[發(fā)明專利]從天然氣中提氦并液化的裝置與方法

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• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108592519A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 程進杰;丁勝軍
• 申請（專利權）人: 中科瑞奧能源科技股份有限公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 北京惟誠致遠知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11536
• 代理人: 王慧鳳;呂品

本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的裝置與方法，其中，本發(fā)明的裝置包括一級換熱器、二級換熱器、甲烷精餾塔、低溫洗滌塔，脫氮塔，與低溫洗滌塔通過管路連接。本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的方法包括：對天然氣第一次冷卻降溫處理；對第一次冷卻降溫處理后的天然氣再次冷卻降溫；對再次冷卻降溫后的天然氣精餾，使天然氣分離出包含氦氣和氮氣的氣相物料后液化；對氣相物料洗滌，使氣相物料中的氮氣、氧氣液化為混合液態(tài)物料后脫離出去，僅剩氦氣；對混合液態(tài)物料低溫精餾，使混合液態(tài)物料分離出氮氣；對氦氣催化氧化處理，使氦氣中的氫氣、烷烴組分反應去除；對催化氧化處理后的氦氣純化處理。本發(fā)明的技術方案結構簡單、可以效率較高的從天然氣中提氦并液化。

技術領域

本發(fā)明涉及化工尾氣的回收利用，特別是涉及一種從天然氣中提氦并液化的裝置與方法。

背景技術

氦氣因其獨特的性質(zhì)，在國防軍工和科學研究中有著重要的作用，利用其-268.9℃的低沸點，液氦可以用于低溫超導及相關的低溫制冷系統(tǒng)中，另外氦氣在醫(yī)療領域的核磁共振成像設備中用作超導電磁體冷卻，在核電裝置用作傳熱介質(zhì)，在光纖生產(chǎn)中用作冷卻和惰性保護氣，以及在真空檢漏上用作檢漏介質(zhì)。

我國氦氣消費量大，而且氦氣產(chǎn)量低，基本都是從外國進口，氦氣重要存在于天然氣中，目前從天然氣中提氦是氦氣的主要來源。

目前工業(yè)上應用的氦氣主要是從天然氣中提取，天然氣提氦技術顯得非常重要，目前利用低溫的辦法從天然氣中提氦是主要方式，但現(xiàn)有技術效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種效率較高的從天然氣中提氦并液化的裝置與方法。

本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的裝置，包括：

用于對天然氣第一次冷卻降溫處理的一級換熱器；

用于對第一次冷卻降溫處理后的天然氣再次冷卻降溫的二級換熱器，與所述一級換熱器通過管路連接；

用于對再次冷卻降溫后的天然氣精餾，使所述天然氣分離出包含氦氣和氮氣的氣相物料后液化的甲烷精餾塔，與所述二級換熱器通過管路連接；

用于對所述氣相物料洗滌，使所述氣相物料中的氮氣、氧氣液化為混合液態(tài)物料后脫離出去，僅剩氦氣的低溫洗滌塔，與所述甲烷精餾塔通過管路連接；

用于對所述混合液態(tài)物料低溫精餾，使混合液態(tài)物料分離出氮氣的脫氮塔，與所述低溫洗滌塔通過管路連接。

本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的裝置，其中，所述甲烷精餾塔的塔底再沸器通過第一管路連接所述甲烷精餾塔，所述第一管路經(jīng)過二級換熱器，所述第一管路上設置有第一節(jié)流閥，以使由甲烷精餾塔的塔底再沸器排出的天然氣經(jīng)過二級換熱器降溫、經(jīng)過第一節(jié)流閥節(jié)流降壓后進入甲烷精餾塔精餾，脫氮塔的甲烷排放口與第一甲烷排出管連接，所述第一甲烷排出管經(jīng)過二級換熱器，所述第一甲烷排出管上設置有第二節(jié)流閥，以使由第一甲烷排出管的甲烷經(jīng)過二級換熱器降溫、經(jīng)過第二節(jié)流閥節(jié)流降壓后排出。

本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的裝置，其中，脫氮塔的氮氣排出口與氮氣排出管連接，所述氮氣排出管經(jīng)過三級換熱器、二級換熱器、一級換熱器，以使所述氮氣排出管內(nèi)的氮氣復溫。

本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的裝置，其中，低溫洗滌塔的氦氣排出口與氦氣排出管連接，所述氦氣排出管經(jīng)過三級換熱器、二級換熱器、一級換熱器，以使所述氦氣排出管內(nèi)的氦氣復溫，脫氮塔的底部甲烷排出口與第二甲烷排出管連接，所述第二甲烷排出管經(jīng)過二級換熱器，所述第二甲烷排出管上設置有第三節(jié)流閥，以使由第二甲烷排出管的甲烷經(jīng)過二級換熱器降溫、經(jīng)過第三節(jié)流閥節(jié)流降壓后排出，所述第二甲烷排出管上第三節(jié)流閥、二級換熱器之間連接有甲烷輸送管，所述甲烷輸送管的另一端與低溫洗滌塔連通，所述甲烷輸送管經(jīng)過動力泵、三級換熱器。

本發(fā)明的從天然氣中提氦并液化的裝置，其中，還包括：