RU2768434C2 - Способ и устройство для очистки гелия - Google Patents

Способ и устройство для очистки гелия Download PDF

Info

Publication number
RU2768434C2
RU2768434C2 RU2020118384A RU2020118384A RU2768434C2 RU 2768434 C2 RU2768434 C2 RU 2768434C2 RU 2020118384 A RU2020118384 A RU 2020118384A RU 2020118384 A RU2020118384 A RU 2020118384A RU 2768434 C2 RU2768434 C2 RU 2768434C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
helium
stream
enriched
methane
nitrogen
Prior art date
Application number
RU2020118384A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2020118384A (ru
RU2020118384A3 (ru
Inventor
Эрван ЛЕ ГЮЛЮДЕС
Антуан Эрнандес
Original Assignee
Л'Эр Ликид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Л'Эр Ликид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод filed Critical Л'Эр Ликид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Publication of RU2020118384A publication Critical patent/RU2020118384A/ru
Publication of RU2020118384A3 publication Critical patent/RU2020118384A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2768434C2 publication Critical patent/RU2768434C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8671—Removing components of defined structure not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8668
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0462—Temperature swing adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0015—Chemical processing only
    • C01B23/0021—Chemical processing only by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0036—Physical processing only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0036—Physical processing only
    • C01B23/0052—Physical processing only by adsorption in solids
    • C01B23/0078—Temperature swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B23/00—Noble gases; Compounds thereof
    • C01B23/001—Purification or separation processes of noble gases
    • C01B23/0094—Combined chemical and physical processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0209—Natural gas or substitute natural gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0233—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of CnHm with 1 carbon atom or more
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0257—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/028—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of noble gases
    • F25J3/029—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of noble gases of helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/06—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation
    • F25J3/063—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream
    • F25J3/0685—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of noble gases
    • F25J3/069—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by partial condensation characterised by the separated product stream separation of noble gases of helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/08—Separating gaseous impurities from gases or gaseous mixtures or from liquefied gases or liquefied gaseous mixtures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/10—Oxidants
    • B01D2251/102—Oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/18—Noble gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B01D2257/7025—Methane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0001—Separation or purification processing
    • C01B2210/0003—Chemical processing
    • C01B2210/0004—Chemical processing by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0001—Separation or purification processing
    • C01B2210/0009—Physical processing
    • C01B2210/0014—Physical processing by adsorption in solids
    • C01B2210/0021—Temperature swing adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0029—Obtaining noble gases
    • C01B2210/0031—Helium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0046—Nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0053—Hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
    • C01B2210/0043—Impurity removed
    • C01B2210/0068—Organic compounds
    • C01B2210/007—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/40—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using hybrid system, i.e. combining cryogenic and non-cryogenic separation techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/64—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end by pressure-swing adsorption [PSA] at the hot end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F25J2205/66—Regenerating the adsorption vessel, e.g. kind of reactivation gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/82—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using a reactor with combustion or catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/30—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2260/00—Coupling of processes or apparatus to other units; Integrated schemes
    • F25J2260/60—Integration in an installation using hydrocarbons, e.g. for fuel purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
