天然氣生產(chǎn)氦的主要方法。擴(kuò)散法：利用氦的高熱擴(kuò)散特性，可以濃縮和提取天然氣中的氦。所使用的擴(kuò)散元件通常是石英玻璃毛細(xì)管，壁厚為0.025至0.127 mm，內(nèi)徑與壁厚之比為3至7，工作溫度為400至500C。可以選擇工作壓力。根據(jù)特定的操作條件，壓力范圍在幾十兆帕至幾百兆帕。通過石英玻璃毛細(xì)管的擴(kuò)散而提取的氦氣的純度很高，但是由于使用的石英玻璃毛細(xì)管非常薄，因此制造不便，需要在高溫高壓下進(jìn)行操作。區(qū)別。因此，擴(kuò)散法被用于大規(guī)模的氦氣提取。有很多限制。膜滲透法：隨著膜材料的發(fā)展，通過膜滲透法提取氦氣的應(yīng)用前景越來越好。各種氣體對膜具有一定的滲透性，并且各種氣體的滲透性不同，因此可以通過滲透法提取天然氣中的氦。工業(yè)上使用的滲透膜應(yīng)具有：大的滲透常數(shù)，以確保生產(chǎn)并減少所需的膜面積；大的分離系數(shù)，以簡化工藝；良好的化學(xué)，機(jī)械和熱穩(wěn)定性，以保持長期性能。膜材料對天然氣的每種組分的滲透的選擇性可以通過分離系數(shù)“ s”表示。吸附法：該方法根據(jù)每種組分在固體吸附劑表面的吸附能力差異，從天然氣中分離氦氣。限于吸附劑的吸附能力，該吸附方法通常適用于雜質(zhì)含量小于1O的粗氦的純化。近年來開發(fā)的變壓吸附屬于這種類型的改進(jìn)。吸收方法：選擇合適的吸收溶劑，在一定條件下，可以洗滌，吸收和去除天然氣中沸點(diǎn)高于氦氣的其余成分，以提取氦氣。所使用的吸收溶劑是液態(tài)碳氟化合物，液態(tài)烷烴等。低溫冷凝法：該方法目前在各個(gè)國家中廣泛用于從天然氣中提取氦氣。它通常包括氣源預(yù)處理和純化，粗氦提取和精煉氦。生產(chǎn)氦氣的天然氣的步驟：1.預(yù)處理含氦天然氣以純化含氦氣源中的HS和CO。在進(jìn)入低溫設(shè)備之前，必須凈化諸如水分甚至汞之類的雜質(zhì)，以避免低溫下管道，閥門和設(shè)備中的堵塞，腐蝕和工藝條件惡化。除去酸性氣體的常用方法有：醇胺法，熱鉀法和砜胺法。氦氣的提取過程會(huì)影響天然氣中的H，S，CO。考慮到氦提取的益處，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選有利于降低氦提取成本的去除方法。脫水工藝方法：一般選擇分子篩從天然氣中提取氦氣進(jìn)行精細(xì)脫水，要求脫水深度小于1ppm，進(jìn)一步吸附去除殘留的酸性氣體。除汞工藝：除汞分子篩可以再生和循環(huán)利用，但設(shè)備和控制復(fù)雜，而硫浸出活性炭不能循環(huán)利用，需要定期更換，但設(shè)備和操作簡單。 2.從天然氣中提取粗氦，二次冷凝后可得到氦含量為60％至70％的粗氦。冷凝所需的冷能由大氣壓液態(tài)甲烷，大氣壓液態(tài)氮或負(fù)壓液態(tài)甲烷提供。一次冷凝不需要高于乙烷的餾分，而二次冷凝所需的甲烷含量應(yīng)小于1。同時(shí)，釜液液體烴中的氦含量應(yīng)小于10ppm，以提高氦的回收率。 3.越難氦精制天然氣中的氫不富集，隨著氦的富集而濃縮在粗氦中，需要在精制之前將其除去。催化氧化脫氫通常用于工業(yè)中，并且脫氫方法例如儲(chǔ)氫合金也在開發(fā)中。小于10ppm的殘留氫與氮，少量的甲烷和其他雜質(zhì)在隨后的高壓冷凝和吸附過程中同時(shí)被除去。冷源通常由大氣液氮提供，可以產(chǎn)生純度為99.99或更高的高純度氦氣。其他精制方法如洗滌吸收法，甲烷，丙烷和其他天然氣組分也可用作吸收劑。