液化天然气提氦制氢 工艺
天然气低温提氦工艺优化研究
天然气低温提氦工艺优化研究作者：李元涛来源：《科技资讯》2021年第23期摘要：天然气低温提氦工艺在工业中应用越来越广泛。
该文首先对两种低温提氦的工艺进行了介绍，分析了主要的检测及控制措施，进一步阐述了优化低温提氦工艺的相关技术研究，最后诠释了后膨胀+氮循环制冷两塔分离提氦工艺实现的可能性，通过分析得出结论，在天然气提氦工艺中，上述的分离工艺方法普适性更强，应该得到纵深程度的大力推广和应用。
关键词：天然气低温提氦工艺主要特点控制措施优化研究中图分类号：TE8 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）08（b）-0042-03Optimization of Helium Extraction from Natural Gas at Low TemperatureLI Yuantao（Shaanxi Yanchang Petroleum（Group） Co.， Ltd.， Yanchang， Shaanxi Province，717100 China）Abstract： Low temperature helium extraction from natural gas is more and more widely used in industry. Firstly， this paper introduces two low-temperature helium extraction processes， analyzes the main detection and control measures， further expounds the relevant technical research on optimizing the low-temperature helium extraction process， and finally explains the possibility of realizing the separation and helium extraction process of two towers of post expansion + nitrogen cycle refrigeration. Through the analysis， it is concluded that in the helium extractionprocess of natural gas， The above separation process is more universal and should be vigorously promoted and applied in depth.Key Words： Natural gas low temperature helium extraction process; Main features; Control measures; Optimization research现如今，工业领域中一般使用两种低温提氦工艺：克劳特循环工艺、膨胀制冷+氮气循环制冷分离工艺。
天然气制氢工艺技术规程
天然气制氢装置工艺技术规程1.1装置概况规模及任务本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA制氢工序组成1.2工艺路线及产品规格该制氢装置已天然气为原料，采用干法脱硫、3.8MPa压力下的蒸汽转化，一氧化碳中温变换，PSA工艺制得产品氢气。
1.3消耗定额（1000Nm3氢气作为单位产品）2.1工艺过程原料及工艺流程2.1.1工艺原理1.天然气脱硫本装置采用干法脱硫来解决该原料气中的硫份。
为了脱除有机硫，采用铁锰系转化吸取型脱硫催化剂，并在原料气中加入约1-5%的氢，在约400℃高温下发生下述反映：RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化吸取后，剩余的硫化氢，再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反映而被吸取：H2S+ZnO=ZnO+H2OC2H5SH+ZnS+C2H5+H2O氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，最终硫被脱除至0.1ppm以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的规定。
2.蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃—蒸汽转化反映，重要反映如下：CH4+H2O= CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢CO+H2O=CO2+H2+Q (2)前一反映需大量吸热，高温有助于反映进行；后一反映是微放热反映，高温不利于反映进行。
因此在转化炉中反映是不完全的。
在发生上述反映的同时还伴有一系列复杂的付反映。
涉及烃类的热裂解，催化裂解，水合，蒸汽裂解，脱氢，加氢，积碳，氧化等。
在转化反映中，要使转换率高，残余甲烷少，氢纯度高，反映温度要高，但要考虑设备承受能力和能耗，所以炉温不宜太高。
