Гелий очистка сырого газа

Промышленные процессы получения чистого гелия включают обычно несколько стадий предварительную очистку и осушку природного газа, выделение гелия из природного газа (получение сырого гелия или концентрата гелия), очистку сырого гелия и, наконец, получение, чистого гелия. [c.172]

Очистка сырого гелия, получаемого для технических целей из природных газов, производится либо перегонкой под давлением и охлаждением до —200°, либо адсорбцией на активированном угле последняя операция применяется в технике в больших масштабах. 1 г угля, приготовленного из скорлупы кокосового [c.40]

При разработке технологической схемы установки для переработки природного газа, содержащего гелий, обычно приходится решать ряд вопросов, которые являются в значительной степени общими для различных установок и сводятся к следующему выбору наиболее рациональных способов предварительной очистки природного газа, в ходе которой из него удаляются двуокись углерода, Н28 и водяные пары определению уровня и способа предварительного охлаждения природного газа до умеренных температур с постепенной парциальной конденсацией фракций тяжелых углеводородов выбору наиболее эффективных процессов для получения сырого гелия (гелиевого концентрата) и разделения отдельных фракций на чистые продукты, позволяющих добиться минимальных потерь гелия выбору способов очистки сырого гелия с целью получения чистого гелия и получения холода на различных температурных уровнях. [c.145]

Конденсация пара из парогазовой смеси имеет широкое распространение в промышленности. В химической технологии эти процессы используются, ндпример, для конденсации аммиака из азотоводородной смеси после синтеза, для фракционированной конденсации углеводородных смесей из газов пиролиза нефтяного сырья в производствах низших олефинов (этилена, пропилена), для конденсации органических продуктов в присутствии неконденсирующихся газов, для конденсации азота из азотогелиевой смеси в установках очистки гелия от примеси азота и во многих других производствах. В холодильной технике конденсация паров хладагентов часто происходит в присутствии небольших количеств не-конденсирующегося воздуха. То же имеет место и при конденсации отработанного водяного пара в паросиловых установках, когда водяной пар содержит примесь воздуха. [c.148]

Последующее разделение природного газа с извлечением азота и сырого гелия производится в криогенном блоке (рис. 67). Поступая в криогенный блок после предварительной очистки, природный газ при р = = 10,34 МПа охлаждается до температуры 144 К в противоточном теплообменнике 1 продуктами разделения и затем конденсируется в змеевике куба колонны среднего давления 3. Перед подачей в змеевик куба колонны среднего давления 3 некоторое количество природного [c.190]

Последняя стадия — очистка сырого гелия низкотемпературным фракционированием. Предварительно содержание водорода снижают до 0,01% посредством каталитического окисления при обычной температуре, давлении 3,5 ат и последующей осушки. Далее газ сжимают до 192 ат и охлаждают до —196° сначала в теплообменнике, а затем в ванне с жидким азотом. Конденсат сепарируют, а газ, на 98% состоящий из гелия, охлаждают до —207° с помощью азота, кипящего в вакууме. Повторно отделяют жидкость. Оставшийся газ окончательно очищают в адсорберах с активированным углем, охлаждаемых жидким азотом. Повторив эту операцию, можно повысить чистоту гелия более чем до пяти девяток. [c.109]

Повышенное содержание меркаптанов в природном газе сдерживает его широкое применение в технологических процессах различных отраслей народного хозяйства. Повышение требований к качеству выпускаемой продукции, в частности к природному газу, а также повышенные требования к сырью установок получения гелия поставили вопрос о необходимости строительства установки очистки сырьевого газа от сернистых, соединений, в состав которой входят [c.161]

Процесс получения гелия включает следующие стадии 1) предварительная очистка природного газа 2) производство сырого гелия 3) очистка сырого гелия. Принципиальная схема завода приведена на рис. 3.23. [c.165]

