4月24日

寧夏鹽池，賀蘭山下

隨著第一輛氦氣管束車充滿氦氣

中國海油高純氦氣提取裝置試產(chǎn)成功

氦氣純度穩(wěn)定在99.999%以上

氦氣管束車

氦氣是什么？

氦氣是唯一能在接近絕對零度時仍保持液態(tài)的物質(zhì)。因此它廣泛應(yīng)用于航空航天、半導(dǎo)體、醫(yī)療設(shè)備、大科學(xué)工程等領(lǐng)域，是高端制造和前沿科研離不開的重要資源。

當(dāng)前，氦氣主要靠天然氣伴生提取，全球資源集中在少數(shù)國家，我國自產(chǎn)量非常有限。提升氦資源自主開發(fā)利用能力，對保障國家關(guān)鍵領(lǐng)域用氦需求具有重要意義。

如何高純度提氦？

從天然氣中提取氦氣，難點不只是“找得到”，還要“提得純、跑得穩(wěn)”。我國屬于貧氦國家，氦資源多伴生于天然氣中，但含量普遍較低，僅為萬分之二到萬分之五。這意味著，要獲得高純氦氣就像“大海撈針”，首先要從大量天然氣組分中把極少量氦氣精準(zhǔn)找出來，再去除影響純度的雜質(zhì)，最終獲得高純氦氣。

此次試產(chǎn)成功的裝置，與天然氣液化裝置耦合運行，以BOG（蒸發(fā)氣）作為基礎(chǔ)，通過低溫精餾、氦氣純化和低溫吸附等工藝，將氫氣、甲烷、氮氣等雜質(zhì)依次脫除，得到的粗氦純度可達(dá)99%以上。

BOG提氦裝置

最終剩余的氖氣這類微量雜質(zhì)，因和氦氣性質(zhì)相近，極難分離。研發(fā)人員開發(fā)的新技術(shù)，可有效、快速地將吸附床層溫度降至并穩(wěn)定在深低溫區(qū)，并將氖等微量雜質(zhì)牢牢“鎖”在吸附劑材料的孔道里，從而實現(xiàn)高純氦氣穩(wěn)定產(chǎn)出。

不但產(chǎn)氣氦，還能制液氦

為加快推進(jìn)氦資源自主開發(fā)和高效利用，中國海油正在推進(jìn)氣液氦聯(lián)產(chǎn)開發(fā)，計劃在完成高純氦氣提取示范的基礎(chǔ)上，安裝中國海油自主研發(fā)的動壓透平膨脹制冷氦液化裝置。如果說高純氦氣解決的是“提得出來、提得純”的問題，那么，液氦則面向超導(dǎo)磁體、低溫科學(xué)裝置和高端科研設(shè)備等更高端應(yīng)用場景。

2025年，中國海油自主研發(fā)了動壓透平膨脹制冷氦液化裝置。它通過轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時把氦氣擠壓在“身下”，形成薄薄一層氣膜，從而穩(wěn)穩(wěn)把軸托起，該技術(shù)可節(jié)省5%~8%的氣體流量，且運行更加可靠。

動壓透平膨脹制冷氦液化裝置

該項目正式投產(chǎn)后，可年產(chǎn)20萬立方米高純氦氣，或進(jìn)一步制備約55噸液氦產(chǎn)品。從“提氦”到“純化”，再到“液化”，中國海油努力為我國關(guān)鍵資源保供貢獻(xiàn)更大力量。

來源 氣電集團(tuán)

文圖 張曉慧 步宇峰

制作 秦怡然

責(zé)任編輯 劉建坤

監(jiān)制 張宗鷺

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