[发明专利]一种基于膜分离的氦气生产工艺以及设备

权利要求书

1.一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

S1：BOG原料气经BOG原料气一级压缩机后进入到一级换热器，控制进入一级膜分离器的温度，进过一级换热器的BOG原料气进入到一级膜分离器中，一级膜分离器非渗透气送至原燃料气管网，一级膜分离器渗透气出口设置一级真空泵；

S2：经一级真空泵抽真空的气体送至缓冲罐，再进入到二级压缩机进行压缩，二级压缩机压缩后的气体经过二级换热器升温后送至二段膜分离器；

S3：二段膜分离器的非渗透气直接送至BOG原料气一级压缩机后与压缩后的原料气混合再次进行氦提纯；

S4：二级膜分离器的渗透气出口设置二级真空泵，二级真空泵的出口送至催化脱氢反应器；

S5：催化脱氢反应器的出口连水冷器，冷却后的气体经过气液分离器后送至分子筛干燥器；

S6：干燥后的气体送至氦气纯化器，经压缩机升压后通过数显式供气汇流排系统送至氦气瓶存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，BOG原料气压力为0.02~0.05MPaG，氦气含量1%~3%（v），经过BOG原料气一级压缩机后BOG原料气压力为0.7~1.5MPaG。

3.根据权利要求2所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述一级膜分离器非渗透气送至原燃料气管网，一级膜分离器渗透气氦气含量15%~20%（v）。

4.根据权利要求3所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述一级真空泵入口压力为-0.09~-0.08MPaG，一级真空泵出口压力为0.05~0.1MPaG。

5.根据权利要求4所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述二级压缩机后气体压力为0.8~1.6MPaG，比上述BOG原料气一级压缩机出口压力高0.1MPa。

6.根据权利要求5所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述二级真空泵入口压力为-0.09~-0.08MPaG，二级真空泵出口压力为0.05~0.1MPaG，二级膜分离器渗透气氦气含量50%~60%（v）。

7.根据权利要求6所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述分子筛干燥器采用多孔性的铝硅酸盐结晶体，经过分子筛干燥器后的气体露点降至-60℃以下。

8.根据权利要求7所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺，其特征在于，所述氦气增压机出口压力为16.0MPaG。

9.一种应用权利要求1-8任意一项所述一种基于膜分离的氦气生产工艺的设备，其特征在于，所述设备包括BOG原料气压缩装置（1），一级换热器（2），一级膜分离器（3），一级真空泵（4），缓冲罐（5），二级压缩机（6），二级换热器（7），二级膜分离器（8），二级真空泵（9），催化脱氢反应器（10），水冷器（11），气液分离器（12），分子筛干燥器（13），氦气纯化器（14），氦气增压机（15），数显式供气汇流排系统（16）以及氦气瓶（17），上述装置通过连接管路依次连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于膜分离的氦气生产工艺的设备，其特征在于，还包括BOG原料气去燃料气管网手阀（18），BOG原料气去提氦装置手阀（19）以及一级膜分离器渗透气去BOG燃料气手阀（20）。