Природный и нефтяной газ — это не только топливо и сырье для производства этана, пропана и других гомологов метана. При очистке и переработке газа получают большие количества дешевой серы, гелия и других неорганических продуктов, необходимых для развития ряда отраслей народного хозяйства. Канада благодаря наличию крупных мощностей по переработке сероводородсодержащих природных газов занимает среди капиталистических стран второе место по производству серы [13]. По производству гелия— одного из важнейших и перспективных продуктов — первое место занимают США [14]. Структура потребления гелия характеризуется следующими данными (в % об.) [15] ракетно-космическая техника — 19 контролируемые атмосферы — 12 искусственные дыхательные смеси — 6 исследования — 15 сварка в атмосфере инертного газа — 18 криогенная техника — 6 теплопередача — 7 хроматография — 4 другие области — 13. В перспективе гелий предполагают широко использовать в атомной энергетике, криогенной электротехнике и других областях [16]. [c.12]

Выделение гелия из минералов (торианита, клевеита, монацита и др.) производится путем нагревания минерала с разбавленными кислотами или при высокой (до 1000—1200°) температуре, а также путем сплавления его со щелочами. При обработке минералов кислотами или щелочами для равномерного и более полного выделения гелия требуется особенно тщательное измельчение минерала до тонкого порошка. Только путем полного разложения минерала удается выделить все содержащееся в нем количество гелия. Полученный из минералов сырой гелий может содержать в качестве примеси окись и двуокись углерода, водород, кислород, азот, сероводород, водяные пары, инертные газы. Очистку гелия от газообразных спутников можно производить методами абсорбции, сожжения или методом адсорбции на охлажденном до температуры жидкого воздуха древесном угле, который поглощает все газы, за исключением гелия, неона и водорода. [c.41]

Очищенный природный газ поступает в разделительную установку 3, где получают так называемый сырой гелий. С этой целью газ охлаждается до температуры —157° С, что сопровождается конденсацией углеводородов, которые затем выводятся через систему теплообменников, сжимаются компрессором 4, охлаждаются и подаются в газопровод 5 для дальнейшего использования. Несконденсировавшийся газ представляет собой сырой гелий, в котором содержится небольшое количество водорода. Для его удаления к потоку газа добавляется соответствующее количество воздуха, и в реакторе 6 на платиновом катализаторе производится связывание кислорода с водородом, сопровождающееся образованием воды, которая поглощается в адсорбере 7. Содержание водорода в сыром гелии не превышает 0,01%. Затем в компрессоре 8 сырой гелий сжимается до 190—200 ат, подвергается осушке в адсорбере 9 и поступает на очистку в установку 10. Очистка достигается путем дальнейшего охлаждения сжатого газа, сопровождающегося выделением примесей, и поглощения оставшихся примесей активированным углем при низкой температуре. Компрессор 11 сжимает циркуляционный азот, используемый в холодильном цикле. [c.167]

Источником получения гелия являются природные газы. Для эксплуатируемых месторождений характерно высокое содержание гелия — от 0,9 до 5,7 мол. %. Помимо гелия природные газы обычно содержат 10-30 мол. % азота, а также метан и незначительные примеси менее летучих углеводородов, углекислоты, влаги, сероводорода, водорода. Так как гелий наиболее летучий из известных газов, то его получение сводится к конденсации всех остальных компонентов смеси и окончательной очистке методом низкотемпературной адсорбции. Извлекается гелий методами глубокого охлаждения, причем процесс осуществляется в две стадии получение так называемого сырого гелия и последутощая его очистка. В таблице 8.28 указан средний состав природного газа, поступающего на переработку, а также состав переработанного газа после извлечения из него гелия. [c.916]

Природный газ поступает из месторождения под давлением 30-45 атм. и подвергается очистке от углекислоты и осушке. При удалении углекислоты частично поглощается и влага. Выходящий газ содержит 0,005 мол. % углекислоты и около 0,2 г/м влаги. Дальнейшая осушка газа проходит в адсорбере с активированным боксетом и синтетическими цеолитами. Содержание влаги после этого снижается до 3-10 г/м , что соответствует температуре точки росы -73 °С 1фи давлении 30 атм. Очищенный таким образом природный газ поступает в разделительную установку, где получают сырой гелий. Для этого газ охлаждают до -157 °С, что сопровождается конденсацией углеводородов, которые затем выводятся, компримируются и направляются в газопровод для дальнейшего использования. Несконденсиро-вавшийся газ представляет собой сырой гелий, в котором содержится небольшое количество водорода. [c.916]

