一种新型高纯度氦提纯装置制造方法及图纸

一种新型高纯度氦提纯装置属于氦提纯技术领域，它主要由原料气换热器、脱甲烷塔、氦汽提换热器、氦汽提罐、脱氮塔、粗氦压缩机、氦换热器、氦汽提塔、比例混合器、氦氧压缩机、氦氧加热器、催化脱氢反应床、冷却器、分离器、变压吸附氦提纯塔等组成，原料气换热器、氦汽提换热器、氦换热器为钎焊铝板翅式换热器；粗氦压缩机、氦氧压缩机为低温压缩机；脱甲烷塔、氦汽提罐、脱氮塔、氦汽提塔、比例混合器都要求超低温，可使介质组分中的重组分从塔底部分离开来，而顶部出口的气相组分则去下一流程以进一步分离提纯。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高纯度氦提纯装置
:本技术涉及氦提纯
，尤其是一种新型高纯度氦提纯装置。
技术介绍
:氦气是重要的战略物资，在航天、国防、低温超导、半导体生产、核磁共振、特种金属冶炼及气体检漏等方面具有非常重要的用途，但是单纯提氦的工艺设备多，技术路线长，成本高，缺乏市场竞争力。提氦技术，特别是高纯度提氦技术比较复杂，该技术主要掌握在美国人手里并一直对中国进行严格封锁。长期以来，我国氦气主要从美国进口，氦气使用受到严重制约。而我国的氦气资源几乎只能从天然气中获得，而且含量普遍很低，因此在现有成熟的天然气液化工业中同时开发联产高纯氦，对提高提氦装置的经济性具有重要意义。随着我国航天和国防工业的快速发展，氦气的需求量越来越大，因此，自行生产高纯度氦是国家安全的需要，也是我国工业发展的需要。
技术实现思路
:本技术的目的是提供一种新型高纯度氦提纯装置，该装置通过在天然气液化过程中，从大罐闪蒸气BOG中提取高纯度氦，即在天然气液化过程中，从富集氦的大罐BOG中利用低温分馏技术分别生产出含量98%以上的甲烷、98%以上的氮气和含量约90%的粗気，然后将粗気通过催化脱氧、变压吸附提纯工序可获得闻达99.999%的闻纯気。本技术通过在天然气液化过程，从富集氦的BOG中进行低温分馏，分别分离出甲烷、氮气和高纯氦，技术路线缩短，装置投资降低，充分利用了后路流程介质的冷量，大大降低了能耗。本技术的目的是这样实现的，它是由原料气换热器、脱甲烷塔压力控制阀、脱甲烷塔压力控制器、脱甲烷塔、脱甲烷塔液位控制阀、脱甲烷塔液位控制器、氦汽提换热器、氦汽提罐压力控制阀、氦汽提罐压力控制器、氦汽提罐、氦汽提罐液位控制阀、氦汽提罐液位控制器、脱氮塔、脱氮塔液位控制阀、脱氮塔液位控制器、粗氦压缩机、氦换热器、氦压力控制阀、氦压力控制器、氦汽提塔、氦汽提塔液位控制阀、氦汽提塔液位控制器、比例混合器、氦氧压缩机、氦氧加热器、催化脱氢反应床、冷却器、分离器、第一变压吸附氦提纯塔、第二变压吸附氦提纯塔连接而成；原料气换热器为钎焊铝板翅式换热器；脱甲烷塔压力控制器安装在原料气入脱甲烷塔入口预冷管线上，在预冷管线上安装着脱甲烷塔压力控制阀。脱甲烷塔液位控制阀安装在脱甲烷塔底部液相出口管线上，脱甲烷塔液位控制器安装在脱甲烷塔底部，脱甲烷塔底部液相出口管线和原料气换热器的高压甲烷接口相连接。氦汽提换热器为钎焊铝板翅式换热器，氦汽提罐安装在氦汽提换热器和脱氮塔之间，氦汽提罐压力控制器安装在氦汽提罐顶部，氦汽提罐压力控制阀安装在氦汽提罐入口管线上，氦汽提罐液位控制器安装在氦汽提罐底部，氦汽提罐液位控制阀安装在脱氮塔入口管线上。脱氮塔顶部气相出口管线和氦汽提换热器的氮气接口连接，氦汽提换热器的氮气接口出口管线和原料气换热器的氮气接口相连接，脱氮塔液位控制器安装在脱氮塔底部，脱氮塔液位控制阀安装在脱氮塔底部液相出口管线上，脱氮塔底部液相出口管线和氦汽提换热器的低压液化天然气接口管线相连接，氦汽提换热器的低压液化天然气接口管线和原料气换热器的低压甲烷接口相连接。