为缓和积碳，增长收率，要控制较大的水碳比。
3.变化反映的反映方程式如下：CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反映，减少温度和增长过量的水蒸气，均有助于变换反映向右侧进行，变换反映假如不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反映速度。
天然气制氢简介演示
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甲醇生产
甲醇是重要的化工原料， 也是燃料添加剂，天然气 制氢可用于甲醇的生产。
石油工业
在石油工业中，天然气制 氢可用于石油加工和裂化 等过程，提高石油产品的 质量和产量。
氢能源汽车
燃料电池汽车
氢燃料电池汽车是未来可持续交 通的重要组成部分，天然气制氢 可以为燃料电池汽车提供清洁的 能源。
混合动力汽车
将天然气经过净化处理，除去 其中的硫、氯等杂质，得到纯
净的甲烷气体。
反应
将纯净的甲烷气体与水蒸气在 催化剂的作用下进行反应，生
成氢气和二氧化碳。
产物分离
通过一系列的物理和化学方法 ，将生成的氢气和二氧化碳进 行分离，得到高纯度的氢气。
氢气压缩
将得到的氢气进行压缩，以便 于储存和运输。
02
天然气制氢的技术
天然气制氢的原理
天然气的主要成分是甲烷（CH4）， 在一定条件下，甲烷与水蒸气反应生 成氢气和二氧化碳，反应方程式为： CH4 + (x+1)H2O → H2 + CO2 + xH2O。
反应过程中需要使用催化剂来加速反 应，同时需要控制反应温度和压力。
天然气制氢的工艺流程
01
02
03
04
原料准备
天然气制氢简介演示
汇气制氢的技术 • 天然气制氢的应用 • 天然气制氢的挑战与前景 • 天然气制氢的案例分析
01
天然气制氢概述
天然气制氢的定义
• 天然气制氢：是指利用天然气为原料，通过化学反应将天 然气中的主要成分甲烷转化为氢气的过程。
资源消耗
大规模的天然气制氢需要大量的水资 源和土地资源，对环境产生一定压力 。
液化天然气提氦制氢 工艺
液化天然气提氦制氢工艺液化天然气（LNG）是指将天然气在低温下压缩成液体的过程。
在这个过程中，除了甲烷等主要成分之外，还含有一定量的其它气体，其中包括氦气。
液化天然气中含有丰富的氦气资源，因此可以通过液化天然气提取氦气，进一步制取氢气。
液化天然气提氦制氢的工艺主要分为以下几个步骤：1. 液化天然气的分离：首先，将液化天然气从储罐中抽出，进入分离装置。
在分离装置中，通过控制温度和压力，将液化天然气中的氦气与其它气体进行分离。
分离出的氦气可以进一步用于制取氢气。
2. 氦气的提取：分离出的氦气经过一系列的处理步骤，如压缩、冷却和过滤等，将氦气从液化天然气中提取出来。
这些处理步骤可以通过管道、过滤器等设备完成。
提取出的氦气可以用于工业、医疗和科学研究等领域。
3. 氦气的制氢：提取出的氦气可以用于制取氢气。
首先，将氦气经过进一步的处理，如蒸馏和压缩等，使其纯度达到制取氢气的要求。
然后，将氦气与水蒸气进行反应，通过催化剂的作用，将氦气中的氧气与水蒸气中的氢气发生反应生成氢气。
最后，通过分离和纯化等步骤，将制取出的氢气得到。
液化天然气提氦制氢的工艺具有以下优点：1. 资源丰富：液化天然气中含有丰富的氦气资源，可以满足氦气的需求。
2. 环保节能：液化天然气提氦制氢的过程中，可以利用天然气中的氦气和水蒸气进行反应，从而减少对其它资源的依赖。
同时，液化天然气的制备过程中，可以通过回收利用废气和废热等方式，实现能源的循环利用，降低能源消耗。
3. 适用性广泛：液化天然气提氦制氢的工艺可以应用于工业、医疗和科学研究等领域。
制取的氦气和氢气可以用于气体焊接、气体分析、气体灭火等多个方面。
液化天然气提氦制氢的工艺在实际应用中仍面临一些挑战：1. 工艺复杂：液化天然气提氦制氢的工艺涉及多个步骤和设备，需要对温度、压力和流量等参数进行精确控制，以确保工艺的稳定和高效运行。
2. 资源浪费：在液化天然气提氦制氢的过程中，可能会产生一定量的废气和废水。
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
天然气制氢装置工艺过程原料及工艺流程
1.原料准备：
天然气是制氢的主要原料，通常以管道天然气为主。
其他辅助原料包括水蒸汽、空气和甲醇。
2.蒸汽重整：
天然气经过预处理后，进入蒸汽重整反应器。
在该反应器中，天然气与催化剂接触，重整出一氧化碳和氢气。
催化剂通常是镍基或白金基的催化剂。
3.蒸汽甲烷重整：
经过蒸汽重整的气体流向蒸汽甲烷重整反应器，继续重整反应。
在该反应器中，一氧化碳与蒸汽反应，生成二氧化碳和氢气。
该反应需要高温和高压条件，通常在镍基催化剂存在下进行。
4.CO转化：
重整产生的废气通常包含一氧化碳、二氧化碳和少量的甲烷等杂质。
这些杂质需要通过CO转化反应来去除。
在该反应中，一氧化碳与二氧化碳反应，生成二氧化碳和氢气。
5.甲醇水蒸气变换：
甲醇可以通过与水蒸气反应，产生氢气和二氧化碳。
这个反应可以通过温度和催化剂的选择来控制产物的选择。
6.分离纯化：
在上述反应过程中，产生的氢气和二氧化碳混有其他杂质。
这些杂质需要通过分离纯化工艺来去除，以获取高纯度的氢气。