При выборе способа очистки сырого гелия для данной установки метод отмывки с помощью жидкого метана сравнивался с системой очистки сырого гелия путем конденсации и низкотемпературной адсорбции. В результате сравнительного анализа предпочтение было отдано методу отмывки жидким метаном [124], так как оказалось, что в этом случае при 24-часовом цикле работы каждого адсорбера требуется около 1000 кг активированного угля против 2000 кг при втором методе очистки. Полученный в криогенном блоке чистый гелий далее направляется в гелиевый ожижитель (на рис. 53 не показан). Для ожижения гелия используется криогенный цикл с последовательным расширением гелия в двух турбодетандерах. Объемная производительность установки по гелию составляет около 500 м /ч. Другим видом продукции, получаемой на установке, является горючий газ, состоящий в основном из метана и имеющий удельную теплоту сгорания около 40000 кДж/м, который сжимается компрессором 2 до 3,6 МПа и подается в трубопровод. На установке используется несколько криогенных циклов, которые в принципе можно рассматривать как четырехступенчатый каскадный цикл. Пропан, конденсация которого на установке производится с помощью воды при температуре 303 К, частично используется для охлаждения природного газа после моноэтаноламиновой очистки в испарителе пропана и конденсации паров воды, где он кипит при Т=273 К, а другая его часть испаряется при более низком давлении при Т= 233 К, обеспечивая конденсацию этилена. В свою очередь, этилен, испаряясь, обеспечивает холод для вывода фракции бензина-сырца и охлаждение природного газа, при котором частично конденсируется метан. Последний подвергается дальнейшему охлаждению до 117 К и сдросселированный до р 0,15 МПа используется для сжижения азота, сжатого до 2,5 МПа. Азот сжимается в компрессоре 16, и после охлаждения в теплообменнике 15 и конденсации в аппарате 8 основной поток жидкого азота подается на верхнюю тарелку колонны 9. Другая часть жидкого азота (на рис. 53 не показано) поступает на охлаждение низкотемпературных адсорберов и в гелиевый сжи тель. Жидкий азот, испаряясь, обеспечивает необходимое охлаждение гелия в гелиевом цикле, охлаждение низкотемпературных адсорберов и природного газа в теплообменниках и понижение температуры промывочного метана. [c.159]

Сырой гелий, выходящий из конденсатора 6, кроме азота содержит в качестве примеси водород, который содержался в исходном газе. Поэтому последующие стадии очистки гелия заключаются в удалении из смеси N2 - Н2 - Не водорода и азота. Для удаления водорода сырой гелий подогревают в теплообменнике 7, затем к нему добавляют некоторое количество воздуха и смесь подогревают в аппаратах 9 я 11 до 420 К, далее направляя ее в реактор 10. Ъ реакторе, где процесс идет в присутствии платинового катализатора, водород выделяют, связывая его с кислородом, содержащимся в добавленном воздухе. При прохождении сырого гелия через реактор молярная доля водорода в нем уменьшается от 2% до значения менее 2 10 %. Перед окончательной очисткой сырого гелия от азота гелий дополнительно очищается от капельной влаги во влагоотделителе 17, сконденсировавшейся после охлаждения в аппаратах 9 и 12, а затем в адсорбере 8, заполненном цеолитом, удаляется остаточное количество Н2О и СО2. Окончательная стадия очистки, на которой происходит практически полное удаление азота, производится в аппаратах 18 я 15. В первом из них осуществляег- [c.165]

Рис. 67. Схема установки для очистки природного газа от азота с однощжменным извлечением и ожижением гефя I — блок очистки от азота и получения сырого гелия II— блок очистки шрого гелия и его сжижения

