Им. И. М. Губкина унц "газохимия" иох им. Н. Д. Зелинского ран ргу нефти и газа им. И. М. Губкина

Методы получения гелиевого концентрата

Получение гелиевого концентрата возможно четырьмя спосо­бами - криогенным, абсорбционным, путем гидратообразования и диффузией через пористые мембраны. Из этих способов толь­ко первый получил промышленное применение, а остальные по ряду причин не вышли за рамки опытно-промышленных или исследовательских работ.
Криогенный способ основан на охлаждении газа до температу­ры конденсации азота, при которой конденсируется и метан, а гелий остается в газовой фазе в виде концентрата. По варианту, представленному на принципиальной технологической схеме (рис.40), очищенный и осушенный газ под давлением 3,2 МПа охлаждается вначале пропаном, затем в двух рекуперативных теплообмен­никах (с промежуточной сепарацией) до -104°С и после дросселирования с температурой -153°С подается в колонну. Снизу этой колонны отводится в основном метан. Верх колонны охлаждается за счет рекуперации холода, отчего там поддерживается температура -191°С, при которой сверху отводится смесь гелия и азота. Эта смесь затем доохлаждается в двух рекуперативных теплооб­менниках и в двух сепараторах разделяется на концентрат гелия (85%) и кон­центрат азота (99,5%). Последний, расширяясь в турбодетандоре 5, охлаждает верх колонны и отводится как продукт. По такому варианту извлекается около 95 - 96% гелия от его исходного содержания в газе.
Криогенные методы, несмотря на высокие эксплу­атационные затраты, весьма эффективны, так как позволяют на различных стадиях выделения гелия из природного газа попутно получать ценные товарные продукты - этан, метановую фракцию и ШФЛУ.
Абсорбционный способ получения гелиевого концентрата основан на использовании активных поглотителей метана (ССI₃F, ССI₂F₂ и др.). Их поглотительная способность по метану в 10-20 раз выше, чем по гелию, а при пониженных до минус 20 - минус 30°С температурах
это
Рис.40. Принципиальная схема получения гелиевого концентрата:
1-сепараторы; 2-колонны; 3-холодильник; 4-рекуперативные теплообменники; 5 - турбодетандер; 6- компрессор. I -природный газ; II - жидкие углеводороды; III - гелиевый концентрат; IV - концентрат азота; V- сухой газ (метан-азотная смесь).

различие еще более возраста­ет. В итоге в газе концентрируется гелий, но получаемый при этом концентрат хуже, чем полученный криогенным способом