一种氦气提纯系统技术方案

本技术公开了一种氦气提纯系统，包括通过管道相互连接的一级脱氢装置、二级脱氢装置和排污系统；采用多级脱氢反应器脱氢装置，通过控制氧气的量来控制脱氢反应的温度和级数，进而防止爆炸的可能，安全性更高，同时脱氢反应器设置有加热装置，可以精确控制反应前需要的预热温度，提高反应效率，采用在液氮储槽内进行低温吸附脱氮、脱氖，可以有效降低吸附塔的尺寸并达到完全脱除杂质组分的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于氦气提纯领域，具体而言，涉及一种氦气提纯系统。

技术介绍

1、氦气是一种极轻的无色、无味、无毒且不燃烧的单原子惰性气体。在已知的所有气体中，氦气的沸点最低，在-268.934℃(4.18k)时发生液化，接近绝对零度-273.15℃，是人类发现最难液化的一种气体。

2、目前，国内外氦气提纯工艺种类较多，主要方法有低温冷凝法、膜分离法、吸附法、吸收法、扩散法等。较为经济的、实用的氦气提纯工艺较难，同时为了得到纯度99.999％的氦气，需要更低的分离温度，但随着制冷温度的不断降低，单位制冷量的能量消耗急剧增加；同时目前国内部分气田原料气中氢气含量相对较高，易发生氢富集造成设备氢损、氢爆、反应器超温及催化剂烧结等，存在安全隐患。

3、授权公告号为cn104176717b的中国专利公开了一种氦气回收提纯装置，该装置包括：过滤器；化学吸附装置；组分分析装置；加气罐；加热器；催化系统；冷却器；第一净化系统；粗氦冷却器；精馏塔；第二净化系统；以及氦气储罐，能够用于回收含有氦气的工业废气，将氦气的纯度提高，也可以深入提纯得到纯氦、高纯氦和超纯氦产品。

4、上述技术方案存在以下缺陷：

5、为了满足氦气的提纯度，需要将制冷温度不断降低，对于单位制冷量的能量消耗较高，易发生氢富集从而存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、针对以上缺陷，本技术提供了一种氦气提纯系统，包括通过管道相互连接的一级脱氢装置、二级脱氢装置和排污系统；

2、所述一级脱氢装置包括依次连接的一级脱氢反应器、一级脱氢塔换热器、一级脱氢塔冷却器和一级脱氢塔分离器；

3、所述二级脱氢装置包括依次连接的二级脱氢反应器、二级脱氢塔冷却器、氦气缓冲罐、隔膜压缩机、氦气脱水塔、氦气再生气加热器、氦气纯化换热器和氦气纯化装置。

4、进一步地，所述一级脱氢反应器和二级脱氢反应器处均安装有用于预热的加热装置，且安装于用于控制加热装置温度的控制器和温度传感器。

5、通过上述技术方案，可以精确控制反应前需要的预热温度，提高反应效率。

6、进一步地，所述一级脱氢塔冷却器和二级脱氢塔冷却器均连通有用于降温的冷却水。

7、通过上述技术方案，用于输入至两个冷却器内部进行降温作业。

8、进一步地，所述氦气纯化装置包括低温氦气纯化撬和两个psa吸附塔。

9、通过上述技术方案，低温氦气纯化撬可进行气液分离，psa吸附塔用于脱除氦气中的少量氮气、氖气等杂质。

10、进一步地，所述二级脱氢装置的内部设有多组氦气降温分离装置，每组氦气降温分离装置均包括氦气再生气空冷器和与其相连通的氦气再生气分离器。

11、通过上述技术方案，对于处理后夹杂的气体进行回收再利用。

12、进一步地，所述一级脱氢装置和二级脱氢装置均通过管道汇入排污系统。

13、通过上述技术方案，对于脱氢过程中产生的水分进行外排。

14、进一步地，所述低温氦气纯化撬的内部填充有液氮。

15、通过上述技术方案，氦气分离和psa吸附流程均处于低温状态，提高吸附能力。

16、本技术与现有技术相比具有以下有益效果：

17、1、采用多级脱氢反应器脱氢装置，通过控制氧气的量来控制脱氢反应的温度和级数，进而防止爆炸的可能，安全性更高，同时脱氢反应器设置有加热装置，可以精确控制反应前需要的预热温度，提高反应效率；

18、2、采用在液氮储槽内进行低温吸附脱氮、脱氖，可以有效降低吸附塔的尺寸并达到完全脱除杂质组分的效果。

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【技术保护点】

1.一种氦气提纯系统，其特征在于：包括通过管道相互连接的一级脱氢装置、二级脱氢装置和排污系统；

2.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述一级脱氢反应器和二级脱氢反应器处均安装有用于预热的加热装置，且安装于用于控制加热装置温度的控制器和温度传感器。

3.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述一级脱氢塔冷却器和二级脱氢塔冷却器均连通有用于降温的冷却水。

4.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述氦气纯化装置包括低温氦气纯化撬和两个PSA吸附塔。

5.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述二级脱氢装置的内部设有多组氦气降温分离装置，每组氦气降温分离装置均包括氦气再生气空冷器和与其相连通的氦气再生气分离器。

6.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述一级脱氢装置和二级脱氢装置均通过管道汇入排污系统。

7.如权利要求4所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述低温氦气纯化撬的内部填充有液氮。

【技术特征摘要】

1.一种氦气提纯系统，其特征在于：包括通过管道相互连接的一级脱氢装置、二级脱氢装置和排污系统；

2.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述一级脱氢反应器和二级脱氢反应器处均安装有用于预热的加热装置，且安装于用于控制加热装置温度的控制器和温度传感器。

3.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于：所述一级脱氢塔冷却器和二级脱氢塔冷却器均连通有用于降温的冷却水。

4.如权利要求1所述的一种氦气提纯系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高继峰，丁锋，陈清涛，孙娟，史世杰，龚瑶，赵钦，孙胜利，王志会，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务股份有限公司，
类型：新型
国别省市：