油气集输新技术（油气储运工程-）

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1、目录1.氦简史32.氦气的性质、用途及来源33.1世界氦资源状况43.1.1常规氦资源43.1.2非常规氦资源43.2氦生产、需求和消费53.2.1对外贸易53.2.2消费和需求54．天然气提氦工业64.1国外天然气提氦工业发展历史64.2国内天然气提氦工业发展历史84.3天然气工业发展现状84.3.1天然气提氦主要方法94.3.1.1吸附法94.3.1.2吸收法94.3.1.3扩散法94.3.1.4膜渗透法94.3.1.5水合分离法94.3.1.6低温冷凝法104.3.2天然气提氦工艺技术104.3.2.1联

2、产法天然气提氦104.3.2.2膜分离和变压吸附(PSA)114.3.2.3联合法天然气提氦114.3.2.4合成氨（甲醇）尾气提氦工艺114.3.2.5沸石吸附法提氦114.3.2.6地热水气提氦技术125.提氦工业发展趋势12氦需求、资源开发及提氦技术进展摘要：氦气是国防军工和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的唯一经济的来源。我国氦气资源相当贫乏,含量很低,提取难度大,成本高。因此,在保护有限氦气资源的同时,研究开发先进的天然气提氦技术对于提高氦气生产的经济性、保

3、障国家用氦安全和促进我国天然气提氦工业的发展具有重要意义。通过对目前提氦技术的发展历史和发展现状的分析,介绍了各种提氦方法和提氦工艺技术。随着新材料、新技术的发展,天然气提氦技术不断改进创新,提氦工艺发展迅速,联产法、联合法，水和分离法等新工艺有着良好的应用前景,这些都为促进天然气提氦技术的发展提供了新的思路。最终简单分析了今后天然气提氦技术的发展趋势。关键词：提氦，天然气技术，技术进展，资源开发1.氦简史在二十世纪之前我们对氦基本上是一无所知。那是在1868年8月18日日食时的太阳日珥光谱的观察中第一次被发现

4、。他们的兴趣和太阳光谱观测艺术已经被前面的日全食所充分激发，至少有六个观察员能够独立的确定太阳大气中存在一个新的光谱线。本光谱线最初被认为是钠元素的，但那一年的晚些时候得出的结论是，它实际上是一个新的元素的证据。这个新元素以希腊语中的‘太阳’命名为氦。地球上的氦元素的检测是将近30年后的事儿。直到1895威廉拉姆赛爵士和瑞利勋爵报告了铀和钍矿石发出的气体中观测到氦气的光谱。这一报告不久，很快从包括大气在内的各种来源中发现微量的氦。在1900年早期氦的来源情况发生了戏剧性的变化，因为当年在美国大陆的天然气井上发现

5、了相当大量的氦存在。最著名的故事涉及1903在堪萨斯Dexter钻的探井，它生产出了一种不燃气体。随后Cady和McFarland分析了从这儿和邻近的气井产出的气体，结果表明，所含氦体积含量为大约百分之1。虽然地质学家和石油生产商报告了一些可能存在潜在氦开采价值的天然气，商业复苏兴趣并没有在第一次世界大战爆发前得到发展。例如，喀麦林·昂内斯为1908早些时候的氦液化实验，进行了矿源独居石砂繁琐的提取作业才获得了氦。[11]2.氦气的性质、用途及来源氦(He)是一种稀有惰性气体、具有很强的扩散性、良好的导热性、低

6、密度、低溶解度、低蒸发潜热等性质，对一般化学反应和放射性具有惰性。常压下氦的液化温度为一269℃，液氦是一种流动性极好的液体，无色，表面张力极小，仅1．3×10^-5N／cm，折射率1．02。氦不存在三相点，单独降温氦不能固化，只有在降温的同时加压至2．5MPa以上才能获得固体氦。在2．19K时，液氦的密度、比热、导热系数等物理性质均发生突变，产生“超流动性”，使液氦能迅速通过直径小于10^-5cm的毛细管。氦的性质决定了它在工业、科技祁国防上的用途。由于氦的惰性、工业上常用于高温加工技术的保护剂，如特种金属冶

7、炼，等离子焊接等。氦气与氧气按一定比例配制成人造空气、可作为深水作业和宇宙飞行器中的呼吸气。氦气是低温物理学、低温电子学、宇宙空间技术、超导技术等各领域中的致冷剂，氦也用于光学仪器，制作氦氖激光器。用氦代替氢填充气球和飞艇更安全可靠，氦也曾是火箭祁导弹技术中的燃料压送剂。此外，氦气良好的导热性能使它放用作气冷式核反应堆的导热剂。氦虽用处很多，但它在自然界中的畜集度却不高。对工业提氦来说，氦的来源只有两个途径，一是空气分离的副产物，另一则是从含氮天然气中提取。由于空气中氮的含量甚微，一般空分产负极少。而含氛天然气

8、中氦的含量约为o．2％，大大高于空气中的含量，具有很高的提取价值。[1]3.世界氦气资源、需求和消费3.1世界氦资源状况3.1.1常规氦资源截至2006年12月31日，世界氦资源量估计为519亿m3，其在世界上的分布很不均匀。美国是世界上氦资源最丰富的国家，虽然已大规模开采60多年，但氦气储藏量仍占世界总储量近40％。其他国家储量依次为卡塔尔（101亿m3），阿尔及利亚（82亿m3），