以上就是天然气制氢装置的工艺流程及其原料介绍。
需要注意的是，具体的工艺流程会因应用领域和工艺设备的不同而有所差异，以上仅为一个基本的参考。
实际应用中还需要根据具体情况进行工艺设计和优化。
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用天然气是我们生活中不可或缺的能源之一，它可以为我们的家庭和工业提供温暖和动力。
但是，天然气资源并不是无穷无尽的，我们需要找到一种方法来高效利用它。
这就是天然气液化技术的作用所在。
天然气液化是一种将天然气转化为液体燃料的过程。
这样做的好处是可以将天然气储存在低温条件下，从而延长其使用寿命。
液化后的天然气可以通过管道运输，方便快捷地到达需要的地方。
最重要的是，液化后的天然气可以用于各种不同的用途，包括发电、供暖和工业生产等。
要实现高效利用天然气资源并不容易。
这就需要我们掌握一些关键技术和装备。
其中最重要的一项技术就是氦资源高效利用技术。
氦是一种非常稀有的气体，但是它却有着广泛的应用领域。
例如，在医疗领域中，氦被用来制造放射性同位素；在工业领域中，氦则被用来制造半导体材料。
因此，如何高效利用氦资源成为了一项非常重要的任务。
为了解决这个问题，科学家们开发了一系列关键技术和装备。
其中最著名的一项技术就是氦离心机。
这种机器可以将氦气压缩到极高的压力下，并将其转化为液体状态。
这样一来，我们就可以更加方便地储存和运输氦资源了。
除了氦离心机之外，还有其他一些关键技术和装备也被广泛应用于天然气液化及氦资源高效利用领域。
例如，低温储罐可以帮助我们在低温条件下储存天然气；高压压缩机可以将天然气压缩到更高的压力下；加氢反应器可以将天然气转化为液体燃料等等。
这些技术和装备的应用，使得我们能够更加高效地利用天然气资源，为我们的日常生活和工业生产提供了更多的动力和保障。
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用是一个非常重要的领域。
通过不断地研发和创新，我们可以更好地利用天然气资源，为我们的生活和社会做出更大的贡献。
希望这篇文章能够让大家对这个领域有更深入的了解！。
天然气提氦原理流程设计
天然气提氦原理流程设计作者：陈鹏陶真袁东筱来源：《中国科技博览》2018年第20期[摘要]氦气因其独特的性质，在国防军工和科学研究中都有着重要而广泛的用途。
近年来，随着我国国防军工事业的快速发展和航天事业的发展，相关领域对氦气的需求将大幅度增加，而且目前我国还没有大规模化的提氦装置。
[关键词]提氦；天然气；原理流程；中图分类号：G887 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0242-01一、低温冷凝法提氦的条件低温冷凝法提氦对天然气原料气介质要求较高，H2S含量小于4ppm，CO2含量小于100ppm，H20含量小于1ppm，因此对天然气提氦之前需考虑对原料气的脱硫、脱碳和脱水，脱硫、脱碳一般采用成熟的MEA+MDEA的配方溶剂工艺，脱水的常规方法有分子筛脱水和三甘醇脱水，但三甘醇脱水的深度很难满足H20含量小于1ppm的要求，为此只能采用分子筛脱水二、原理流程冷凝法提氦装置采用后膨胀+氮循环制冷工艺。
天然气提氦装置的主要工艺设备由膨胀机、原料气冷却器、一级提浓塔、二级提浓塔、深冷器等组成。
原料气首先进入一级提浓塔，通过膨胀机制冷和降压分离出甲烷，然后进入二级提浓塔，通过液氮循环提供的冷量再次分离出剩余的甲烷、氮气等气体，得到70%的粗氦，再经过钯反应和膜分离出去气体中的氢气等气体，得到95%以上的粗氦，最后通过氦气精致得到99.9%以上得氦气，原理流程如下图所示：（见图1）从分子筛脱水装置来的提氦天然气进入原料气冷却器中冷却到后，通过流量调节阀调节，从天然气中抽部分气体进入一级提浓塔塔底作为蒸发器热源被冷却到后，再次进入原料气冷却器与原料气汇合继续预冷。
提氦天然气预冷后进入一级提浓塔中部进行一次提浓。
一级提浓塔塔顶冷凝器出来的一次粗氦浓度可达5%左右；塔底出来的液甲烷部分经过节流作为塔顶冷凝器的冷源，经过塔顶冷凝器换热后，低压返回气体与深冷器来的低压气汇合进入原料气冷却器回收冷量后，一部分经尾气压缩机增压到外输，另一部分作为燃料气进入燃料气系统；而塔底大部分的液体节流后进入原料气冷却器回收部分冷量，进入透平膨胀机，再进入原料气冷却器换热，回收冷量后，再经过同轴压缩机增压进入外输管线。
天然气低温提氦工艺优化探析
74氦气自身具有独特的性质，化学性质相对来说较为稳定，而且在重要的领域当中都有着广泛的应用。
氦气在空气中的含量较低，并不具备工业提取价值，目前主要存在于天然气当中，而且在世界各地的含量分布都存在不同程度的差异，在一些地区氦气含量能高达8%，本文主要研究从天然气当中提取氦气的工业来源，以及相关工艺技术，通过对比研究国内外当前的工艺技术，选取3种低温提氦技术进行分析，并提出控制了生产成本的措施。
1 当前的产业政策背景分析鉴于目前氦气资源安全形势十分严峻的问题，国务院在2015年印发的相关文件明确指出，要贯彻绿色发展的理念。
首先在当前工业生产的背景下，要坚持将可持续发展作为主要的着立点，不断改进工艺技术，贯彻节能环保的要求，并将其在技术和工艺当中得到有效的推广和应用，通过推行清洁生产等方式，更有利于发展我国的循环经济，促进资源得到有效的回收，并在一定程度上也能提高资源的利用率[1]。