    • Y02P20/156—Methane [CH4]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу очистки гелия. Поток (1), содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, разделяют, чтобы образовать поток (3), обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, и второй поток (11), обогащенный азотом и метаном. Поток, обогащенный гелием, обрабатывают, чтобы получить продукт (7), обогащенный гелием, и остаточный газ (15), содержащий воду. Остаточный газ обрабатывают посредством адсорбции (короткоцикловой адсорбции с колебаниями температуры (TSA)), чтобы удалить воду, и регенерационный газ (13) от адсорбции направляют в узел для сжигания (O). Техническим результатом является уменьшение количества метана, выпускемого в атмосферу. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Данное изобретение относится к способу и устройству для очистки гелия.
Содержание гелия в обработанном газе составляет более чем 10%, предпочтительно более чем 30% (мол. %). Обработанный газ также содержит азот. Содержание азота составляет более чем 10%, предпочтительно более чем 30%. Обработанный газ может также содержать второстепенные соединения, такие как монооксид углерода, диоксид углерода, метан, водород, неон, и т.п.
Гелий обрабатывают на нескольких стадиях. Стадии могут являться следующими:
1. Сжатие исходного газа.
2. Обогащение вплоть до содержания 70-90 мол. % гелия посредством криогенного процесса «частичной конденсации».
3. Удаление водорода, содержащегося в газе, посредством каталитического процесса.
4. Очистка вплоть до содержания 99,99 мол. % гелия при применении короткоцикловой безнагревной адсорбции с колебаниями давления (PSA).
Если газ, подлежащий отделению, находится под давлением, стадия сжатия очевидным образом не присутствует.
Очищенный гелий может затем быть ожижен.
Способ по данному изобретению может быть включен в узел для очистки гелия и сжижения, HeRU (Узел для извлечения гелия).
Остаточный газ от короткоцикловой безнагревной адсорбции с колебаниями давления (PSA) может быть направлен в компрессор, чтобы извлекать содержащийся в нем гелий. Остаточный газ очищают выше по потоку от компрессора посредством короткоцикловой адсорбции с колебаниями температуры (TSA) перед введением в процесс очистки. Короткоцикловая адсорбция с колебаниями температуры (TSA) удаляет воду и CO2, содержащиеся в остаточном газе от короткоцикловой безнагревной адсорбции с колебаниями давления (PSA).
Для того, чтобы обновить короткоцикловую адсорбцию с колебаниями температуры (TSA), применяют азот, созданный посредством криогенного процесса, и данный азот, который содержит немного % метана, затем выпускают в атмосферу.
Данное изобретение направлено на уменьшение количества метана, создаваемого от этого регенерационного газа, который выпускают в атмосферу.
В соответствии с одним объектом данного изобретения, предоставлен способ очистки гелия, в котором:
i) поток, содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, и либо не содержащий никакого диоксида углерода или содержащий диоксид углерода в качестве второстепенного компонента, разделяют посредством частичной конденсации и/или дистилляции, чтобы образовать поток, обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток, обогащенный азотом и метаном, и второй поток, обогащенный азотом и метаном,
ii) поток, обогащенный гелием, направляют в каталитический узел в присутствии кислорода, чтобы уменьшить содержание в нем водорода, поток, обогащенный гелием и обедненный водородом, обрабатывают, чтобы удалить по меньшей мере часть воды, образованной посредством катализа, поток, обогащенный гелием, из которого часть воды была удалена, очищают посредством адсорбции в первом адсорбционном узле, чтобы получить газ, обогащенный гелием, содержащий по меньшей мере 95 мол. % гелия, и остаточный газ, обедненный гелием, содержащий воду,
iii) остаточный газ, обедненный гелием, содержащий воду, разделяют посредством адсорбции во втором адсорбционном узле, чтобы удалить воду,
iv) первый поток, обогащенный азотом и метаном, направляют в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании, и газообразные продукты сгорания выпускают в атмосферу или регенерируют,
v) второй поток, обогащенный азотом и метаном, направляют в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел, и газ, который служит для регенерации, направляют в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании.
В соответствии с другими необязательными аспектами:
- остаточный газ, из которого удалена вода в первом адсорбционном узле, направляют в процесс разделения.
- остаточный газ и газ, подлежащий отделению, сжимают выше по потоку от узла для разделения в том же самом компрессоре.
- первый и второй потоки, обогащенные азотом и метаном, имеют один и тот же состав.
- поток, содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, разделенный посредством частичной конденсации и/или дистилляции, содержит по меньшей мере 30 мол. % гелия или даже по меньшей мере 40 мол. % гелия.
- второй поток, обогащенный азотом и метаном, направляемый в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел, содержит по меньшей мере 85 мол. % азота.
- второй поток, обогащенный азотом и метаном, направляемый в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел, содержит по меньшей мере 1 мол. % метана.
- второй адсорбционный узел является адсорбционным узлом с колебаниями температуры.
- газ, который служит для регенерации, смешивают с первым газом, обогащенным азотом и метаном, выше по потоку от сжигания.
- в соответствии с одним рабочим режимом устройства, по меньшей мере часть первого газа, обогащенного азотом и метаном, направляют в процесс разделения.
- поток не содержит каких-либо C2+ углеводородов.
- поток, обогащенный гелием и обедненный водородом, обрабатывают, чтобы удалить по меньшей мере часть воды, образованной посредством катализа, посредством охлаждения ее, чтобы конденсировать воду.
