99.999%!中國(guó)石化突破氦氣提純
近日,中國(guó)石化自主開(kāi)發(fā)的首套氦氣提純裝置在重慶石油LNG工廠一次開(kāi)車成功,順利產(chǎn)出合格高純氦氣。該項(xiàng)目可年產(chǎn)99.999%高純氦氣20噸以上。
氦氣,英文名為Helium,化學(xué)元素符號(hào)為He,是種無(wú)色無(wú)味、不可燃的氣體。充滿氦氣的氣球之所以能飄在空中,是因?yàn)楹馐浅藲錃庖酝饷芏茸钚〉臍怏w,其密度遠(yuǎn)小于空氣,空氣的密度為1.29千克/立方米,而氦氣的密度為0.1786千克/立方米。此外,氦氣也是一種惰性氣體,其化學(xué)性質(zhì)不活潑,通常狀態(tài)下不與其他元素或化合物結(jié)合,幾乎沒(méi)有固態(tài)或者液態(tài)化合物形態(tài),所以氦一般都是以單質(zhì)氣體存在,直到1908年7月10日,荷蘭物理學(xué)家昂尼斯才首次液化了氦氣。
氦氣之所以稀缺,一方面是由于其用途非常廣泛,另一方面是因?yàn)楹鉄o(wú)法通過(guò)人工制備獲得,氦氣在空氣中的含量非常低,只有約0.000524%,從空氣中提取氦氣,成本可能比等體積的黃金還要貴,不具備工業(yè)提取價(jià)值。
自 2009 年以來(lái),氦氣需求一直在持續(xù)增長(zhǎng),自 2010 年以來(lái),市場(chǎng)以 10.1% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)但這是否導(dǎo)致短缺仍不清楚。最近的一份報(bào)告估計(jì),全球氦氣市場(chǎng)在 2026 年可能達(dá)到 201.7 億美元,從 2022 年到 2026 年以 13% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
總之,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。但一直以來(lái),我國(guó)氦氣資源相當(dāng)貧乏,提氦技術(shù)相對(duì)落后,超過(guò)95%的氦氣資源依靠進(jìn)口。別看我國(guó)的氦氣95%都要依靠進(jìn)口,但實(shí)際上,我國(guó)并不缺乏氦氣。如四川盆地、塔里木盆地、柴達(dá)木盆地、海拉爾盆地等地方都發(fā)現(xiàn)了氦氣,呈現(xiàn)出了“點(diǎn)多面廣”的基本特征。并且綜合來(lái)看,氦氣資源在西北地區(qū)的成藏基本條件很不錯(cuò),具備開(kāi)發(fā)潛力。但為什么我們還要依賴進(jìn)口,主要還是由于氦氣品級(jí)問(wèn)題導(dǎo)致。
我國(guó)需要的是商用級(jí)別氦氣,根據(jù)品級(jí)分類,A級(jí)氦和電子氦的需求量更大一些。這類樣品比較少。加之我國(guó)提氦裝置很少,比如位于四川榮縣的東興場(chǎng)鎮(zhèn),該裝置于2011年重新修建,肩負(fù)著氦氣提純的工作,產(chǎn)出粗氦的純度約為80%。然后這些粗氦還需要運(yùn)輸?shù)匠啥继烊粴饣S繼續(xù)提純,年產(chǎn)純氦為20×10^4立方米。所以裝置和提純效率也使得我們自己生產(chǎn)氦氣變得很難,只能依靠進(jìn)口。
全球具備氦氣出口能力的國(guó)家主要有五個(gè),分別是美國(guó)、俄羅斯、波蘭、卡塔爾和阿爾及利亞。這之中美國(guó)占大頭,從2012年的數(shù)據(jù)來(lái)看,美國(guó)的氦氣供應(yīng)量占五國(guó)總量的76%。并且美國(guó)的氦氣儲(chǔ)量也居于榜首,即使經(jīng)過(guò)了這么多年的開(kāi)發(fā),美國(guó)政府在20221年公布的全國(guó)氦氣剩余可采量仍舊有8.66×10^9立方米。
而此次中國(guó)石化自主開(kāi)發(fā)的首套氦氣提純裝置在重慶石油LNG工廠上馬,或有希望在未來(lái)解決我國(guó)氦氣過(guò)分依賴進(jìn)口的難題。
原文標(biāo)題 : 新材料情報(bào)NMT丨熱點(diǎn) | 99.999%!中國(guó)石化突破氦氣提純
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