本项目主要研究从天然气当中对低温提氦工艺的优化策略，不仅符合国家产业政策的要求，也能基于当前的政策，支持研发出高附加值的产品和技术。
2 国内外技术研究概况氦气自身稳定的化学性质，使其在科学研究以及国防军工等诸多领域当中都具有重要的作用，因为氦气具有-268.9℃的低沸点，因此可以运用于超低温冷却之中，也可以作为清洗介质以及推进器应用在火箭和航天领域。
目前伴随着氦气的广泛应用和推广，在悬浮列车中也可以促进超导体的应用，并可以作为超导电池体冷却应用于医疗领域。
研究当前所采用的工艺技术，对于后续项目的探究具有一定的作用和价值。
2.1 国外深冷分离工艺技术自从氦气在1908年被物理学家液化处理之后，这项深冷分离工艺技术被广泛地运用在氦气分离过程当中，并且目前已经形成了较为成熟的氦气分离技术，经过了上百年的沉淀和发展。
在国外这项技术主要应用在大型液化天然气（LNG）工厂中，通常也会对生产规模提出较高的要求，分离的工艺原理主要在于：将LNG储罐内的气体（BOG）气体进行低温精馏处理，并采取分阶段液化的处理方法将甲烷、氮气以及氦气进行分离。
基于深冷技术的液化天然气蒸发气提氦流程优化分析
基于深冷技术的液化天然气蒸发气提氦流程优化分析摘要：随着能源需求的增长和环境问题的日益凸显，液化天然气（LNG）作为清洁能源的重要来源备受关注。
然而，LNG生产过程中伴随产生的蒸发气中含有丰富的氦资源，但目前的提氦流程存在效率低下、能耗高等问题。
本研究旨在探讨基于深冷技术的液化天然气蒸发气提氦流程的优化潜力。
通过分析深冷技术现有提氦流程存在的问题，本研究提出了一种新型的提氦流程，该流程结合了深冷技术的优势，旨在提高提氦效率、降低能耗。
通过能耗、经济性、提氦效率等方面的综合分析，揭示了基于深冷技术的提氦流程的潜在优势。
关键词：深冷技术、液化天然气、蒸发气、提氦、优化分析引言：随着全球能源需求的不断增长和环境问题的加剧，清洁能源的研究和开发成为全球范围内的重要议题。
液化天然气作为一种高效、清洁的能源资源，在能源供应链中占据着重要地位。
然而，传统的LNG生产过程中伴随产生的蒸发气中富含氦资源，这一宝贵资源的回收利用却鲜有深入研究。
氦作为稀有气体，在医疗、半导体制造等领域有广泛的应用，因此提高氦资源的回收利用效率具有重要意义[1]。
然而，现有的提氦流程存在着效率低下、能耗高等问题，迫切需要新的流程来解决这些挑战。
1 液化天然气蒸发气提氦方法目前，针对蒸发气中氦提取现有的流程，普遍存在着效率低下、能耗高、氦提取率不高等问题。
传统的提氦方法主要包括吸附分离、膜分离等，但在处理大量氦气时，这些方法面临操作复杂、设备大型化等挑战。
而且，这些方法在提高氦提取效率和降低成本方面还存在一定的局限性。
基于深冷技术的提氦流程是一种新型的方法，它结合了深冷技术在LNG生产中的应用优势，旨在提高提氦效率并降低能耗。
深冷技术利用制冷剂使气体迅速降温，达到液化的状态，从而实现气体分离[2]。
在液化天然气蒸发气提氦过程中，深冷技术可以有效地将氦气液化并分离出来，从而提高氦提取率和纯度。
与传统方法相比，基于深冷技术的提氦流程具有操作简便、设备紧凑、能耗相对较低等优势。
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用
天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用天然气，这个我们生活中无处不在的宝贵资源，它就像是我们家里的“煤气罐”，为我们提供着温暖和光明。
但是，你知道吗？天然气并不是一开始就能直接使用的，它需要经过一系列的处理才能变成我们熟悉的液态天然气(LNG),而在这个过程中，氦资源的高效利用也是至关重要的。
今天，我们就来聊聊天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备与工业化应用，让你对这个话题有更深入的了解。
我们来看看天然气液化的过程。
天然气在开采出来后，需要通过压缩、冷却等手段将其压缩成液体状态，这个过程就像是把一个大胖子变成了一个小胖子。
这个小胖子就是我们熟悉的液态天然气(LNG),它可以储存在特殊的储罐里，运输到各个地方使用。
这个过程看似简单，但实际上却是一项高技术含量的工作，涉及到很多复杂的工程技术和设备。
那么，在这个过程中，氦资源又起到了什么作用呢？原来，在天然气液化的过程中，氦资源是必不可少的。
氦原子的质量非常小，但是它的热容量却非常大，可以有效地降低天然气液化的温度，从而提高液化效率。
这就好比我们在冬天给暖气片加煤球一样，虽然单个煤球的热量很小，但是多个煤球加在一起，就能让整个屋子变得暖和起来。
所以说，氦资源在这个过程中就像是我们的“小煤球”，虽然不起眼，但是却发挥着重要的作用。
接下来，我们再来看看如何高效利用氦资源。
在天然气液化的过程中，氦资源主要是通过吸附的方式被提取出来的。
这种方法虽然简单易行，但是却存在很大的浪费。
为了解决这个问题，科学家们研究出了一种新的高效利用氦资源的方法，那就是利用氦气的高能级特性，通过激光诱导击穿等手段将氦气转化为其他物质。
这样一来，不仅可以提高氦资源的利用率，还可以减少环境污染。
我们来看看这些关键技术和装备在工业化应用中的表现。