На рис. Х1-5 дана схема установки для очистки сырого аргона с применением адсорбции на цеолитах, предложенная В. Г. Фастовским. Сырой аргон освобождается от азота в ректификационной колонне 1. Смесь аргона и кислорода выводится из куба ректификационной колонны, проходит через теплообменник 2 и поступает в один из трех переключающихся адсорберов 3, заполненных цеолитом ЫаА. Чистый лргон, пройдя через фильтр 4, направляется в конденсатор 5, где ожижается и с помощью насоса 6 нагнетается в баллоны. Высота адсорберов 6 м, время пребывания газа в адсорбере 30 сек, температура в слое 93— 95 °К. адсорберы охлаждают жидким воздухом, протекающим по змеевикам снаружи адсорберов и внутри слоя. Адсорбент регенерируют теплым сухим азотом, максимальная температура регенерации 20— 25 °С. После регенерации адсорберы продувают чистым аргоном и заполняют гелием в период охлаждения адсорбера. [c.77]

Сырой гелий перерабатывают с использованием еще более глубокого охлаждения газа. Предварительно гелиевый концентрат очищают от водорода каталитическим гидрированием, осущают активной окисью алюминия и сжимают до 15—20 МПа. Подготовленный таким образом концентрат гелия охлаждают до температуры —207 °С и сепарируют на газовую и жидкую фазы в одну или две ступени с образованием газовой фазы, содержащей 99,5% гелия. Дальнейшую очистку этого газа [c.175]

Наибольшую трудность представляет отделение примеси гелия. На промышленных установках разделение неон-гелиевой смеси и очистка неона осуществляется адсорбционным методом, в том числе на углях БАУ, СКТ, АГ2, методом вымораживания с использованием жидкого водорода, а также конденсационным методом. В первом методе перспективно использование в качестве адсорбента активного угля. Процесс адсорбции смеси протекает при температуре жидкого азота, кипящего под вакуумом. Не-сорбирующийся газ, обогащенный гелием, собирается и компримируется в баллоны, а обогащенная неоном часть десорбируется при температуре 20 °С и также компримируется в баллоны. Регенерация сорбента проводится при температуре 127 С и остаточном давлении З-Ю" Па. Установка перерабатывает 2,8 м /ч сырой неон-гелиевой смеси. Второй метод, связанный с применением жидкого водорода, взрывоопасен и может быть использован лишь на специализированных предприятиях, имеющих резервы жидкого водорода. [c.915]

Для его удаления к потоку газа добавляется соответствующее количество воздуха и на платиновом катализаторе производится связывание водорода с кислородом. Образующаяся влага поглощается в адсорбере. Содержание водорода в сыром гелии не превышает 0,01 мол. %. Сырой гелий компримируют до 190-200 атм., осушают и подают на дальнейшую очистку. Очистка осуществляется путем дальнейшего охлаждения сжатого газа, сопровождающегося вьщелением примесей, и поглощения оставшихся примесей активированным углем при низких температурах. Продукционный гелий под высоким давлением (150-200 атм.) no TjTiaeT в стальные баллоны. Содержание примесей в прод тсционном гелии лежит в следующих предела.ч [c.916]

В странах с развитой нефтеперерабатывающей, промышленностью сырьем для получения водорода может служить кре кинг-газ. Указанным выше способом разделения можно подвергать очистке также газовую смесь, получаемую конверсией. 11р1Иродного газа, и конвертированный водяной газ (после конверсии СО). В настоящее время все шире применяются методы получения этилена, который используется в органических синтезах. После выделения этилена газовую смесь направляют нг обогащение природного газа в тех случаях, когда он содержит большие. количества азота. В свое время гелий, применявшийся для наполнения дирижаблей, в США выделяли из природногс газа методом глубокого охлаждения. Этот метод, имеющий ряд иреи-муществ, исиользуется для самых разнообразных целей. В данной главе мы ограничимся рассмотрением его применительно к разделению коксового газа, используемого в качестве сырья для синтеза аммиака. [c.366]

При использовании цеолитов для глубокой доосушки и доочистки углеводородных газов упрощается технологическая схема ГФУ за счет совмещения осушки и очистки газа, одновременно с сероводородом удаляются и меркаптаны. Легкая регенерируемость цеолитов обеспечивает длительность их эксплуатации (на зарубежных установках цеолиты работают без замены не менее четырех лет), что окупает высокую стоимость адсорбента. Такой метод очистки углеводородов успешно используется при производстве сырья для полимеризационных процессов и для подготовки газовых фракций перед низкотемпературным выделением гелия и метана (минус 90 —100 °С). [c.50]

