Очистка гелия

В России применяют гелий (Не) двух основных классов чистоты: марка А (99,995 %) и марка Б (99,99 %).

Промышленное получение очищенного гелия включает несколько этапов:

1. Предварительное очищение и осушение природного газа.
2. Выделение сырого гелиевого концентрата из газовой смеси.
3. Очистка полученного концентрата от примесей.
4. Получение товарного гелия заданной чистоты.

Основная технологическая задача — отделить гелиевый концентрат от природного газа. В исходной смесиприсутствуют метан, этан, азот, водород, неон, легкие углеводороды и другие компоненты. После выделения и очистки гелий может переводиться в жидкое состояние для хранения, транспортировки и дальнейшего промышленного применения.

Для очистки используют не один метод, а комплекс газоразделительных процессов:

• адсорбцию;
• мембранное разделение;
• каталитическое выжигание отдельных компонентов;
• фракционную конденсация и теплообмен;
• криогенное вымораживание;
• сепарацию, ректификацию и дистилляцию при низких температурах.

На первом этапе исходный газ разделяют на метан, этан, широкую фракцию легких углеводородов, а также смесь азота, гелия, водорода и неона. После этого концентрат проходит дополнительные блоки очистки, чтобы получить товарный гелий, соответствующий требованиям марки А.

Удаление примесей выполняется различными способами. Водород выводят методом каталитического выжигания. Азот удаляют с помощью конденсации либо ее комбинации с короткоцикловой адсорбцией. Образующийся жидкий азотный конденсат отделяется от основного продукта.

После удаления основных примесей очищенный гелиевый поток охлаждают жидким азотом до температуры около –207 °С и направляют на сжижение.

В ООО «Технология» дополнительная очистка от примесей неона выполняется на переключающихся адсорберах в процессе сжижения гелия. Процесс идет в непрерывном режиме и дает возможность получать гелий высокой чистоты — до 99,99999 %.