随着科技的发展，天然气液化及氦资源高效利用关键技术和装备已经取得了很大的进步。
目前，我国已经在多个领域成功应用了这些技术，如长输管道、城市燃气、工业用气等。
液化天然气装置不凝气提取高纯氦气技术推广方案(一)
液化天然气装置不凝气提取高纯氦气技术推广方案实施背景随着全球能源结构的转变和环保意识的提高，液化天然气（LNG）作为一种清洁、高效的能源，在全球能源消费结构中的地位日益重要。
据国际能源署的统计数据，2021年全球LNG贸易量达到了约5亿吨，同比增长了约9%。
预计到2030年，全球LNG需求将增长近50%，其中中国和印度将贡献大部分增长。
因此，开展液化天然气技术、装备开发与应用方案具有重要的现实意义和长远战略意义。
工作原理液化天然气技术是指将天然气在常温下通过压缩、冷却、加压等工艺流程，使其液化成液体，并储存在低温储罐中。
液化天然气具有体积小、储存方便、运输灵活、清洁环保等优点，被广泛应用于城市燃气、工业燃料、车用燃料等领域。
液化天然气技术主要包括天然气的液化、储存、运输、应用等方面。
实施计划步骤1. 天然气液化工艺流程开发根据不同地区的气源条件和市场需求，开发适合的天然气液化工艺流程。
根据国内外相关研究和生产实践，目前主要有三种液化工艺流程：级联式液化流程、混合制冷剂液化流程和膨胀制冷液化流程。
2. 液化天然气储存技术研发为提高液化天然气储存和使用效率，需要研发新型的液化天然气储存技术。
目前，国内外液化天然气储存技术主要有：低温储罐技术、高压储罐技术、吸附储存技术等。
3. 液化天然气运输技术开发为降低液化天然气运输成本和提高运输效率，需要开发新型的液化天然气运输技术。
目前，国内外液化天然气运输技术主要有：船舶运输技术、铁路运输技术、公路运输技术、管道运输技术等。
4. 液化天然气应用技术研究为拓宽液化天然气的应用领域和提高应用效果，需要开展液化天然气应用技术研究。
目前，国内外液化天然气应用技术主要有：城市燃气技术、工业燃料技术、车用燃料技术等。
适用范围液化天然气技术、装备开发与应用方案适用于能源结构转型和清洁能源发展需求强烈的地区，包括中国、印度等发展中国家以及欧洲、北美等发达国家。
具体适用领域如下：1. 城市燃气领域：适用于城市居民用气和工业用气，可提供稳定可靠的高品质燃气；2. 工业燃料领域：适用于各类工业企业的燃烧设备，可提供高效节能的燃料；3. 车用燃料领域：适用于各类车辆的燃料供给，可提供清洁环保的车用燃料；4. 分布式能源领域：适用于各类分布式能源项目，可提供高效综合的能源解决方案；5. 国际市场领域：适用于国际间能源贸易和合作，可促进全球能源贸易的发展。
天然气制氢工艺技术规程
天然气制氢工艺技术规程天然气制氢装置工艺技术规程1.1装置概况规模及任务本制氢装置由脱硫造气工序、变换工序、PSA制氢工序组成1.2工艺路线及产品规格该制氢装置已天然气为原料，采用干法脱硫、3.8MPa压力下的蒸汽转化，一氧化碳中温变换， PSA工艺制得产品氢气。
3序号名称单位小时消耗量单位消耗备注1 天然气Nm338976 4532 原料天然气Nm335840 4173 燃料天然气Nm33136 36.54 电KWh 3584.02 41.675 脱盐水吨119.4 1.392.1.1工艺原理1.天然气脱硫本装置采用干法脱硫来处理该原料气中的硫份。
为了脱除有机硫，采用铁锰系转化吸收型脱硫催化剂，并在原料气中加入约1-5%的氢，在约400℃高温下发生下述反应：RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余的硫化氢，再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收：H2S+ZnO=ZnO+H2OC2H5SH+ZnS+C2H5+H2O氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，最终硫被脱除至0.1ppm以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。
2.蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃—蒸汽转化反应，主要反应如下：CH4+H2O= CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢 CO+H2O=CO2+H2+Q (2)前一反应需大量吸热，高温有利于反应进行；后一反应是微放热反应，高温不利于反应进行。
因此在转化炉中反应是不完全的。
在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。
包括烃类的热裂解，催化裂解，水合，蒸汽裂解，脱氢，加氢，积碳，氧化等。
在转化反应中，要使转换率高，残余甲烷少，氢纯度高，反应温度要高，但要考虑设备承受能力和能耗，所以炉温不宜太高。
为缓和积碳，增加收率，要控制较大的水碳比。
3.变化反应的反应方程式如下：CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反应，降低温度和增加过量的水蒸气，均有利于变换反应向右侧进行，变换反应如果不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反应速度。
