وحدة استخلاص الهيليوم لاستخلاص الهيليوم من الغاز الطبيعي
تفاصيل المنتج
تتضمن عمليات استخلاص الهيليوم من الغاز الطبيعي حاليًا بشكل رئيسي طرق التبريد العميق، والامتزاز، والفصل الغشائي، أو مزيج من اثنتين أو ثلاث من هذه الطرق. تصل نقاوة الهيليوم المنتج في وحدة استخلاص الهيليوم إلى 99.9999%.
(1) طريقة التبريد العميق
التقطير المبرد طريقة شائعة الاستخدام في معظم محطات استخلاص الهيليوم من الغاز الطبيعي المتوسطة والكبيرة. وتقوم هذه الطريقة على استخدام النيتروجين السائل كمبرد (حوالي -190 درجة مئوية) لتكثيف الهيدروكربونات والمكونات الأخرى الموجودة في الغاز الطبيعي تدريجيًا. ونظرًا لانخفاض درجة غليان الهيليوم بشكل كبير، فإنه يُفصل في النهاية عن المكونات الأخرى في الغاز الطبيعي. وهذه طريقة شائعة في عملية استخلاص الهيليوم.
(2) طريقة امتزاز تأرجح الضغط
تستخدم عملية امتزاز تأرجح الضغط (PSA) مواد امتزاز مختلفة لامتزاز مكونات أخرى غير الهيليوم في الغاز الطبيعي، وبالتالي فصل نواتج الهيليوم. عادةً، تُجهز أبراج امتزاز PSA بأسرّة فصل مصنوعة من مواد امتزاز مختلفة لمعالجة المكونات المختلفة في الغاز الطبيعي، مثل أسرّة هلام السيليكا أو الألومينا لإزالة الماء، وأسرّة الكربون المنشط لإزالة ثاني أكسيد الكربون، وأسرّة الزيوليت لإزالة الميثان والنيتروجين، وما إلى ذلك. بعد تشبع الغاز بالشوائب بواسطة المادة الممتزة، يمكن استخدام طرق مثل التفريغ العكسي أو الضخ الفراغي لإزالة الغازات الشوائب واستعادة فعالية المادة الممتزة.
(3) طريقة فصل الأغشية
تُعدّ أغشية فصل الغازات تقنية فصل حديثة نسبيًا. تخضع مكونات الغاز لعملية انتقال الكتلة على أغشية بوليمرية (مثل ألياف الأسيتات، والبولي بروبيلين، والبولي سلفون، والبولي إيميد، وغيرها) استنادًا إلى مبدأ الذوبان والانتشار. ويتم فصل كل مكون وفقًا لاختلاف ذوبانية ومعدلات انتشار مكونات الغاز المختلفة في مادة الغشاء. عند مرور خليطين غازيين أو أكثر عبر غشاء بوليمري، يكون معدل نفاذية مكونات مثل الهيليوم والهيدروجين أعلى بكثير من معدل نفاذية النيتروجين والميثان والهيدروكربونات الأخرى.
لا يُمكن إنتاج الهيليوم صناعيًا، بل يُمكن تنقيته فقط. في التجارب الفيزيائية، يُمكن الحصول عليه من خلال التحلل الذري، ولكن بكميات ضئيلة جدًا. نظريًا، يُمكن استخلاصه من الهواء، ولكن نظرًا لانخفاض نسبة الهيليوم فيه، يُمكن الحصول عليه صناعيًا من الغاز الطبيعي الذي يحتوي على حوالي 0.5% من الهيليوم، وذلك من خلال فصله وتكريره وتنقيته باستخدام أجهزة استخلاص الهيليوم.