Кремневые гели, подобно древесному углю, отличаются превосходной адсорбционной способностью, связанной с их сильно развитой внутренней поверхностью. Особенно эта способность проявляется у высушенных гелей. Для остатков, образуюш,ихся после высушивания студней, Фрейндлих ввел общий термин ксерогели ( T]pog—сухой). Поэтому кремневые ксероге-ли за последнее время часто применяют для адсорбции паров, для очистки жидкостей (особенно для очистки погонов сырой нефти от сернистых соединений), а также для каталитических целей. При этом существенно, что таким ксерогелям можно сообщать специфическое сродство к определенным веществам введением в ксерогели определенных реактивов. Кроме того, структура геля не изменяется или изменяется лишь незначительно при умеренном нагревании (слабое прокаливание). Поэтому поглощенные гелем вещества можно иногда удалить простым прокаливанием и гель использовать снова. Перед инфузорной землей, которую также следует считать кремневым ксерогелем, искусственно полученные кремневые ксерогели имеют то преимущество, что на их структуру может оказывать влияние то или иное изменение процесса получения, что можно согласовать с целями их применения. В хирургии и дерматологии порошкообразные кремневые ксерогели, пропитанные жидкостями, например ихтиолом, перуанским бальзамом и т. д., применяют в качестве поглощающих запахи, дезинфицирующих и одновременно высушивающих присыпок. Кремневые ксерогели применяют для обезвреживания табачного дыма. Пропитанный хлоридом кобальта кремневый ксерогель применяют в лаборатории под названием голубого геля в качестве сильнодействующего осушителя газов. Ослабление высушивающего действия определяют по переходу окраски хлорида кобальта от голубой к розовой. Гель регенерируют нагреванием. В гальванических элементах и в аккумуляторах электролитную жидкость иногда переводят при помощи кремневой кислоты в студнеобразное состояние в целях уменьшения ее разбрызгивания. [c.483]

Газ, освобожденный от тяжелых углеводородов, из сепаратора 2 возвращается в теплообменник, где охлаждается до температуры —157° С под давлением 28 ат при этом конденсируется 94% по-ступивщего газа. Смесь конденсата и газа через дроссельный вентиль направляется в основной сепаратор 5, давление в котором составляет 16 ат. Несконденсировавшийся газ, отделяющийся от конденсата в сепараторе 3, содержит приблизительно 35% гелия, 54% азота и 11% углеводородов, в основном метана в газе содержится также около 0,1% водорода и следы неона. Газовый поток из сепаратора 3 вводится в дефлегматор 4, охлаждаемый жидким азотом, где конденсируются углеводороды и частично азот. Конденсат из сепаратора 3 и дефлегматора 4 направляется в теплообменник 1, где испаряется, нагревается, охлаждая сжатый природ ный газ, и под давлением 13,5 ат выводится из установки. Hs верхней части дефлегматора 4 выводится сырой гелий, содержащий около 79% гелия, 20,8% азота, 0,1% водорода и менее 0,1% углеводородов, который при температуре —185° С поступает в теплообменник /, где нагревается, охлаждая сжатый природный газ, и под давлением 4—12 ат выводится из установки для дальнейшей очистки. [c.169]

Не подлежит сомнению возможность химической переработки природных гелионосных газов с целью получения сажи, синтетического аммиака, метанола, фармацевтических препаратов, взрыв-, чатых веществ, для производства формальдегида и пр. Подобная химическая переработка природных гелионосных газов могла // бы в корне изменить экономику гелиевого производства. Больше того, мefaн может быть в ряде случаев использован не как химическое сырье, а как моторное топливо. Сжижение метана и азота, являющихся основными компонентами природных гелионосных газов, молшо осуществить таким образом, что в первом цикле сжижения будет выделяться практически чистый метан, вполне пригодный в качестве моторного топлива. Осуществление того или иного метода комплексного использования сырья позволило бы получать гелиевый концентрат в виде побочного продукта, а стоимость чистого гелия ограничивалась бы небольшими расходами по очистке концентрата. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология