聚酰亚胺中空纤维膜分离犎犲犆犎4的试验研究

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1、石油与天然气化工２６ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＯＦＯＩＬ＆ＧＡＳ２０１８聚酰亚胺中空纤维膜分离犎犲／犆犎的试验研究４李均方黄晶詹平刑国海谢仲海柴露华中国石油西南油气田公司成都天然气化工总厂摘要国内现有的天然气气田中氦含量极低，有效回收低含氦天然气中的氦气对我国氦气资源的保护及利用非常重要。利用聚酰亚胺膜对Ｈｅ／ＣＨ二组分混合气进行了分离试验研究，通过试验讨４论了在膜分离中尾渗比、操作压力、操作温度等条件对氦气浓缩倍数和回收率的影响。试验结果表明，采用膜分离有利于低含氦天然气中氦气的回收。关键词氦气天然气膜分离试验研究浓缩犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉ

2、ｓｓｎ．１００７３４２６．２０１８．０５．００５犈狓狆犲狉犻犿犲狀狋犪犾狊狋狌犱狔狅狀狊犲狆犪狉犪狋犻狀犵犎犲／犆犎４狑犻狋犺狆狅犾狔犻犿犻犱犲犺狅犾犾狅狑犳犻犫犲狉犿犲犿犫狉犪狀犲犔犻犑狌狀犳犪狀犵，犎狌犪狀犵犑犻狀犵，犣犺犪狀犘犻狀犵，犡犻狀犵犌狌狅犺犪犻，犡犻犲犣犺狅狀犵犺犪犻，犆犺犪犻犔狌犺狌犪犆犺犲狀犵犱狌犖犪狋狌狉犪犾犌犪狊犆犺犲犿犻犮犪犾犘犾犪狀狋犌犲狀犲狉犪犾，犘犲狋狉狅犆犺犻狀犪犛狅狌狋犺狑犲狊狋犗犻犾牔犌犪狊犳犻犲犾犱犆狅犿狆犪狀狔，犆犺犲狀犵犱狌，犛犻犮犺狌犪狀，犆犺犻狀犪犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｓｔｈｅｈｅｌｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｎｎａｔｕ

3、ｒａｌｇａｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｎａｔｕｒａｌｇａｓｆｉｅｌｄｓｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｌｏｗｉｎＣｈｉｎａ，ｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｒｅｃｏｖｅｒｈｅｌｉｕｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｆｒｏｍｔｈｅｌｏｗｈｅｌｉｕｍｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｎａｔｕｒａｌｇａｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｅｌｉｕｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｅｐｏｌｙｉｍｉｄｅｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｅｐａｒａｔｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙｓｔｕｄｙｔｈｅｂｉｎａｒｙｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｏｆｍｅｔｈａｎｅａｎｄｈｅｌｉｕｍ．Ｔｈ

4、ｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅｔｅｎｔａｔｅｇａｓａｎｄｐｅｒｍｅａｔｅｇａｓｖｏｌｕｍｅｒａｔｉｏ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｏｆｈｅｌｉｕｍｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｒｅｃｏｖｅｒｙｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆｈｅｌｉｕｍｆｒｏｍｌｏｗｈｅｌｉｕｍｃｏｎｔａ

5、ｉｎｉｎｇｎａｔｕｒａｌｇａｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｅｌｉｕｍ，ｎａｔｕｒａｌｇａｓ，ｍｅｍｂｒａｎｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｅａｒｃｈ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ氦（Ｈｅ）是一种稀有的单原子气体，其质量仅次于设施等领域应用广泛，是国家安全和高技术产业发展氢。在室温和大气压力条件下，氦无色、无味、无毒，是的重要基本物资之一。所有物质中沸点最低、也是唯一不能在标准大气压下目前，具有实际应用价值的氦气资源仅来源于含［２］固化的物质。氦的化学性质极为稳定，且具有很强的氦天然气，全世界范围内氦气资源的品质差异非常扩散性（低黏度）、良好的导热性

6、、低溶解度及低蒸发潜大，在氦产量最大的美国中东部地区，天然气中氦气平［１］热等特殊性，是一种非常重要的工业气体。由于其均体积分数约为０．８％，个别天然气气田中的氦体积［３］独特的性质，氦在低温、航天、电子工业、生物医疗、核分数高达７．５％。根据天然气中的氦气含量，通常作者简介：李均方（１９６８－），男，高级工程师，１９８９年毕业于西南石油大学，大学学历（工学学士），长期从事天然气加工方面的技术工作。Ｅｍａｉｌ：ｌｉ＿ｊｆ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ通信作者：黄晶（１９９０－），女，助理工程师，２０１６年毕业于西南石油大学，硕士研究生学历（工学硕士），从

7、事天然气工艺技术工作。Ｅｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｊｉｎｇ１２＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ第４７卷第５期李均方等聚酰亚胺中空纤维膜分离Ｈｅ／ＣＨ４的试验研究２７将氦体积分数超过０．３％的天然气气源称为富氦天然件结构的示意图，其内部由数千根聚酰亚胺中空纤维［４］气，而我国国内现有天然气中的氦含量均极低，氦含丝构成。原料气从膜管内侧进入膜组件，在壳程收集量较高的威远天然气气田，其天然气中氦体积分数也到渗透气流。［５］仅为０．２％，属于贫氦天然气。随着全球对氦气需求的快速增长，若能有效回收天然气资源中含有的少量氦气，将大幅度提高氦气产量。由于气体膜分离技术具有分离

8、效率高、运行能耗低、流程