Скид за извличане на хелий за извличане на хелий от природен газ

Понастоящем процесите за извличане на хелий от природен газ включват главно криогенен метод, метод на адсорбция, метод на мембранно разделяне или комбинация от два или три от трите метода. Чистотата на получения хелий за екстракция на хелий може да достигне 99,9999%.

(1) Криогенен метод

Криогенната дестилация е често използван метод в повечето средни до големи инсталации за добив на хелий от природен газ. Принципът е да се използва течен азот като хладилен агент (около -190 ℃) за постепенно кондензиране на въглеводороди и други компоненти в природния газ. Поради изключително ниската точка на кипене на хелия, той в крайна сметка се отделя от другите компоненти в природния газ. Това е често срещан метод в процеса на извличане на хелий.

(2) Метод на адсорбция с променливо налягане

Процесът на адсорбция с променливо налягане (PSA) използва различни адсорбенти за адсорбиране на компоненти, различни от хелий в природния газ, като по този начин разделя хелиевите продукти. Обикновено адсорбционните кули PSA са оборудвани с разделителни слоеве от различни адсорбционни материали за обработка на различни компоненти в природния газ, като например силикагел или алуминиев оксид за отстраняване на вода, слоеве от активен въглен за отстраняване на въглероден диоксид, зеолитни слоеве за отстраняване на метан и азот и т.н. След като адсорбентът насити примесния газ, могат да се използват методи като обратно изпомпване с понижаване на налягането или вакуумно изпомпване за отстраняване на примесния газ и възстановяване на активността на адсорбента.

(3) Метод за мембранно разделяне

Газоразделителната мембрана е сравнително нова технология за разделяне. Газовите компоненти претърпяват масопренос върху полимерни филми (като ацетатни влакна, полипропилен, полисулфон, полиимид и др.) въз основа на принципа на дифузия чрез разтваряне. Разделянето на всеки компонент се постига в зависимост от различните скорости на разтворимост и дифузия на различните газови компоненти в материала на мембраната. Когато две или повече газови смеси преминават през полимерен филм, скоростта на проникване на компоненти като хелий и водород е много по-висока от тази на азот, метан и други въглеводороди.

Хелият не може да се произвежда в промишлеността, може само да се пречисти. Във физичните експерименти той може да се получи чрез атомен разпад, но в много малки количества. На теория може да се извлече от въздуха, но поради ниското съдържание на хелий във въздуха, той може да се получи от природен газ, съдържащ около 0,5% хелий в промишлеността, чрез разделяне, рафиниране и пречистване на устройства за екстракция на хелий.