天然气生产氦气的主要方法

扩散方法：利用氦的高热扩散性能，可提取天然气中的氦浓缩。扩散元件通常为石英玻璃毛细管，管壁厚度为0．025～0．127 mm，内径与壁厚的比例为3～7，操作温度在400～500。C，根据具体操作条件，可以在几十兆帕到几百兆帕之间选择操作压力。石英玻璃毛细管扩散提取的氦纯度相当高，但由于石英玻璃毛细管非常薄，生产不方便，需要在高温和相当高的压差下进行操作，扩散法对大规模提取氦仍有许多限制。

膜渗透法：随着膜材料的发展，膜渗透法提取氦具有越来越好的应用前景。各种气体对膜具有一定的渗透性，各种气体的渗透性不同，可采用渗透法提取天然气中的氦。工业应用的渗透膜应具有：渗透常数大，以确保产量，减少所需的膜面积；分离因子大，简化工艺；化学、机械和热稳定性好，以保持长期使用性能。分离因子口可用于膜材料对天然气各部件的选择性渗透"来表示。

吸附法：该方法是根据固体吸附剂表面天然气中各组分的吸附能力分离 氦。由于吸附剂的吸附容量，吸附法一般适用于杂质含量小于1O 粗氦精制。近年来发展起来的变压吸附属于这种改进型。

吸收方法：选择适当的吸收溶剂 ，在一定条件下清洗和吸收沸点高于氦的天然气中的其他成分，提取氦。使用的吸收溶剂，如液体氟烃、液体烷烃等。

低温冷凝法：该方法广泛应用于各国从天然气中提取氦气。通常由气源预处理净化、粗氦提取和氦精制过程组成。

氦气生产程序：

1. 氦天然气预处理净化

含氦气源H S、CO。、进入低温装置前，应对水甚至汞等杂质进行净化，以避免管道、阀门和设备在低温下堵塞、腐蚀和恶化工艺条件。常用的酸气去除方法有：醇胺法、热钾碱法、硫胺法。氦提升过程用于天然气H，S，CO。考虑到氦的效益，应选择有利于降低氦成本的去除方法。脱水工艺方法：天然气氦一般选择分子筛进行精细脱水，脱水深度小于1 ppm，同时，进一步吸附和去除残留的酸性气体。脱汞工艺方法：脱汞分子筛可回收利用，但设备和控制复杂；浸硫活性炭不能回收，需要定期更换，但设备和操作简单。

2. 粗氦提取

二次冷凝后，天然气的氦含量为60 ～70对于%的粗氦，冷凝所需的冷凝量由常压液甲烷、常压液氮或负压液甲烷提供。一次冷凝要求无乙烷以上蒸馏，二次冷凝要求甲烷含量小于1 。同时，釜液液烃的氦含量应小于10 ppm，提高氦气回收率。

3. 氦气精制

随着氦的浓缩，天然气中难以液化的氢浓缩在粗氦中，需要在精制前去除。催化氧化脱氢法一般用于工业，储氢合金等脱氢工艺也在发展中。小于10 ppm 残留氢在高压冷凝吸附过程中与氮、少量甲烷等杂质同时去除。冷源一般由常压液氮提供，可产生纯度99．99 以上高纯氦气。洗涤吸收法、甲烷、丙烷等其他精制方法可作为吸收剂。