[发明专利]从包含氦、二氧化碳与氮和甲烷至少之一的流回收氦

权利要求书

1.一种从包含氦、二氧化碳与甲烷和氮至少之一的进料流回收氦的方法，所述方法包括：

将分离器进料流引入分离器，分离器进料流包含至少部分进料流，使分离器进料流分离成第一氦富集流和第一CO₂富集流，并从分离器抽取第一氦富集流和第一CO₂富集流；

将变压吸附单元进料流引入变压吸附单元，变压吸附单元进料流包含至少部分第一氦富集流，使变压吸附单元进料流分离成富氦产物流和贫氦流，并从变压吸附单元抽取富氦产物流和贫氦流；

在压缩机中压缩压缩机进料流，以形成压缩机流出物流，压缩机进料流包含贫氦流和氦富集渗透流；

将压缩机流出物流的第一部分引入膜分离单元，使压缩机流出物流的第一部分分离成氦富集渗透流和氦贫化非渗透流，并从膜分离单元抽取氦富集渗透流和氦贫化非渗透流；并且

将压缩机流出物流的第二部分引入分离器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述压缩机流出物流的第一部分具有摩尔流速F₁，压缩机流出物流的第二部分具有摩尔流速F₂，并且其中

。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分离器为分馏器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述分馏器为蒸馏塔，其中从蒸馏塔的上部位置抽取第一氦富集流，并从蒸馏塔的下部位置抽取第一CO₂富集流，所述方法进一步包括以下步骤：

使进料流冷却以形成分离器进料流；并且

将包含CO₂的液体流作为CO₂洗涤流送到蒸馏塔的上部；

其中至少部分分离器进料流在蒸馏塔上部位置和蒸馏塔下部中间的位置引入蒸馏塔。

5.一种用于从包含氦、二氧化碳与甲烷和氮至少之一的进料流回收氦的系统，所述系统包括：

分离器，分离器操作性布置成接收分离器进料流，分离器进料流包含至少部分进料流，分离器操作性构造成使分离器进料流分离成第一氦富集流和第一CO₂富集流；

变压吸附单元，变压吸附单元操作性构造成使变压吸附单元进料流分离成富氦产物流和贫氦流，变压吸附单元进料流包含至少部分第一氦富集流；

压缩机，压缩机操作性布置成接收包含贫氦流和氦富集渗透流的压缩机进料流，压缩机操作性构造成压缩压缩机进料流，以形成压缩机流出物流；和

膜分离单元，膜分离单元操作性布置成接收压缩机流出物流的第一部分，并操作性构造成使压缩机流出物流的第一部分分离成氦富集渗透流和氦贫化非渗透流；

其中分离器也操作性布置成接收压缩机流出物流的第二部分。

6.根据权利要求1或5所述的系统，其中所述膜分离单元包括分离模块或分离膜，其中分离膜为中空纤维膜或螺旋缠绕膜。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述分离模块或分离膜包括载体，其中载体包括选自聚砜、乙酸纤维素、芳族聚酰亚胺、芳族聚酰胺、芳族聚碳酸酯、聚二甲基苯醚、聚二甲基硅氧烷或碳的材料。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述分离膜为混合基质膜。

9.根据权利要求6所述的系统，其中所述分离膜为促进传递膜。

10.根据权利要求1或5所述的系统，其中所述分离器为变压吸附分离器。

11.根据权利要求5所述的系统，其中所述分离器为分馏器。