中國石化自主開發(fā)的氦氣分離膜▲

據(jù)介紹，本氦氣提純項(xiàng)目采用中國石化北京化工研究院自主研發(fā)的高效深度脫氫和膜法氦氣分離等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從工藝開發(fā)到工業(yè)應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新和突破。目前，北化院已對(duì)相關(guān)技術(shù)申請(qǐng)中國發(fā)明專利 14 件，涉外專利 2 項(xiàng)。IT之家獲悉，該項(xiàng)目的氦氣來源于重慶石油 LNG 工廠，通過對(duì)高含氦、高含氫的工廠尾氣進(jìn)行提純處理，使之變廢為寶，產(chǎn)出 99.999% 的氦氣產(chǎn)品。

11月18日，中國石油化工股份有限公司及我國西南地區(qū)首個(gè)氦氣提純項(xiàng)目----中國石化重慶石油分公司涪陵LNG工廠氦氣提純項(xiàng)目一次開車成功，氦氣純度穩(wěn)定在99.9999%。據(jù)悉，該項(xiàng)目的核心工序之一低溫精制單元由中化西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司(簡稱中化西南院)提供全套自主研發(fā)技術(shù)及核心精制劑。項(xiàng)目的成功投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了我國高品質(zhì)氦氣提純技術(shù)的完全自主可控。

氦氣提純難，尤其是高純度氦氣提純更難，國外企業(yè)對(duì)高純氦氣提取技術(shù)實(shí)行嚴(yán)格保密。面對(duì)技術(shù)封鎖，獨(dú)立自主、自力更生成為唯一選擇。中國石化將涪陵LNG工廠氦氣提純項(xiàng)目列入“十條龍”科研攻關(guān)項(xiàng)目，長達(dá)四年的自研之路由此開啟。2018年，涪陵頁巖氣提氦技術(shù)前期研究啟動(dòng)；2019年3月，中國石化多家工程、生產(chǎn)和科研單位聯(lián)合攻關(guān)，確立了《LNG 工廠BOG尾氣中氦氣回收技術(shù)開發(fā)》課題；2021年4月，研究成果通過集團(tuán)科技部評(píng)審，次年4月通過重慶市應(yīng)急管理局首次工藝論證評(píng)審，項(xiàng)目技術(shù)和安全性得到各方面認(rèn)可。

據(jù)攻關(guān)課題負(fù)責(zé)人董旭介紹，涪陵LNG工廠氦氣提純項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了多個(gè)技術(shù)創(chuàng)新。截至目前，已申請(qǐng)涉外專利3件、中國發(fā)明專利16件，成功解決了氦氣提純技術(shù)的難點(diǎn)。其中，氦氣提純膜為國內(nèi)首次獨(dú)立自主開發(fā)，打破了美國和日本在氦氣分離膜專用高分子材料領(lǐng)域的技術(shù)封鎖。

氦氣具有密度低、沸點(diǎn)低、導(dǎo)熱性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子工業(yè)、生物醫(yī)療等高新技術(shù)領(lǐng)域。但是，我國氦氣資源相當(dāng)貧乏，提氦技術(shù)相對(duì)落后，超過 95% 的氦氣資源依靠進(jìn)口。

目前，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的氦氣資源僅來源于含氦天然氣，需要將氦氣進(jìn)行有效提純利用。由于天然氣尾氣成分復(fù)雜，其中甲烷、氮?dú)馀c氦氣分子的動(dòng)力學(xué)直徑十分接近，因此氦氣提取十分困難。

氦氣是國防軍工和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展不可或缺的稀有戰(zhàn)略性物資之一，廣泛應(yīng)用于航空航天、超低溫、醫(yī)療、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等領(lǐng)域，被譽(yù)為氣體中的“芯片”。2020年，中國消費(fèi)氦氣約3800噸，其中進(jìn)口量約3700噸，對(duì)外依存度高達(dá)98%。

下一步，中國石化將針對(duì)我國氦氣資源低豐度的特點(diǎn)開發(fā)迭代工藝，繼續(xù)降低成套工藝的能耗，提升穩(wěn)定性，持續(xù)提升我國氦氣生產(chǎn)能力，致力于滿足我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

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