Skid d'extracció d'heli per extreure heli del gas natural

Actualment, els processos per a l'extracció d'heli del gas natural inclouen principalment el mètode criogènic, el mètode d'adsorció, el mètode de separació per membrana o una combinació de dos o tres dels tres mètodes. La puresa de l'heli del producte per al patí d'extracció d'heli pot arribar al 99,9999%.

(1) Mètode criogènic

La destil·lació criogènica és un mètode habitual en la majoria de plantes d'heli per a la recuperació de gas natural de mida mitjana a gran. El principi és utilitzar nitrogen líquid com a refrigerant (uns -190 ℃) per condensar gradualment els hidrocarburs i altres components del gas natural. A causa del punt d'ebullició extremadament baix de l'heli, finalment se separa dels altres components del gas natural. Aquest és un mètode habitual en el procés d'extracció d'heli.

(2) Mètode d'adsorció per oscil·lació de pressió

El procés d'adsorció per oscil·lació de pressió (PSA) utilitza diferents adsorbents per adsorbir components diferents de l'heli en el gas natural, separant així els productes d'heli. Generalment, les torres d'adsorció PSA estan equipades amb llits de separació de diferents materials d'adsorció per tractar diferents components del gas natural, com ara llits de gel de sílice o alúmina per eliminar aigua, llits de carbó activat per eliminar diòxid de carboni, llits de zeolita per eliminar metà i nitrogen, etc. Després que l'adsorbent saturi el gas d'impuresa, es poden utilitzar mètodes com la despressurització amb bufat o el bombament al buit per eliminar el gas d'impuresa i restaurar l'activitat de l'adsorbent.

(3) Mètode de separació de membranes

La membrana de separació de gasos és una tecnologia de separació relativament nova. Els components del gas experimenten una transferència de massa sobre pel·lícules de polímer (com ara fibres d'acetat, polipropilè, polisulfona, poliimida, etc.) basant-se en el principi de la difusió per dissolució. La separació de cada component s'aconsegueix segons les diferents taxes de solubilitat i difusió dels diferents components del gas en el material de la membrana. Quan dues o més mescles de gasos passen a través d'una pel·lícula de polímer, la taxa de permeació de components com l'heli i l'hidrogen és molt més alta que la del nitrogen, el metà i altres hidrocarburs.

L'heli no es pot produir a la indústria, només es pot purificar. En experiments de física, es pot obtenir mitjançant la desintegració atòmica, però en quantitats molt petites. En teoria, es pot extreure de l'aire, però a causa del baix contingut d'heli a l'aire, l'heli es pot obtenir del gas natural que conté aproximadament un 0,5% d'heli a la indústria mitjançant la separació, el refinament i la purificació de dispositius d'extracció d'heli.