一种天然气提氦的方法[发明专利]
![一种天然气提氦的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1656bd0130126edb6f1aff00bed5b9f3f90f72c0.png)
(10)申请公布号 CN 102735020 A(43)申请公布日 2012.10.17C N 102735020 A*CN102735020A*(21)申请号 201210255340.X(22)申请日 2012.07.23F25J 3/02(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610100 四川省成都市双流县华阳镇古城村(72)发明人李均方 刘泽军 谭敬明 华洪基李朝贵 杨武英 王应海许柯(54)发明名称一种天然气提氦的方法(57)摘要本发明公开了一种天然气提氦的方法，包括以下步骤：A 、取含氦的原料天然气送入主换热器冷却；B 、将步骤A 冷却所得的混合物送入分离塔，混合物经加热后，至少一部分蒸气在塔顶被冷凝蒸发器冷却获得一次粗氦，一次粗氦经提纯后获得粗氦产品；C 、分离塔塔底的液体一部分经减压节流后通过管道进入塔顶冷凝蒸发器，作为冷凝蒸发器的冷源，与步骤B 的蒸气进行热交换。
D 、根据冷量平衡需要，确定是否需要从冷凝蒸发器的蒸发侧获取由步骤C 的冷源在与步骤B 的蒸气进行热交换后获得的LNG 产品。
本发明构思巧妙、流程简单，工艺运行稳定，冷量易于平衡，能耗、成本大大降低。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页1/1页1.一种天然气提氦的方法，其特征在于包括以下步骤：A 、将含氦的原料天然气，送入主换热器冷却；B 、将步骤A 冷却所得的混合物送入分离塔，混合物经加热后，至少一部分蒸气在塔顶被冷凝蒸发器冷却获得一次粗氦；C 、分离塔塔底的液体一部分经减压节流后通过管道进入塔顶冷凝蒸发器，作为冷凝蒸发器的冷源，与步骤B 的蒸气进行热交换；D 、根据冷量平衡需要，确定是否需要从冷凝蒸发器的蒸发侧获取步骤C 的冷源进行热交换后获得的LNG 产品。
天然气轻烃回收与提氦联产工艺
天 然 气 工 业Natural Gas Industry第41卷第5期2021年 5月· 127 ·天然气轻烃回收与提氦联产工艺荣杨佳1,2 王成雄1 赵云昆1 胡成星3 饶 冬2,4 诸 林21. 昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室2. 西南石油大学化学化工学院3. 中国石油塔里木油田公司油气田产能建设事业部4. 中国石化西南油气分公司采气二厂摘要：为了降低单一提氦过程的能耗和成本，实现冷量的最大化利用，将天然气轻烃回收工艺与提氦工艺有机结合，提出了自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热（DHX ）—闪蒸提氦联产工艺。
利用HYSYS 软件对联产工艺、DHX 轻烃回收和闪蒸提氦单一工艺进行了工艺过程模拟，并分析了关键参数对设备能耗、C 3+回收率和粗氦回收率的影响情况，最终确定了DHX 塔顶回流温度为－70 ℃、提氦闪蒸罐进料温度为－166 ℃等最优工艺参数。
模拟计算的结果表明：①创新提出的联产工艺使用了自产冷剂循环制冷，有效地集成并回收冷量，针对给定的原料气条件，与单一提氦工艺相比，C 3+回收率达到99.11%，并且粗氦回收率也达93.39%，粗氦浓度达38.30%；②从经济性和热力学角度的比较结果表明，联产工艺的总压缩功耗比单一工艺低1 118 kW ，约低22.20%，单位综合能耗降低约17.27%。
结论认为，直接换热（DHX ）—闪蒸提氦联产工艺具有较高的经济价值和性能，为轻烃回收和提氦联产工艺的应用提供了范例。
关键词：天然气；轻烃回收；提氦；联产工艺；冷剂制冷；膨胀制冷；HYSYS 软件；流程模拟；参数分析DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2021.05.014Co-production process of light hydrocarbon recovery andhelium extraction from natural gasRONG Yangjia 1,2, WANG Chengxiong 1, ZHAO Yunkun 1, HU Chengxing 3, RAO Dong 2,4, ZHU Lin 2(1. State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Rare and Precious Metals , Kunming Institute of Precious Metals , Kunming , Yunnan 650106, China ; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering , Southwest Petroleum University , Chengdu , Sichuan 610500, China ; 3. Oil and Gas Field Productivity Construction Division , PetroChina Tarim Oilfield Company , Korla , Xinjiang 841000, China ; 4. No .2 Gas Production Plant , Sinopec Southwest Oil & Gas Company , Langzhong , Sichuan 637400, China )Natural Gas Industry, Vol.41, No.5, p.127-135, 5/25/2021. