天然氣擴(kuò)散法生產(chǎn)氦氣的主要方法：利用氦氣的高熱擴(kuò)散性能可以濃縮和提取天然氣中的氦氣。所使用的擴(kuò)散元件通常是石英玻璃毛細(xì)管，其管壁厚度為0.025至0.127 mm，內(nèi)徑與壁厚之比為3至7，工作溫度為400至500。C。根據(jù)具體的操作條件，從數(shù)十MPa至數(shù)百M(fèi)Pa中選擇。通過(guò)石英玻璃的毛細(xì)管擴(kuò)散而提取的氦氣的純度很高，但是由于所使用的石英玻璃毛細(xì)管非常薄，因此制造不便，并且需要在高溫和操作期間相對(duì)較高的壓差下進(jìn)行。 。有很多限制。膜滲透法：隨著膜材料的發(fā)展，用于氦氣萃取的膜滲透法具有越來(lái)越好的應(yīng)用前景。各種氣體對(duì)膜具有一定的滲透性，并且每種氣體的滲透性不同，因此可以通過(guò)滲透法提取天然氣中的氦氣。工業(yè)應(yīng)用的滲透膜應(yīng)具有：大的滲透常數(shù)，以確保產(chǎn)量并減少所需的膜面積；大的分離系數(shù)，以簡(jiǎn)化工藝；良好的化學(xué)，機(jī)械和熱穩(wěn)定性，以保持長(zhǎng)期性能。膜滲透天然氣組分的選擇性可以通過(guò)分離因子“ s”表示。吸附法：該方法根據(jù)每種組分在固體吸附劑表面上的吸附能力的差異來(lái)分離天然氣中的氦氣。限于吸附劑的吸附能力，該吸附方法通常適用于雜質(zhì)含量小于10的粗氦精制。近年來(lái)開(kāi)發(fā)的變壓吸附屬于這種改進(jìn)。吸收方法：選擇適當(dāng)?shù)奈杖軇谝欢l件下，可以洗滌并吸收天然氣中沸點(diǎn)高于氦氣的其余成分，以提取氦氣。所使用的吸收溶劑是液態(tài)碳氟化合物，液態(tài)烷烴等。低溫冷凝法：該方法目前在各個(gè)國(guó)家中廣泛用于從天然氣中提取氦氣。它通常由諸如氣源預(yù)處理純化，粗氦提取和氦純化之類(lèi)的過(guò)程組成。天然氣生產(chǎn)過(guò)程：1.預(yù)處理含氦天然氣以純化含氦氣源中的HS和CO。在進(jìn)入低溫設(shè)備之前，必須凈化水，汞甚至汞之類(lèi)的雜質(zhì)，以免在低溫下引起堵塞，腐蝕和工藝條件惡化。常用的酸性氣體去除方法有：醇胺法，熱鉀堿法，砜胺法。氦氣萃取過(guò)程對(duì)天然氣中的H，S和CO有效。考慮到氦提取效率的考慮，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選有利于降低氦提取成本的去除方法。脫水方法：一般采用分子篩對(duì)天然氣中的氦進(jìn)行精細(xì)脫水，脫水深度要求小于1ppm，同時(shí)進(jìn)一步吸附去除殘留的酸性氣體。除汞工藝：除汞分子篩可以再生和循環(huán)使用，但設(shè)備和控制復(fù)雜，浸有硫的活性炭無(wú)法循環(huán)使用，需要定期更換，但設(shè)備和操作簡(jiǎn)單。 2.粗氦的提取天然氣是通過(guò)二次冷凝而產(chǎn)生的，其粗氦的含量為60％至70％。冷凝所需的冷能由常壓液態(tài)甲烷，常壓液態(tài)氮或負(fù)壓液態(tài)甲烷提供。一次冷凝不需要高于乙烷的餾分，而二次冷凝需要少于1個(gè)甲烷含量。同時(shí)，釜液的液態(tài)烴中的氦含量應(yīng)小于10 ppm，以提高氦的回收率。 3.難以將氦氣中的氫液化精煉天然氣與氦氣一起濃縮在粗氦中濃度，需要在精制之前將其除去。工業(yè)上通常使用催化氧化脫氫，并且也正在開(kāi)發(fā)脫氫方法，例如儲(chǔ)氫合金。在隨后的高壓冷凝吸附過(guò)程中，不到10 ppm的殘留氫與其他雜質(zhì)（如氮和少量甲烷）同時(shí)被除去。冷源通常由常壓液氮提供，該液氮可以產(chǎn)生純度超過(guò)99.99的高純度氦氣。其他精制方法，例如洗滌和吸收方法，天然氣成分，例如甲烷和丙烷，可以用作吸收劑。