Skid de extracție a heliului pentru extragerea heliului din gaze naturale

În prezent, procesele de extracție a heliului din gazele naturale includ în principal metoda criogenică, metoda de adsorbție, metoda de separare cu membrană sau o combinație a două sau trei dintre cele trei metode. Puritatea heliului produs pentru skidul de extracție a heliului poate atinge o valoare de 99,9999%.

(1) Metoda criogenică

Distilarea criogenică este o metodă utilizată în mod obișnuit în majoritatea instalațiilor de recuperare a heliului pentru gaze naturale, de dimensiuni medii și mari. Principiul este de a utiliza azot lichid ca agent frigorific (aproximativ -190 ℃) pentru a condensa treptat hidrocarburile și alte componente din gazele naturale. Datorită punctului de fierbere extrem de scăzut al heliului, acesta este în cele din urmă separat de alte componente din gazele naturale. Aceasta este o metodă comună în procesul de extracție a heliului.

(2) Metoda de adsorbție prin variație a presiunii

Procesul de adsorbție cu variație de presiune (PSA) utilizează diferiți adsorbenți pentru a adsorbi componente altele decât heliul în gazul natural, separând astfel produsele de heliu. În general, turnurile de adsorbție PSA sunt echipate cu paturi de separare din diferite materiale de adsorbție pentru a trata diferite componente din gazul natural, cum ar fi paturi de silicagel sau alumină pentru îndepărtarea apei, paturi de cărbune activ pentru îndepărtarea dioxidului de carbon, paturi de zeolit ​​pentru îndepărtarea metanului și a azotului și așa mai departe. După ce adsorbantul saturează gazul impurificat, se pot utiliza metode precum depresurizarea prin suflare inversă sau pomparea în vid pentru a îndepărta gazul impurificat și a restabili activitatea adsorbantului.

(3) Metoda de separare cu membrană

Membrana de separare a gazelor este o tehnologie de separare relativ nouă. Componentele gazoase sunt supuse unui transfer de masă pe pelicule polimerice (cum ar fi fibre de acetat, polipropilenă, polisulfonă, poliimidă etc.) pe baza principiului difuziei prin dizolvare. Separarea fiecărei componente se realizează în funcție de diferitele rate de solubilitate și difuzie ale diferitelor componente gazoase din materialul membranei. Atunci când două sau mai multe amestecuri de gaze trec printr-o peliculă polimerică, rata de permeație a componentelor precum heliul și hidrogenul este mult mai mare decât cea a azotului, metanului și a altor hidrocarburi.

Heliul nu poate fi produs în industrie, poate fi doar purificat. În experimentele de fizică, acesta poate fi obținut prin dezintegrare atomică, dar în cantități foarte mici. În teorie, poate fi extras din aer, dar datorită conținutului scăzut de heliu din aer, heliul poate fi obținut din gaze naturale care conțin aproximativ 0,5% heliu în industrie prin separarea, rafinarea și purificarea dispozitivelor de extracție a heliului.