氦换热器为钎焊铝板翅式换热器；粗氦压缩机入口管线和氦汽提换热器的粗氦气出口相连接，粗氦压缩机出口管线和氦换热器的粗氦气入口相连接。氦压力控制器安装在氦汽提塔入口管线上，氦汽提塔入口管线和氦换热器的粗氦出口接口相连接，其中间安装着氦压力控制阀；氦汽提塔顶部出口管线和氦换热器的氦入口相连接，氦汽提塔液位控制器安装在氦汽提塔底部，氦汽提塔液位控制阀安装在氦汽提塔底部液相出口管线上，氦汽提塔底部出口管线和氦换热器的液氮接口相连接。比例混合器的入口管线分别和氦换热器的氦出口管线和高纯度氧气管线相连接，比例混合器的出口管线和氦氧压缩机的入口管线相连接；氦氧压缩机的出口管线和氦氧加热器的入口相连接；氦氧加热器出口管线和催化脱氢反应床的入口接口相连接；催化脱氢反应床的出口管线和冷却器的入口接口相连接；冷却器的出口管线和分离器的入口接口相连接；分离器顶部气相管线和第一变压吸附氦提纯塔、第二变压吸附氦提纯塔入口相连接。提纯氦气所用原料气为液化天然气储罐出来的BOG闪蒸气,一般包含有:氦气、氢气、氮气、甲烷、氩气、乙烷等，经增压、冷却后进入低温分馏提氦装置。原料气换热器、氦汽提换热器、氦换热器为钎焊铝板翅式换热器；粗氦压缩机、氦氧压缩机为低温压缩机；脱甲烷塔、氦汽提罐、脱氮塔、氦汽提塔、比例混合器都要求超低温，可使介质组分中的重组分从塔底部分离开来，而顶部出口的气相组分则去下一流程以进一步分离提纯氦气。本装置使用时，经过增压、冷却后的BOG原料气首先经过原料气换热器预冷再经脱甲烷塔调压阀节流后由脱甲烷塔的上部进入，脱甲烷塔顶部出来的混合气由氦汽提换热器经氦汽提罐调压阀节流后进入氦汽提罐；脱甲烷塔底部生成的高压液化天然气经脱甲烷塔液位控制器、脱甲烷塔液位控制阀控制换热后生成甲烷出装置；氦汽提罐顶部出来的粗氦混合气经氦汽提换热器由粗氦压缩机增压后经氦换热器换热，然后经氦压力控制阀、氦压力控制器控制从上部进入氦汽提塔；氦汽提罐底部液位由液位控制器、液位控制阀控制进入脱氮塔；脱氮塔顶部生成的氮气经氦汽提换热器、原料气换热器换热后出装置，脱氮塔底部生成的低压液化天然气液相由液位控制阀调节后经氦汽提换热器、原料气换热器换热后生成甲烷出装置；氦汽提塔顶部气相经氦换热器换热后与高纯度氧气混合进入比例混合器，在比例混合器中混合经氦氧压缩机增压后去氧化提纯单元；氦汽提塔底部液相生成的液氮经液位控制阀、液位控制器控制换热后出装置；经增压后的氦氧混合气体分别经加热、催化脱氢、冷却、分离、变压吸附提纯最后得到99.999%的高纯氦气。与国外同类提纯高纯度氦气相比，本技术技术路线短，投资低，充分利用了后路的冷量，大大降低了能耗。【附图说明】:图1为一种新型高纯度氦提纯装置的结构示意图，图中1、原料气换热器2、脱甲烷塔压力控制阀3、脱甲烷塔压力控制器4、脱甲烷塔 5、脱甲烷塔液位控制阀6、脱甲烷塔液位控制器7、氦汽提换热器8、氦汽提罐压力控制阀9、氦汽提罐压力控制器10、氦汽提罐11、氦汽提罐液位控制阀12、氦汽提罐液位控制器13、脱氮塔14、脱氮塔液位控制阀15、脱氮塔液位控制器16、粗氦压缩机17、氦换热器18、氦压力控制阀19、氦压力控制器20、氦汽提塔21、氦汽提塔液位控制阀22、氦汽提塔液位控制器23、比例混合器24、氦氧压缩机25、氦氧加热器26、催化脱氢反应床27、冷却器 28、分离器 29、第一变压吸附氦提纯塔 30、第二变压吸附氦提纯塔。【具体实施方式】:实施例1、原料气换热器I为钎焊铝板翅式换热器；脱甲烷塔压力控制器3安装在原料气入脱甲烷塔4入口预冷管线上，在预冷管线上安装着脱甲烷塔压力控制阀2。实施例2、氦汽提换热器7为钎焊铝板翅式换热器，氦汽提罐10安装在氦汽提换热器7和脱氮塔13之间，氦汽提罐压力控制器9安装在氦汽提罐10顶部，氦汽提罐压力控制阀8安装在氦汽提罐10入口管线上，氦汽提罐液位控制器12安装在氦汽提罐10底部，氦汽提罐液位控制阀11安装在脱氮塔入口管线上。