一种粗氦精制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112023618A(43)申请公布日2020.12.04(21)申请号202010711465.3B01D53/86(2006.01)(22)申请日2020.07.22B01D53/46(2006.01)C01B23/00(2006.01)(71)申请人中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司成都天然气化工总厂地址610000四川省成都市天府新区华阳天研路152号(72)发明人李均方张瑞春柴露华高立新刘盛鹏陈吉刚熊德权何琳琳(74)专利代理机构成都天既明专利代理事务所(特殊普通合伙)51259代理人彭立琼(51)Int.Cl.B01D53/047(2006.01)B01D53/00(2006.01)B01D53/26(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种粗氦精制系统及方法(57)摘要本发明粗氦精制技术领域，具体涉及一种粗氦精制系统，包括催化脱氢系统、氦干燥系统、中压低温冷凝系统、常温变压吸附系统、纯氦压缩系统；其中催化脱氢系统、氦干燥系统、中压低温冷凝系统、常温变压吸附系统、纯氦压缩系统通过管道依次连接；精制方法为：催化脱氢、干燥、中压低温冷凝、常温变压吸附、纯氦压缩储存；本发明在以粗氦为原料气生产纯氦时，在保证产品质量与现有工艺相同的情况下，提供产品总收率，降低装置的操作压力，减少整个装置的液氮消耗，避免低温切换，增加装置的可操作性。CN112023618ACN112023618A权利要求书1/1页1.一种粗氦精制系统，其特征在于：包括催化脱氢系统、氦干燥系统、中压低温冷凝系统、常温变压吸附系统、纯氦压缩系统；其中催化脱氢系统、氦干燥系统、中压低温冷凝系统、常温变压吸附系统、纯氦压缩系统通过管道依次连接。2.根据权利要求1所述的一种粗氦精制系统，其特征在于：还包括回收氦压缩系统，所述回收氦压缩系统分别与中压低温冷凝系统、常温变压吸附系统、催化脱氢系统连接。3.根据权利要求1-2任一项所述的一种粗氦精制系统及方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：将粗氦和压缩气体输入至催化脱氢系统进行脱氢处理,得到脱氢后的粗氦；步骤S2：将脱氢后的粗氦输入至氦干燥系统进行干燥处理，得到干燥粗氦；其中；步骤S3：将干燥后的粗氦输入至中压低温冷凝系统中，并在常压液氮温度下，将粗氦中的进行处理，得到浓缩氦、回收氦、杂质；并将杂质排出；步骤S4：将浓缩氦输入至常温变压吸附系统中，同时将回收氦输入至回收氦压缩系统中，常温变压吸附系统将粗氦进行处理；得到纯氦和解吸气；步骤S5：将纯氦输入至粗氦压缩储存系统进行压缩储存处理，并同时将解吸气输入至回收氦压缩系统中，经回收氦压缩系统处理后的回收氦解吸气输入至催化脱氢系统，完成精制。4.根据权利要求3所述的一种粗氦精制系统及方法，其特征在于：步骤S1中，脱氢后，粗氦中的氢气的浓度为0～5ppm。5.根据权利要求4所述的一种粗氦精制系统及方法，其特征在于：步骤S2中，干燥后，粗氦中的水的浓度小于1ppm。6.根据权利要求5所述的一种粗氦精制系统及方法，其特征在于：步骤S3中中压低温冷凝系统的压力为1-3MPa。7.根据权利要求6所述的一种粗氦精制系统及方法，其特征在于：步骤S4中，常温变压吸附系统中的压力为1-3Mpag，温度为常温。2CN112023618A说明书1/4页一种粗氦精制系统及方法技术领域[0001]本发明涉及氦制备技术领域，具体的说，是一种粗氦精制系统及方法。背景技术[0002]氦的精制(纯化)是天然气提氦过程中必不可少的重要环节，承担将粗氦(一般含He：50％-70％)加工到纯氦(一般要求He＞99.995％)的任务。粗氦中的主要包括杂质包括氖、氢、氧氩、氮甲烷、一氧化碳、二氧化碳等，氦精制(纯化)过程主要包括催化氧化脱氢、压缩、干燥、冷凝、吸附等过程。而吸附过程有低温吸附和变压吸附之分，国内外普遍现有装置采取“高压低温冷凝+低温吸附变温解吸”的方案。[0003]现有技术存在以下的缺点[0004]1)设备操作压力高，需要在高压(10-20Mpag)下工作，对高压下“低温-高温”阀门的可靠运行要求高，对高压下多股流换热要求高，存在高低压切换操作，操作较繁琐且存在潜在风险；[0005]2)长期以来，现有工艺的主要换热难以合理，由于切换损失和吸附热的影响，吸附后低温纯氦的冷量难以有效回收，造成液氮消耗高；[0006]3)在不需要高压氦气产品时，(比如需生产液氦产品)则又需要将高压粗氦减压，这在一定程度存在压力能利用不合理的问题；发明内容[0007]本发明的目的在于提供一种粗氦精制系统及方法，在以粗氦为原料气生产纯氦时，在保证产品质量与现有工艺相同的情况下，提供产品总收率，降低装置的操作