分离器下游存在较高的背压，膜分离操作压差小，导致分离效果差、膜设备投资大幅度上升，技术经济不合理。

<p>3、对于现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：所述酸气脱除单元串接于两相邻的膜分离器之间，包括沿气流方向依次串接的胺洗塔、洗胺塔，所述胺洗塔用于除去工艺气中的大量CO2、H2S，所述洗胺塔用于除去工艺气中的夹带的胺液。

3.根据权利要求1所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：所述精脱硫单元串接于两相邻的膜分离器之间，包括有依次串接的COS中温水解塔、水冷却器及精脱硫塔，所述COS中温水解塔用于将COS转化为H2S，所述水冷却器用于对工艺气进行冷却，所述精脱硫塔用于脱除...

【技术特征摘要】

1.一种直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：所述酸气脱除单元串接于两相邻的膜分离器之间，包括沿气流方向依次串接的胺洗塔、洗胺塔，所述胺洗塔用于除去工艺气中的大量co2、h2s，所述洗胺塔用于除去工艺气中的夹带的胺液。

3.根据权利要求1所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：所述精脱硫单元串接于两相邻的膜分离器之间，包括有依次串接的cos中温水解塔、水冷却器及精脱硫塔，所述cos中温水解塔用于将cos转化为h2s，所述水冷却器用于对工艺气进行冷却，所述精脱硫塔用于脱除全部硫化物。

4.根据权利要求3所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：还包括用于提供氧气的电解水装置，该电解水装置的氧气输出端与所述精脱硫塔的入口相连接、用于为精脱硫塔及脱氢单元提供所需高纯氧。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：所述脱氢单元串接于两相邻的膜分离器之间，包括有位于上游的催化脱氢反应器及位于下游的脱氢冷却器，所述催化脱氢反应器用于对工艺气中的残h2氢进行脱除，所述脱氢冷却器用于对脱除残h2后的工艺气进行冷却，为进入下游的膜分离器做准备。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的直接从天然气中获取高纯氦气的设备，其特征在于：所述的膜分离系统包括依次串接的1#膜分离器、2#膜分离器、3#膜分离器，所述1#膜分离器与2#膜分离器之间设置有用于对工艺气进行升...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永先，初鹏，亢万忠，陈虹，雷雳，徐徜徉，罗宗敏，范斌，
申请(专利权)人：中石化宁波技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：