[发明专利]一种产品多元化的氦气高收率分离提纯耦合工艺

权利要求书

1.一种产品多元化的氦气高收率分离提纯耦合工艺，其特征在于，所述分离提纯耦合工艺基于氦气提纯分离回收耦合系统实现，耦合系统的组成为：压缩机单元、预处理单元、膜分离单元和吸附单元PSA；所述压缩机单元包括第一压缩机K-1、第二压缩机K-2；所述预处理单元包括第一预处理单元PR-1、第二预处理单元PR-2；所述膜分离单元包括第一膜分离单元M-1、第二膜分离单元M-2、第三膜分离单元M-3，具体工艺过程如下：

首先，含氦原料气f-1与循环气f-10混合后经第一压缩机K-1升压后，进入第一预处理单元PR-1，经第一预处理单元PR-1去除液雾及粉尘，并将温度调节至40～100℃后的含氦气体f-2进入到第一膜分离单元M-1；

其次，根据不同气体在膜中渗透速率不同，含氦气体f-2经第一膜分离单元M-1分成两股物流：初步浓缩的富氦渗透气f-3和渗余气f-4；所述初步浓缩的富氦渗透气f-3经第二压缩机K-2升压后，进入第二预处理单元PR-2，经第二预处理单元PR-2去除液雾及粉尘，并将温度调节至40～100℃后，进入到第二膜分离单元M-2，其中，富氦渗透气f-3为优先透过膜分离单元的气体；所述渗余气f-4进入到第三膜分离单元M-3入口；

再次，第二膜分离单元M-2将流股f-5分成两股物流：渗余气f-6和再次浓缩的富氦渗透气f-7；再次浓缩的富氦渗透气f-7一部分作为中等氦气浓度产品气去外界，一部分进入到吸附单元PSA进一步提浓生产A级以上氦气，第二膜分离单元M-2的渗余气f-6和第一膜分离单元渗余气f-4混合后进入第三膜分离单元M-3；

最后，混合后的流股f-9经第三膜分离单元M-3分为两股物流：渗透气f-10和渗余气f-11；所述渗透气f-10返回到第一压缩机K-1入口循环利用，渗余气f-11与吸附单元解析气f-8混合排出界区。

2.根据权利要求1所述的一种产品多元化的氦气高收率分离提纯耦合工艺，其特征在于，所述的膜分离单元为中空纤维膜组件、平板膜组件、管式膜组件或卷式膜组件。

3.根据权利要求2所述的一种产品多元化的氦气高收率分离提纯耦合工艺，其特征在于，所述的中空纤维膜组件、平板膜组件、管式膜组件或卷式膜组件为有机膜、无机膜或有机-无机杂化膜。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种产品多元化的氦气高收率分离提纯耦合工艺，其特征在于，所述的预处理单元为分液器、换热器、精密过滤器和除雾器。