一种BOG气体提纯氦的设备及其工艺.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CN111533095A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号202010347519.2(22)申请日2020.04.28(71)申请人大连海奥膜技术有限公司地址116000辽宁省大连市中山区人民路26号人寿大厦2017室(72)发明人王海郑峰(74)专利代理机构沈阳工匠智诚知识产权代理事务所(普通合伙)21256代理人杨秀伟(51)Int.Cl.C01B23/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种BOG气体提纯氦的设备及其工艺(57)摘要本发明公开了一种BOG气体提纯氦的设备及其工艺，涉及BOG气体提纯氦领域，包括一级催化脱氢反应器、冷却器、分子筛干燥器、原料气压缩机、换热器、膜分离器、真空泵，采用三级催化脱氢反应降低氦气提纯过程中的氢气，由于氢气和氦气的物理性质非常接近，因此无法使用变压吸附或者深冷工艺去除纯氦中的氢气，多级催化脱氢脱氢保证氦气的纯度，本发明采用膜分离的工艺，将原料的BOG气体浓缩至30倍，后续的氦气纯化过程的处理量降低，本发明采用膜前增压，膜后抽真空的方式增大气体分子的渗透系数，使用较少的膜面积使氦气达到较高的收率和纯度，氦气纯化器的解析气返回至原料气压缩机前，增加了氦气的回收率，整套装置氦气收率高到99%。CN111533095ACN111533095A权利要求书1/2页1.一种BOG气体提纯氦的设备，包括一级催化脱氢反应器（1）、冷却器（2）、分子筛干燥器（3）、原料气压缩机（4）、换热器（5）、膜分离器（6）、真空泵（7）、二级催化脱氢反应器（8）、氦气纯化器（9）、三级催化脱氢反应器（10）、氦气增压机（11）、数显式供气汇流排装置（12）以及氦气瓶（13），其特征在于，所述一级催化脱氢反应器（1）输出端与冷却器（2）输入端相连接，所述冷却器（2）输出端与分子筛干燥器（3）输入端相连接，所述分子筛干燥器（3）输出端与原料气压缩机（4）输入端相连接，所述原料气压缩机（4）输出端与换热器（5）输入端相连接，所述换热器（5）输出端与膜分离器（6）输入端相连接，所述膜分离器（6）渗透气端与真空泵（7）输入端相连接，所述真空泵（7）输出端与二级催化脱氢反应器（8）输入端相连接，所述二级催化脱氢反应器（8）输出端与氦气纯化器（9）输入端相连接，所述氦气纯化器（9）净化气输出端与三级催化脱氢反应器（10）输入端相连接，所述三级催化脱氢反应器（10）输出端与氦气增压机（11）输入端相连接，所述氦气增压机（11）输出端与数显式供气汇流排装置（12）输入端相连接，所述数显式供气汇流排装置（12）输出端与氦气瓶（13）相连接。2.根据权利要求1所述的一种BOG气体提纯氦的设备，其特征在于，所述一级催化脱氢反应器（1）输入端安装有BOG原料气去提氦装置手阀（14），所述一级催化脱氢反应器（1）输入端位于BOG原料气去提氦装置手阀（14）一侧安装有BOG原料气去燃料气管网手阀（15），所述膜分离器（6）非渗透气输出端山安装有膜分离器非渗透气去BOG燃料气手阀（16），所述氦气纯化器（9）解析气输出端与原料气压缩机（4）输入端相连接。3.根据权利要求1所述的一种BOG气体提纯氦的设备，其特征在于,所述冷却器（2）采用水冷却器或风冷却器中的一种，所述换热器（5）采用蒸汽加热器或者电加热器中的一种。4.根据权利要求1所述的一种BOG气体提纯氦的设备，其特征在于,膜分离器（6）为单级膜分离装置或二级膜分离装置或多级膜分离装置中的一种。5.根据权利要求1所述的一种BOG气体提纯氦的设备，其特征在于,所述氦气纯化器（9）为变压吸附纯化器或深冷冷凝纯化器。6.根据权利要求1所述的一种BOG气体提纯氦的设备，其特征在于,所述氦气瓶（13）容积为40L或者50L中的一种。7.一种BOG气体提纯氦的工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：来自原BOG燃料气管网的BOG原料气与空气混合后进入一级催化脱氢反应器（1）中进行脱氢，脱氢后的气体通过冷却器（2）冷却至40℃以下，再将冷却后的气体通过分子筛干燥器（3）将冷却后的气体露点降至-60℃以下；步骤2：将步骤1中干燥后的气体输送入原料气压缩机（4）内进行压缩，再将压缩后的气体输送至换热器（5）进行加热至65℃，再将加热后的气体输送至膜分离器（6）内进行分离，膜分离器（6）非渗透气出口产生的非渗透气并入原BOG燃料气管网排出供给燃烧，膜分离器（6）渗透气出口分离出粗氦；步骤3：将步骤2中的粗氦输送到真空泵（7），通过真空泵（7）输送至二级催化脱氢反应器（8）中进行二次脱氢；步骤4：将步骤3中二次脱氢后的粗氦输送至氦气纯化器（9）内进行提纯，氦气纯化器（9）提纯时产生的解析气