发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于膜分离的天然气氦气联产LNG生产工艺及设备，解决了现有油田伴生气不便于回收氦气，成本较高的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于膜分离的天然气氦气联产LNG生产工艺，包括以下步骤：油田伴生气经过油井开采后汇总送至气液分离器，经气液分离器的出口送至原料气膜分离组入口端的原料气加热器内，经原料气加热器出口送至原料气膜分离组入口，原料气膜分离组的非渗透气压力不损失，送至原管网外售至下游用气单位，原料气膜分离组的渗透气出口设置真空泵，经真空泵的气体送至缓冲罐，再经过原料气压缩机进入到天然气LNG液化工序，经过液化工序后的产品LNG外售，天然气LNG液化工序的BOG富含氦气经过送至BOG气加热器，BOG气加热器出口接至BOG膜分离组，BOG膜分离组的非渗透气送至缓冲罐，BOG膜分离组的渗透气进入到产品气压缩机，产品气压缩机出口接至高纯氦纯化器，产品高纯氦装瓶外售。

进一步地，油田伴生气分布广阔，需通过管道输送汇总至原料气膜分离组。油田伴生气的压力≥5.0MPa，含氦气万分之三以上。

进一步地，所述气液分离器上部设置除沫网，用以扑集伴生气中的固体颗粒和液体，保护对膜的损害。

进一步地，所述加热器为蒸汽加热或者电加热。

进一步地，所述原料气膜分离组，BOG膜分离组由单根膜或者多根膜组成。

进一步地，上述原料气膜分离组采用高压膜。膜前后压差不大于8MPaG。

进一步地，上述产品气气膜分离组采用低压膜。膜前后压差不大于2.0MPaG。

进一步地，所述真空泵入口压力为-0.09～-0.08MPaG，真空泵出口压力为0.05～0.1MPaG。

进一步地，上述真空泵设置备用。

进一步地，所述原料气压缩机入口压力为0.02～0.05MPaG，出口压力设置为1.2～1.8MPaG。

进一步地，上述压缩机采用隔膜压缩机或者柱塞压缩机，并设置一台备用。

进一步地，所述LNG液化工序采用国内运行稳定的工艺包。

进一步地，所述产品气压缩机后气体压力为0.8～1.6MPaG。

进一步地，上述压缩机采用隔膜压缩机或者柱塞压缩机，并设置一台备用。

进一步地，所述高纯氦纯化器采用带有自动控制的变压吸附工艺，除去提浓后的产品气中的杂质气体。

一种基于膜分离的天然气氦气联产LNG生产工艺的设备，包括通过管线依次连接的气液分离器，原料气加热器，原料气膜分离组，真空泵，缓冲罐，原料气压缩机，LNG液化工序，BOG气加热器，BOG膜分离组，产品气压缩机以及氦气纯化器；

所述原料气膜分离组渗透气出口与所述真空泵连接，所述BOG膜分离组非渗透气出口与所述缓冲罐之间通过管线连接，且渗透气出口与所述产品气压缩机通过管线连接。

有益效果

1、本发明利用伴生气高压的特性，将从伴生气源头提取高纯氦气变为可实施的方案。

2、伴生气提取氦气后的压力非渗透气压力不损失，不影响伴生气的后续供气销售工作。

3、用膜法将伴生气中的氦气浓度提高十倍以上，伴生气的体积缩小十倍以上，氦气的回收率95％以上，利用该渗透气的量建立LNG液化工厂变为可行。

4、利用该工艺设备将富氦的气体制成LNG和高纯氦，是传统工艺和新技术的完美结合，特别适用于伴生气中氦气浓度不高，需要回收的场所。

5、BOG膜分离器的非渗透气富含甲烷，送至缓冲罐进一步回收甲烷，增加LNG产品。

5、流程合理，最大程度回收利用原料气的有效成分。

6、能量消耗低、投资低，产品质量好。