В соответствии с другим объектом данного изобретения, предоставлен узел для очистки гелия, содержащий узел для разделения посредством частичной конденсации и/или посредством дистилляции, каталитический узел, первый адсорбционный узел, второй адсорбционный узел, узел для сжигания, средство для подачи потока, содержащего по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану и либо не содержащего никакого диоксида углерода или содержащего диоксид углерода в качестве второстепенного компонента, подлежащего разделению посредством частичной конденсации и/или дистилляции в узле для разделения, чтобы образовать поток, обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток, обогащенный азотом и метаном, и второй поток, обогащенный азотом и метаном, средство для подачи потока, обогащенного гелием, к каталитическому узлу в присутствии кислорода, чтобы уменьшить содержание в нем водорода, средство для обработки потока, обогащенного гелием и обедненного водородом, чтобы удалить воду, образованную посредством катализа, средство для подачи потока, обогащенного гелием, к средству для обработки для удаления воды, средство для подачи потока, обогащенного гелием, из которого вода была удалена, в первый адсорбционный узел, чтобы разделять его посредством адсорбции, чтобы получить газ, обогащенный гелием, содержащий по меньшей мере 95 мол. % гелия, и остаточный газ, обедненный гелием, средство для подачи потока остаточного газа, обедненного гелием, содержащего воду, подлежащего отделению посредством адсорбции в первом адсорбционном узле, чтобы удалить воду, средство для подачи первого потока, обогащенного азотом и метаном, в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании, средство для выпуска газообразных продуктов сгорания в атмосферу или направления их в восстановительный узел, средство для подачи второго потока, обогащенного азотом и метаном, в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел и средство для подачи потока газа, который служит для регенерации, в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании.
Данное изобретение будет описано более подробно при ссылке на Фиг. 1. Фиг. 1 иллюстрирует способ в соответствии с данным изобретением.
Поток 1, содержащий по меньшей мере 10 мол. %, предпочтительно по меньшей мере 30 мол. % гелия и по меньшей мере 10 мол. % азота, и также метан и водород, сжимают в компрессоре V и направляют в узел U для низкотемпературного разделения, где его разделяют посредством по меньшей мере одной стадии частичной конденсации, необязательно посредством дистилляции. Это разделение происходит при криогенной температуре. Поток 1 не содержит никакого диоксида углерода или содержит диоксид углерода в качестве второстепенного компонента.
1. Это устройство U создает поток 3, обогащенный гелием и водородом, однако обедненный азотом и метаном, первый поток 9, обогащенный азотом и метаном, и второй поток 11, обогащенный азотом и метаном. Потоки 9 и 11 могут иметь один и тот же состав. Поток 3 содержит по меньшей мере 30 мол. % гелия или даже по меньшей мере 40 мол. % гелия или даже имеет содержание 70-90 мол. % гелия. Поток 9 и/или 11 содержит по меньшей мере 85 мол. % азота или даже по меньшей мере 90 мол. % азота.
Из потока 3 извлекают водород посредством катализа в узле K в присутствии кислорода, тем самым создавая водяной пар. Поток 5, полученный от каталитического процесса, содержит гелий, водяной пар, азот и метан. Этот поток 5 обрабатывают, чтобы удалить часть воды посредством его охлаждения таким образом, что часть воды конденсируется, или посредством других средств. Поток 5, из которого конденсированная вода была удалена, затем очищают посредством адсорбции в устройстве для короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA), чтобы получить гелий 7 при 99,99 мол. %. Другой тип устройства для адсорбции может заменять адсорбцию при переменном давлении.
Остаточный продукт 15 от устройства для короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA) обеднен гелием по сравнению с потоком 5 и содержит воду и возможно следовые количества CO2. Остаточный продукт 15 разделяют посредством адсорбции в устройстве для короткоцикловой адсорбции с колебаниями температуры (TSA), чтобы удалить воду и возможно следовые количества CO2. Другой тип устройства для адсорбции может заменять адсорбцию при переменной температуре.
Газ 15 является не сжатым между двумя стадиями адсорбции. Полученный газ, газ 17, необязательно направляют выше по потоку от компрессора V, чтобы извлекать содержащийся в нем гелий посредством отделения в устройстве U.
Для того, чтобы регенерировать это устройство для короткоцикловой адсорбции с колебаниями температуры (TSA), применяют газовый поток 11, обогащенный азотом и метаном, от устройства U. Газ, который служит для регенерации, газ 13, содержит воду, и является смешанным с первым потоком 9, обогащенным азотом и метаном. Оба газа подают для сжигания в узел O (который может являться горелкой) в присутствии кислорода 21, необязательно содержащего воздух. Это создает смесь 23 азота и диоксида углерода, которую выпускают в атмосферу, метан при этом является сожженным.
Это устраняет выпуск метана, который является газом со значительным парниковым эффектом, в атмосферу.
Возможно для газообразных продуктов сгорания 23 являться по меньшей мере частично извлеченными, в данном случае отсутствие метана способствует их извлечению.
В периодах низкой нагрузки, часть 19 газа 9 или весь газ 9 может быть рециркулирован в криогенное разделение.

