[发明专利]在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的工艺及装置

权利要求书

1.在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

在经脱碳、脱水、脱苯、脱汞净化后的原料天然气降温液化后、进入LNG储罐前提取BOG；

对BOG复热至常温后增压、二次降温液化，分离出氮气、甲烷混合液态物料和含氢粗氦气；

将含氢粗氦气催化脱氢、脱水后得到粗氦气；

将粗氦气经变压吸附脱氮气、脱氖气后得到高纯氦气；

在粗氦气催化脱氢反应前，在含氢粗氦气中掺入部分高纯氦气。

2.根据权利要求1所述的在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的工艺，其特征在于：

经脱碳、脱水、脱苯、脱汞净化后的原料天然气通过一级低温换热器降温液化，液化后的原料天然气温度为-157℃至-162℃；

通过低温分离器分离液化后的原料天然气中的气相物料BOG和液相物料LNG，对低温分离器排出的气相物料BOG回收冷量复热，低温分离器的液相出口连接至LNG储罐；

在对BOG增压、二次降温液化前，先经一级低温换热器回收冷量复热；BOG增压至4Mpa-5Mpa后经二级低温分离器二次降温液化，液化后的BOG温度为-191℃至-194℃。

3.根据权利要求2所述的在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的工艺，其特征在于：在液化后的原料天然气进入低温分离器前，经第一节流阀调节压力至150kPa。

4.根据权利要求1所述的在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的工艺，其特征在于：

在粗氦气催化脱氢反应前掺入的高纯氦气使得进行催化脱氢反应时的氢气含量降至2％以下。

5.在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的装置，其特征在于：包括通过管路依次设置于氦气提取路径上的一级低温换热器、第一节流阀、低温分离器、一级压缩机、二级低温分离器、第三节流阀、脱氮塔、催化脱氢反应器、脱水器、变压吸附器和氦气储罐；

所述变压吸附器的出气口还连通有纯气管，所述纯气管的另一端连通在脱氮塔与催化脱氢反应器之间的管路上，所述纯气管上设置有调气阀和气体流量计；

所述一级低温换热器用于对经过脱碳、脱水、脱苯、脱汞净化后的原料天然气降温液化；所述低温分离器用于对液化后的原料天然气气液分离，所述低温分离器的气相出口经一级低温换热器回收冷量复热后连接至一级压缩机；所述二级低温分离器用于对增压后的低温分离器排出的气相物料降温液化，得到氮气、甲烷混合液态物料和含氢粗氦气；所述脱氮塔用于脱离液化的气相物料中的氮气、甲烷混合液态物料，所述脱氮塔的气相出口连接至催化脱氢反应器；所述催化脱氢反应器用于将含氢粗氦气中的氢气与计量配入的氧气反应生成水，所述脱水器用于脱水并排出粗氦气；粗氦气经变压吸附器吸附杂气得到高纯氦气，所述氦气储罐用于储存高纯氦气。

6.根据权利要求5所述的在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的装置，其特征在于：所述一级低温换热器降温后流出的流体的温度为-157℃至-162℃，一级压缩机出口压力为4Mpa-5Mpa，所述二级低温分离器降温后流出的混合物料的温度为-191℃至-194℃、压力为1.8MPa。

7.根据权利要求6所述的在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的装置，其特征在于：所述二级低温分离器中的冷却剂由下述重量份的组分组成：甲烷20-25％、乙烯30-35％、乙烷0-1％、氮气4-10％、丙烷10-20％、异戊烷3-15％。

8.根据权利要求5所述的在液化天然气生产过程中提取高纯氦气的装置，其特征在于：所述低温分离器的液相出口连接至LNG储罐；所述变压吸附器为双塔式变压吸附装置，所述氦气储罐为高压氦气储罐，所述变压吸附器与高压氦气储罐之间连接有二级压缩机，经变压吸附器吸附杂气得到的高纯氦气经二级压缩机加压后进入氦气储罐。