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract: In order to decrease the energy consumption and cost of single helium extraction process and maximize the utilization of cool-ing capacity, this paper proposes a direct heat transfer (DHX)-flash helium extraction co-production process of self-produced cryogen re-frigeration + expansion refrigeration + cooling box integrated heat transfer by combining the helium extraction process with the light hy-drocarbon recovery process organically. Then, the processes of co-production process, DHX light hydrocarbon recovery and single flash helium extraction are simulated by using the HYSYS software, and the influences of key parameters on equipment energy consumption, C 3+ recovery and crude helium recovery are analyzed. Finally, the optimal process parameters are determined, such as the reflux tempera-ture at the top of the DHX tower of -70 ℃ and the feed temperature of helium extraction flash tank of -166 ℃. And the following simu-lation calculation results were obtained. First, the innovatively proposed co-production process makes use of the self-produced refrigerant for circulating refrigeration, so the cooling capacity is effectively integrated and recovered. For the given feed gas conditions, compared with the single helium extraction process, the C 3+ recovery, crude helium recovery and crude helium concentration of co-production pro-cess are 99.11%, 93.39%, and 38.30%, respectively. Second, economic and thermodynamic comparison results show that compared with the single process, the total compression power consumption of the co-production process is 22.20% (1 118 kW) lower and the unit com-prehensive energy consumption is about 17.27% lower. In conclusion, the direct heat transfer (DHX)-flash helium extraction co-produc-tion process has greater economic value and performance and provides a model for the application of the co-production process of light hydrogen recovery and helium extraction.Keywords: Natural gas; Light hydrocarbon recovery; Helium extraction; Co-production process; Cryogen refrigeration; Expansion refrig-eration; HYSYS software; Process simulation; Parameter analysis基金项目：国家自然科学基金项目“铂/钡基催化材料在汽车尾气治理中的服役特性与失效与失效机制研究”（编号：21862010）、云南省重大科技专项“云南省稀贵金属材料基因工程（一期2019）—数据库及制备表征平台建设与相关关键技术研发”（编号：2019ZE001-2）。