Claims (14)

1. Способ очистки гелия, в котором:
i) поток (1), содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, и либо не содержащий никакого диоксида углерода или содержащий диоксид углерода в качестве второстепенного компонента, разделяют посредством частичной конденсации и/или дистилляции, чтобы образовать поток (3), обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, и второй поток (11), обогащенный азотом и метаном,
ii) поток, обогащенный гелием, направляют в каталитический узел (K) в присутствии кислорода, чтобы уменьшить содержание в нем водорода, поток (5), обогащенный гелием и обедненный водородом, обрабатывают, чтобы удалить по меньшей мере часть воды, образованной посредством катализа, поток, обогащенный гелием, из которого часть воды была удалена, очищают посредством адсорбции в первом адсорбционном узле - узле короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA), чтобы получить газ (7), обогащенный гелием, содержащий по меньшей мере 95 мол. % гелия, и остаточный газ (15), обедненный гелием, содержащий воду,
iii) остаточный газ, обедненный гелием, содержащий воду, разделяют посредством адсорбции во втором адсорбционном узле (TSA), чтобы удалить воду,
iv) первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, направляют в узел (O) для сжигания, чтобы участвовать в сжигании, и газообразные продукты сгорания (23) выпускают в атмосферу или регенерируют, и
v) второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, направляют в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел, и газ (13), который служит для регенерации, направляют в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании.
2. Способ по п. 1, в котором остаточный газ (15, 17), из которого удалена вода во втором адсорбционном узле (TSA), направляют в процесс разделения (U).
3. Способ по п. 2, в котором остаточный газ (17) и газ (1), подлежащий отделению, сжимают выше по потоку от узла для разделения в одном и том же компрессоре (V).
4. Способ по пп. 1, или 2, или 3, в котором первый и второй потоки (9, 11), обогащенные азотом и метаном, имеют один и тот же состав.
5. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором поток (3), содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, разделенный посредством частичной конденсации и/или дистилляции, содержит по меньшей мере 30 мол. % гелия или даже по меньшей мере 40 мол. % гелия.
6. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, направляемый в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел (TSA), содержит по меньшей мере 85 мол. % азота.
7. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, направляемый в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел (TSA), содержит по меньшей мере 1 мол. % метана.
8. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором второй адсорбционный узел (TSA) является адсорбционным узлом с колебаниями температуры.
9. Узел для очистки гелия, содержащий узел (U) для разделения посредством частичной конденсации и/или посредством дистилляции, каталитический узел (K), первый адсорбционный узел (PSA), второй адсорбционный узел (TSA), узел для сжигания (O), средство для подачи потока (1), содержащего по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану и либо не содержащий никакого диоксида углерода или содержащий диоксид углерода в качестве второстепенного компонента, подлежащего разделению посредством частичной конденсации и/или дистилляции в узле для разделения, чтобы образовать поток (3), обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, и второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, средство для подачи потока, обогащенного гелием, в каталитический узел в присутствии кислорода, чтобы уменьшить содержание в нем водорода, средство для обработки потока (5), обогащенного гелием и обедненного водородом, чтобы удалить воду, образованную посредством катализа, средство для подачи потока, обогащенного гелием, к средству для обработки для удаления воды, средство для подачи потока, обогащенного гелием, из которого вода была удалена, в первый адсорбционный узел, чтобы разделять его посредством адсорбции, чтобы получить газ (7), обогащенный гелием, содержащий по меньшей мере 95 мол. % гелия и остаточный газ (15), обедненный гелием, средство для подачи остаточного газа, обедненного гелием, содержащего воду, подлежащую отделению посредством адсорбции во втором адсорбционном узле, чтобы удалить воду, средство для подачи первого потока, обогащенного азотом и метаном в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании, средство для выпуска газообразных продуктов сгорания в атмосферу или направления их в восстановительный узел, средство для подачи второго потока, обогащенного азотом и метаном, в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел и средство для подачи потока газа, который служит для регенерации (13), в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании.
RU2020118384A 2019-06-06 2020-06-04 Способ и устройство для очистки гелия RU2768434C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1906005 2019-06-06
FR1906005A FR3096900B1 (fr) 2019-06-06 2019-06-06 Procédé et unité de purification d’hélium

