[发明专利]膜法天然气提氦方法和设备

说明书

本申请涉及一种膜法天然气提氦方法，用于提取天然气中的氦气，包括：使用第一脱氢器对原料气进行脱氢预处理，得到第一气体；将第一气体依次通过多级渗透膜，由多级渗透膜对第一气体依次进行氦气分离，得到粗氦气体；将粗氦气体输送至第二脱氢器，由第二脱氢器对粗氦气体进行脱氢后处理，得到第二气体；对第二气体进行提纯处理，得到氦气。本申请的膜法天然气提氦方法，通过采用渗透膜，借助渗透膜两侧气体的分压差作为推动力，通过溶解—扩散—解析等步骤，产生组分间传递速率的差异来实现气体分离的目的。相较于相关技术中采用低温冷凝法进行氦气提取的方式，不需要低温环境，在常温下进行即可。这也就有效降低了能耗。

技术领域

本公开涉及天然气气体处理技术领域，尤其涉及一种膜法天然气提氦方法和设备。

背景技术

目前，从天然气中提取氦气采用的工艺一般为低温冷凝法。工艺流程一般包括气源预处理净化，粗氦提取及氦气精制等。其中，在采用低温冷凝法进行氦气的提取时，一般采用氮气循环制冷技术来满足提氦工艺中所需的制冷温度。对于前端原料气预冷方案，根据具体原料气气质条件，采用膨胀制冷、外部制冷以及膨胀制冷+外部制冷的方式。由此，低温冷凝法工艺相对于非低温提氦工艺而言，低温冷凝法提取氦气是一个高耗能的过程，这就使得天然气提氦工艺的成本较高。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种膜法天然气提氦方法，可以有效降低提氦工艺的能耗。

根据本公开的一方面，提供了一种膜法天然气提氦方法，用于提取天然气中的氦气，包括：

使用第一脱氢器对原料气进行脱氢预处理，得到第一气体；

将所述第一气体依次通过多级渗透膜，由多级所述渗透膜对所述第一气体依次进行氦气分离，得到粗氦气体；

将所述粗氦气体输送至第二脱氢器，由所述第二脱氢器对所述粗氦气体进行脱氢后处理，得到第二气体；

对所述第二气体进行提纯处理，得到所述氦气。

在一种可能的实现方式中，使用第一脱氢器对原料气进行脱氢预处理，得到第一气体时，所述第一脱氢器内装设的催化剂为钯触媒催化剂。

在一种可能的实现方式中，所述渗透膜包括第一渗透膜、第二渗透膜和第三渗透膜；

将所述第一气体依次通过多级渗透膜，由多级所述渗透膜对所述第一气体依次进行氦气分离，得到粗氦气体，包括：

将所述第一气体输送至所述第一渗透膜，由所述第一渗透膜将所述第一气体分离为第一富氦渗透气和第一贫氦渗余气；

将所述第一富氦渗透气输送至所述第三渗透膜，通过所述第三渗透膜由所述第一富氦渗透气中分离出所述粗氦气体；

将所述第一贫氦渗余气输送至所述第二渗透膜，由所述第二渗透膜将所述第一贫氦渗余气分离为第二富氦渗透气和第二贫氦渗余气；

将所述第二富氦渗透气输送至所述第一渗透膜，进行所述第二富氦渗透气的回收再提取，将所述第二贫氦渗余气输送至天然气回收装置进行回收。

在一种可能的实现方式中，将所述第一富氦渗透气输送至所述第三渗透膜，通过所述第三渗透膜由所述第一富氦渗透气中分离出所述粗氦气体时，还包括：

通过所述第三渗透膜对所述第一富氦渗透气进行再次分离，得到第三富氦渗透气，并将所述第三富氦渗透气输送回所述第三渗透膜进行再次分离；

其中，在所述第三渗透膜对所述第一富氦渗透气进行分离时所剩余的渗余气输送至所述第一渗透膜进行再次回收提取。

在一种可能的实现方式中，将所述第一气体输送至所述第一渗透膜之前，还包括：