□ 高金争
氦气是我国用途广泛的稀缺资源,是发展航天、国防军工、电子、高科技等行业不可缺少的宝贵气体。氦气在空气中含量极低(He≈5×10-6),主要存在于天然气中。美国天然气中氦气资源丰富,产量和消费量均居全球之首,而我国氦气资源匮乏,天然气中氦气含量最高仅为0.2%。同时,由于提氦成本高,我国95%的氦气依靠从国外进口。
近年美国挑起中美贸易摩擦以后,氦气的价格更是飙升。我国上世纪60年代发现的威远气田是我国唯一制氦的工业气田,目前该气田天然气剩余可采储量仅为1.88m3×l08m3,濒临枯竭。上世纪80年代在我国东部郯-庐大断裂附近含油气盆地中也发现了来自地壳和地幔的氦气藏,包括:辽河盆地万金塔、苏北盆地黄桥和广东三水等气藏。这些气藏氦气含量也较低,且天然气储量有限,其中最大的苏北黄桥气田天然气储量也只有46亿立方米。值得一提的是,近年来,在我国中西部发现了氦含量达到或超过工业标准的柴达木盆地东坪、塔里木盆地塔中和准噶尔盆地克拉美丽、鄂尔多斯盆地延长等千亿方气田。
与国外比较,我国天然气中氦气具有含量低、规模大的特点,而国际上及我国普遍采用的深冷法提氦技术对天然气中氦气含量要求高,耗能高,成本也高,不适应我国天然气的特点。针对我国氦气提取的技术短板,克拉玛依市恒通能源有限公司在董事长吴英的领导下,与中科院在资源、技术、设备、成本等方面密切合作,共同研发了天然气中氦气提取的膜+PSA技术,该技术从应用条件上实现了从“深冷分离技术”向“常温提取技术(膜+PSA集成技术)”转变;从资源需求上:实现氦气资源的“无中生有”,从低于氦气工业标准的天然气中提取工业化氦气;从工艺上实现了与天然气处理与管输的无缝隙对接;从规模上氦气常温纯化装置规模达到年产50万标方,氦气纯度达到99.99%。据该公司计算,利用膜+PSA技术,按照西部含油气盆地天然气产量和氦气的含量计算,如果能将其全部处理,所得到的氦气就可以满足我国每年的用氦需求,为国家的用氦战略安全做出贡献。