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020118384A RU2020118384A (ru) 2021-12-06
RU2020118384A3 RU2020118384A3 (ru) 2022-01-19
RU2768434C2 true RU2768434C2 (ru) 2022-03-24

Family

ID=67875693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118384A RU2768434C2 (ru) 2019-06-06 2020-06-04 Способ и устройство для очистки гелия

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11021366B2 (ru)
AU (1) AU2020203540A1 (ru)
FR (1) FR3096900B1 (ru)
RU (1) RU2768434C2 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3096900B1 (fr) * 2019-06-06 2021-10-01 Air Liquide Procédé et unité de purification d’hélium
CN113144821A (zh) * 2021-04-27 2021-07-23 大连理工大学 一种富氦天然气液化尾气生产高纯氦气的多技术集成分离工艺
CN114314534B (zh) * 2022-01-14 2023-03-21 鄂尔多斯市星星能源有限公司 一种天然气提氦工艺
CN114669164B (zh) * 2022-03-24 2023-03-28 浙江大学 一种天然气bog制取高纯氦气的系统和方法
CN114674115B (zh) * 2022-04-02 2023-05-16 珠海森铂低温能源装备有限公司 一种液化天然气bog闪蒸气提取高纯氦的系统与方法
CN117945368A (zh) * 2024-03-18 2024-04-30 北京石油化工工程有限公司 一种液化天然气闪蒸气无氧脱氢的氦气回收方法与系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573083C2 (ru) * 2012-01-05 2016-01-20 Линде Акциенгезелльшафт Способ получения фракции чистого гелия
RU2605593C2 (ru) * 2014-10-27 2016-12-20 Юоп Ллк Способ извлечения гелия и устройство для его осуществления
US20170234612A1 (en) * 2016-02-11 2017-08-17 Air Products And Chemicals, Inc. Treatment Of Nitrogen-Rich Natural Gas Streams
EP3315463A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-02 Air Products And Chemicals, Inc. Helium recovery from streams containing helium, carbon dioxide, and at least one of nitrogen and methane
RU2689252C2 (ru) * 2015-02-10 2019-05-24 Линде Акциенгезелльшафт Способ получения гелия