实施例3、脱甲烷塔液位控制阀5安装在脱甲烷塔4底部液相出口管线上，脱甲烷塔液位控制器6安装在脱甲烷塔4底部，脱甲烷塔4底部液相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高纯度氦提纯装置，它是由原料气换热器（1）、脱甲烷塔压力控制阀（2）、脱甲烷塔压力控制器（3）、脱甲烷塔（4）、脱甲烷塔液位控制阀（5）、脱甲烷塔液位控制器（6）、氦汽提换热器（7）、氦汽提罐压力控制阀（8）、氦汽提罐压力控制器（9）、氦汽提罐（10）、氦汽提罐液位控制阀（11）、氦汽提罐液位控制器（12）、脱氮塔（13）、脱氮塔液位控制阀（14）、脱氮塔液位控制器（15）、粗氦压缩机（16）、氦换热器（17）、氦压力控制阀（18）、氦压力控制器（19）、氦汽提塔（20）、氦汽提塔液位控制阀（21）、氦汽提塔液位控制器（22）、比例混合器（23）、氦氧压缩机（24）、氦氧加热器（25）、催化脱氢反应床（26）、冷却器（27）、分离器（28）、第一变压吸附氦提纯塔（29）第二变压吸附氦提纯塔（30）连接而成，其特征是：原料气换热器（1）为钎焊铝板翅式换热器；脱甲烷塔压力控制器（3）安装在原料气入脱甲烷塔（4）入口预冷管线上，在预冷管线上安装着脱甲烷塔压力控制阀（2）。

【技术特征摘要】
1.一种新型高纯度氦提纯装置，它是由原料气换热器(I)、脱甲烷塔压力控制阀(2)、脱甲烷塔压力控制器(3)、脱甲烷塔(4)、脱甲烷塔液位控制阀(5)、脱甲烷塔液位控制器(6)、氦汽提换热器(7)、氦汽提罐压力控制阀(8)、氦汽提罐压力控制器(9)、氦汽提罐(10)、氦汽提罐液位控制阀(11)、氦汽提罐液位控制器(12)、脱氮塔(13)、脱氮塔液位控制阀(14)、脱氮塔液位控制器(15)、粗氦压缩机(16)、氦换热器(17)、氦压力控制阀(18)、氦压力控制器(19)、氦汽提塔(20)、氦汽提塔液位控制阀(21)、氦汽提塔液位控制器(22)、t匕例混合器(23)、氦氧压缩机(24)、氦氧加热器(25)、催化脱氢反应床(26)、冷却器(27)、分离器(28)、第一变压吸附氦提纯塔(29)第二变压吸附氦提纯塔(30)连接而成，其特征是:原料气换热器(I)为钎焊铝板翅式换热器；脱甲烷塔压力控制器(3)安装在原料气入脱甲烷塔(4)入口预冷管线上，在预冷管线上安装着脱甲烷塔压力控制阀(2)。2.根据权利要求1所述的一种新型高纯度氦提纯装置，其特征是:氦汽提换热器(7)为钎焊铝板翅式换热器，氦汽提罐(10)安装在氦汽提换热器(7)和脱氮塔(13)之间，氦汽提罐压力控制器(9)安装在氦汽提罐(10)顶部，氦汽提罐压力控制阀(8)安装在氦汽提罐(10)入口管线上，氦汽提罐液位控制器(12)安装在氦汽提罐(10)底部，氦汽提罐液位控制阀(11)安装在脱氮塔入口管线上。3.根据权利要求1所述的一种新型高纯度氦提纯装置，其特征是:脱甲烷塔液位控制阀(5)安装在脱甲烷塔(4)底部液相出口管线上，脱甲烷塔液位控制器(6)安装在脱甲烷塔(4)底部，脱甲烷塔(4)底部液相出口管线和原料气换热器(I)的高压甲烷接口管线相连接。4.根据权利要求1所述的一种新型高纯度氦提纯装置，其特征是:脱氮塔(13)顶部气相出口管线和氦汽提 换热器(7)的氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孔明，梁世希，王华琛，时志强，王彦超，梅利，谢昕，
申请(专利权)人：北京绿能高科天然气应用技术研究院有限公司，河南中原绿能高科有限责任公司，山东绿能燃气实业有限责任公司，包头中援绿能天然气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11