低氦含量天然气中氢提取技术研究成本
文章标题：低氦含量天然气中氢提取技术研究成本分析与展望一、低氦含量天然气中氢提取技术的研究背景在目前的能源领域，天然气资源被广泛应用于工业生产和生活供暖等领域。
然而，传统天然气中通常含有较高的氦含量，这对氢能源的利用造成了一定的影响。
低氦含量天然气中氢提取技术的研究及成本分析，是当前能源研究领域的热点问题之一。
本文将对此进行深入探讨，并就此展开讨论。
二、低氦含量天然气中氢提取技术的成本分析低氦含量天然气中氢提取技术的研究成本主要包括人力成本、设备成本、研发成本等方面。
在人力成本方面，需要投入大量研究人力，进行实验、数据分析等工作。
在设备成本方面，需要购买先进的氢提取设备，进行实验验证以及中试阶段的设备改造。
还需要考虑到研发成本，包括专利申请费用、论文发表费用等。
低氦含量天然气中氢提取技术的研究成本较高，需要长期的资金和人力投入。
在产业应用方面，低氦含量天然气中氢提取技术的大规模应用也需要考虑投资成本、运营成本等方面的问题。
建设氢提取工厂需要大量的资金投入，设备采购、厂房建设等方面的投资都需要考虑在内。
运营成本包括设备维护、能源消耗等方面的费用。
这些成本的存在，使得低氦含量天然气中氢提取技术的商业应用面临一定的挑战。
三、低氦含量天然气中氢提取技术的研究成本与未来展望尽管低氦含量天然气中氢提取技术的研究成本较高，但仍然值得期待。
随着科技的进步和成本的降低，相信这一技术在未来会得到更广泛的应用。
我国政府对清洁能源的支持力度不断加大，对低氦含量天然气中氢提取技术的研究也在逐步增加。
在管理合理的情况下，通过技术创新和成本优化，低氦含量天然气中氢提取技术的研究成本有望逐步降低。
随着氢能源产业的逐步成熟，创新企业对该技术的投入也将不断增加，从而推动技术成熟度的提高。
个人观点与理解：低氦含量天然气中氢提取技术面临着较高的研究成本，但从长远来看，这一技术对于清洁能源的发展具有重要意义。
随着技术的不断成熟和成本的逐步优化，相信这一技术会为我国的清洁能源产业带来新的发展机遇。
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液化天然气提氦制氢工艺
液化天然气提氦制氢工艺
随着人们对能源的需求不断增加，石油和天然气等化石能源的开采与利用也越来越受到关注。
液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）作为一种清洁能源，具有高能量密度、低碳排放等优势，被广泛应用于能源领域。
然而，除了作为燃料使用外，液化天然气还可以通过提氦制氢工艺来进一步提高能源的利用效率。
液化天然气中含有丰富的氦气资源，而氦气是一种稀有、非可再生的气体，具有广泛的应用价值，尤其在高科技领域。
因此，通过液化天然气提氦制氢工艺，既可以回收氦气资源，又可以产生高纯度的氢气，实现能源的可持续利用。
液化天然气提氦制氢工艺的基本步骤如下：
1. 液化天然气的预处理：液化天然气中含有杂质如水蒸气、硫化氢等，需要进行预处理以提高氦气和氢气的纯度。
预处理包括脱水、脱酸等过程，通过吸附剂或膜分离技术去除杂质。
2. 氦气的分离：经过预处理的液化天然气进入分离装置，通过低温蒸馏的方式将液化天然气中的氦气从其他组分中分离出来。
在分离装置中，根据气体的沸点差异，利用低温冷凝和高温蒸发的原理，将氦气与其他组分分离。
3. 氦气的回收：分离出的氦气经过冷凝或压缩等工艺，转化为液态氦并进行储存。
液态氦具有极低的沸点和密度，可广泛应用于超导材料制备、核磁共振成像等高科技领域。
4. 氢气的制备：分离装置中除氦气外的其他组分主要是氢气，可以通过热解或电解等方式将其转化为纯度较高的氢气。
热解是将液化天然气中的甲烷通过高温反应转化为氢气和固体碳，而电解则是利用电能将水分解成氢气和氧气。
5. 氢气的纯化：经过制备得到的氢气还含有少量杂质，如二氧化碳、甲烷等，需要通过吸附剂或膜分离技术进行纯化，以提高氢气的纯度和质量。
通过以上工艺步骤，液化天然气提氦制氢工艺可以实现对氦气和氢气的有效回收和利用。
这不仅提高了能源的利用效率，减少了能源资源的浪费，还满足了氦气和氢气在高科技领域的需求。
同时，该工艺也具有环保的特点，减少了对环境的污染。
液化天然气提氦制氢工艺通过回收液化天然气中的氦气资源，并制备高纯度的氢气，实现了能源的可持续利用。
该工艺不仅具有经济效益，还对环境友好，为能源领域的可持续发展做出了贡献。
在未来的发展中，液化天然气提氦制氢工艺有望得到更广泛的应用和推广。