Способ и устройство для очистки гелия

1. Способ очистки гелия, в котором:
i) поток (1), содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, и либо не содержащий никакого диоксида углерода или содержащий диоксид углерода в качестве второстепенного компонента, разделяют посредством частичной конденсации и/или дистилляции, чтобы образовать поток (3), обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, и второй поток (11), обогащенный азотом и метаном,
ii) поток, обогащенный гелием, направляют в каталитический узел (K) в присутствии кислорода, чтобы уменьшить содержание в нем водорода, поток (5), обогащенный гелием и обедненный водородом, обрабатывают, чтобы удалить по меньшей мере часть воды, образованной посредством катализа, поток, обогащенный гелием, из которого часть воды была удалена, очищают посредством адсорбции в первом адсорбционном узле (узле короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA)), чтобы получить газ (7), обогащенный гелием, содержащий по меньшей мере 95 мол. % гелия, и остаточный газ (15), обедненный гелием, содержащий воду,
iii) остаточный газ, обедненный гелием, содержащий воду, разделяют посредством адсорбции во втором адсорбционном узле (TSA), чтобы удалить воду,
iv) первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, направляют в узел (O) для сжигания, чтобы участвовать в сжигании, и газообразные продукты сгорания (23) выпускают в атмосферу или регенерируют, и
v) второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, направляют в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел, и газ (13), который служит для регенерации, направляют в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании.
2. Способ по п. 1, в котором остаточный газ (15,17), из которого удалена вода во втором адсорбционном узле (TSA) направляют в процесс разделения (U).
3. Способ по п. 2, в котором остаточный газ (17) и газ (1), подлежащий отделению, сжимают выше по потоку от узла для разделения в том же самом компрессоре (V).
4. Способ по п. 1 или 2 или 3, в котором первый и второй потоки (9,11), обогащенные азотом и метаном, имеют один и тот же состав.
5. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором поток (3), содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, разделенный посредством частичной конденсации и/или дистилляции, содержит по меньшей мере 30 мол. % гелия или даже по меньшей мере 40 мол. % гелия.
6. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, направляемый в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел (TSA), содержит по меньшей мере 85 мол. % азота.
7. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, направляемый в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел (TSA), содержит по меньшей мере 1 мол. % метана.
8. Способ по одному из предшествующих пунктов, в котором второй адсорбционный узел (TSA) является адсорбционным узлом с колебаниями температуры.
9. Узел для очистки гелия, содержащий узел (U) для разделения посредством частичной конденсации и/или посредством дистилляции, каталитический узел (K), первый адсорбционный узел (PSA), второй адсорбционный узел (TSA), узел для сжигания (O), средство для подачи потока (1), содержащего по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану и либо не содержащий никакого диоксида углерода или содержащий диоксид углерода в качестве второстепенного компонента, подлежащего разделению посредством частичной конденсации и/или дистилляции в узле для разделения, чтобы образовать поток (3), обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, и второй поток (11), обогащенный азотом и метаном, средство для подачи потока, обогащенного гелием, в каталитический узел в присутствии кислорода, чтобы уменьшить содержание в нем водорода, средство для обработки потока (5), обогащенного гелием и обедненного водородом, чтобы удалить воду, образованную посредством катализа, средство для подачи потока, обогащенного гелием, к средству для обработки для удаления воды, средство для подачи потока, обогащенного гелием, из которого вода была удалена, в первый адсорбционный узел, чтобы разделять его посредством адсорбции, чтобы получить газ (7), обогащенный гелием, содержащий по меньшей мере 95 мол. % гелия и остаточный газ (15), обедненный гелием, средство для подачи остаточного газа, обедненного гелием, содержащего воду, подлежащую отделению посредством адсорбции во втором адсорбционном узле, чтобы удалить воду, средство для подачи первого потока, обогащенного азотом и метаном в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании, средство для выпуска газообразных продуктов сгорания в атмосферу или направления их в восстановительный узел, средство для подачи второго потока, обогащенного азотом и метаном, в качестве регенерационного газа во второй адсорбционный узел и средство для подачи потока газа, который служит для регенерации (13), в узел для сжигания, чтобы участвовать в сжигании.