À l'heure actuelle, les procédés d'extraction de l'hélium du gaz naturel, tant au niveau national qu'international, comprennent principalement la méthode cryogénique, la méthode d'adsorption, la méthode de séparation membranaire ou une combinaison de deux ou trois procédés utilisés ensemble.
1) Méthode de refroidissement en profondeur
La distillation à froid poussée est une méthode couramment utilisée dans la plupart des usines de récupération d'hélium à partir de gaz naturel de moyenne et grande taille. Le principe consiste à utiliser de l'azote liquide comme réfrigérant (environ -190 °C) pour refroidir progressivement l'hélium. condenser les hydrocarbures et autres composants du gaz naturelet, en raison du point d'ébullition extrêmement bas de l'hélium, celui-ci finit par se séparer des autres composants du gaz naturel.
2) Méthode d'adsorption par variation de pression
Le procédé d'adsorption modulée en pression (PSA) Ce procédé utilise différents adsorbants pour adsorber les composants du gaz naturel autres que l'hélium, permettant ainsi la séparation des produits contenant de l'hélium. Généralement, les tours d'adsorption PSA sont remplies de lits de séparation composés de différents matériaux adsorbants adaptés aux différents composants du gaz naturel : gel de silice ou alumine pour l'élimination de l'eau, charbon actif pour l'élimination du dioxyde de carbone, zéolite pour l'élimination du méthane et de l'azote, etc. Une fois l'adsorbant saturé en gaz impur, des méthodes telles que le rétrolavage sous dépressurisation ou le pompage sous vide permettent d'éliminer ce gaz et de restaurer l'activité de l'adsorbant.
3) Méthode de séparation membranaire
La membrane de séparation des gaz est une technologie de séparation relativement récente. Les composants gazeux migrent par diffusion sur des films polymères (tels que des fibres d'acétate, du polypropylène, du polysulfone, du polyimide, etc.) selon le principe de dissolution-diffusion. La séparation de chaque composant est obtenue en modulant la solubilité et la vitesse de diffusion des différents composants gazeux dans le matériau de la membrane. Lorsqu'un mélange de deux gaz ou plus traverse un film polymère, le taux de perméation de composants tels que l'hélium et l'hydrogène est beaucoup plus élevé que celui de l'azote, du méthane et des autres hydrocarbures.
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Date de publication : 1er mars 2024