浓缩煤层气深冷液化提氦工艺

氦气是国家重要战略气体之一，天然气提氦是其主要工业来源。我国由于缺少天然气资源严重受制于氦垄断国家，寻找新的氦气提取资源迫在眉睫。从与天然气组成类似，且不需复杂前处理的浓缩煤层气中提取氦气可作为破除我国氦气“卡脖子”的重要方向。利用Aspen HYSYS软件对浓缩煤层气提氦联产液化天然气(LNG)工艺进行模拟计算，分析了提氦塔的进料温度、进料压力、回流比、理论板数与进料位置及原料气组成等参数对深冷液化提氦工艺能耗、粗氦和LNG产品质量的影响。结果表明：浓缩煤层气深冷液化提氦工艺主要耗能设备为循环制冷过程中的压缩机和膨胀机，提氦过程中的冷凝器和再沸器。进气低温、高压条件下，深冷液化提氦分离效果好。一、二级提氦塔和脱氮塔的理论板数分别为8、7和4时，深冷液化提氦系统投资费用最低，经济性好。原料气中CH₄体积分数由86%提高至93%,He体积分数由0.8%提高至1.5%,N₂体积分数由13.2%降至5.5%时，经两级低温冷凝提氦后产品粗氦体积分数由66.68%提高至70.49%,He回收率由99.67%提高至99.93%,粗氦产量由7.47 m