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3056646A (en) * 1959-07-14 1962-10-02 Engelhard Ind Inc Method of effecting the catalytic contact of gases containing oxygen and methane
US5085674A (en) * 1990-10-25 1992-02-04 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Duplex adsorption process
US5224350A (en) * 1992-05-11 1993-07-06 Advanced Extraction Technologies, Inc. Process for recovering helium from a gas stream
DE102005006408A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-24 Linde Ag Verfahren zum Abtrennen von Spurenkomponenten aus einem Stickstoff-reichen Strom
US10036590B2 (en) * 2012-08-02 2018-07-31 Air Products And Chemicals, Inc. Helium recovery from streams containing helium, carbon dioxide, and at least one of nitrogen and methane
FR3035656B1 (fr) * 2015-04-30 2019-03-22 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Production d'helium a partir d'un courant gazeux contenant de l'hydrogene
FR3096900B1 (fr) * 2019-06-06 2021-10-01 Air Liquide Procédé et unité de purification d’hélium
CN112013385B (zh) * 2020-07-22 2022-07-15 山东师范大学 一种等离子体射流耦合微波放电的辅助燃烧装置及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573083C2 (ru) * 2012-01-05 2016-01-20 Линде Акциенгезелльшафт Способ получения фракции чистого гелия
RU2605593C2 (ru) * 2014-10-27 2016-12-20 Юоп Ллк Способ извлечения гелия и устройство для его осуществления
RU2689252C2 (ru) * 2015-02-10 2019-05-24 Линде Акциенгезелльшафт Способ получения гелия
US20170234612A1 (en) * 2016-02-11 2017-08-17 Air Products And Chemicals, Inc. Treatment Of Nitrogen-Rich Natural Gas Streams
EP3315463A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-02 Air Products And Chemicals, Inc. Helium recovery from streams containing helium, carbon dioxide, and at least one of nitrogen and methane

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020203540A1 (en) 2020-12-24
FR3096900A1 (fr) 2020-12-11
FR3096900B1 (fr) 2021-10-01
RU2020118384A (ru) 2021-12-06
US11021366B2 (en) 2021-06-01
US20200385269A1 (en) 2020-12-10
US20210354987A1 (en) 2021-11-18
RU2020118384A3 (ru) 2022-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2768434C2 (ru) Способ и устройство для очистки гелия
RU2703218C2 (ru) Комбинированный способ с использованием адсорбции при переменном давлении и мембран для извлечения гелия
US8268044B2 (en) Separation of a sour syngas stream
KR920007855B1 (ko) 기체스트림 성분의 분리 공정
KR940006239B1 (ko) 일산화탄소 생성을 위한 통합적 방법
AU2009332000B2 (en) Method and device for treating a gas flow comprising carbon dioxide from a large combustion plant
JP2005525222A (ja) 水素と硫化水素を含むガス混合物の処理方法
KR870009748A (ko) 가스 분리공정
JPH0838846A (ja) 高圧の供給物流れから水素またはヘリウムを含んだ軽質成分を回収する方法
JP2012504538A (ja) 脱硫方法
US20180238618A1 (en) Production of helium from a gas stream containing hydrogen
EP0952111B1 (en) CO2 purification system
TWI405605B (zh) Blasting method of blast furnace gas
JP2009222352A (ja) 高炉ガスの分離方法
EP3067315B1 (en) Light gas separation process and system
US6565821B1 (en) Process for removing the fluorocompounds or fluorosulphur compounds from a stream of xenon and/or krypton by permeation
US20150360165A1 (en) Separation of biologically generated gas streams
EP0052482B1 (en) Process for treating industrial gas stream
EP2964571B1 (fr) Procédé et appareil de production de dioxyde de carbone et d'hydrogène
JP2000239007A (ja) 廃ガス中に含まれた亜酸化窒素の回収浄化方法および回収浄化装置
US20230331550A1 (en) Process and apparatus for producing low-nitrogen synthesis gas from nitrogen-containing natural gas
JPH08510016A (ja) オゾン漂白反応器の使用済ガスの再使用方法
JPH08117544A (ja) 合成ガスの精製分離方法