2 Die Helium-Supply-Chain, Verkauf des Nation – s Helium Reserve, Die National Academies Press

Lesen Sie Kapitel 2 Der Helium Supply Chain: Helium, ist schon lange Gegenstand der öffentlichen Politik-Beratung und-management, vor allem wegen seiner vielen strateg…
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Kapitel: 2 Die Helium Supply Chain

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Die Helium Supply Chain

EINFÜHRUNG

Die supply chain für helium, beginnend mit seinen Ursprung als ein Bestandteil von Erdgas durch Ihre Produktion und die Lieferung zu den Hunderten von tausenden von helium-Nutzer auf der ganzen Welt, ist eine komplexe Struktur. Seine Zusammensetzung und wie Sie Einfluss und werden beeinflusst durch Ausschuss Empfehlungen werden in diesem Kapitel behandelt. Die Diskussion beginnt mit roh-helium-Quellen, die sich auf die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, bevor helium-Förderanlagen entwickelt. Dies ist gefolgt von einer kurzen Diskussion, wie die roh-helium werden zuerst in Rohöl helium und dann verfeinert in das Produkt, das schließlich ist die an die Endbenutzer übermittelt. Die primären und sekundären Verteilungs-Systeme sind dann beschrieben, zunächst für die Vereinigten Staaten und dann für den rest der Welt. Insbesondere Fragen, die sich auf den Schwerpunkt dieses Berichts hervorgehoben werden im gesamten Kapitel.

ROH-HELIUM VERSORGT

Die derzeit einzige kommerziell praktikable Quelle von helium ist seine Gewinnung aus Erdgas, und auch nur dann, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

Die Erdgas-Felder in Frage, die sind groß genug, dass die Menge an helium projiziert werden extrahiert rechtfertigt die Kosten von der Installation helium Förderanlagen;

Die Konzentrationen von helium in den Feldern, werden von 0,04 0,65 Prozent; die Konzentration, bei der Gewinnung wirtschaftlich tragfähig ist, hängt davon ab, wie die Erdgas verarbeitet werden;

Alle raffinierten helium produziert werden müssen einen erschwinglichen Zugang zu den weltweiten Märkten; und

Die Allgemeine Wirtschaftlichkeit des Projekts, nicht nur das Volumen der gas -, rechtfertigen die Hauptstadt erforderlich, um die Installation und Wartung der Förderanlagen.

Diese Bedingungen wurden erfüllt, die in den Vereinigten Staaten für viele Jahre und jetzt zufrieden zu sein, in mehreren anderen Ländern, darunter Polen, Russland, Algerien, Katar, China, mit einer neuen Quelle, die derzeit in Australien entwickelt. Es ist wahrscheinlich, dass helium wird auch start zu sein, extrahiert aus dem gas in Kanada, Indonesien und Iran in den kommenden zehn Jahren zusätzliche Quellen werden im Laufe der nächsten 25-50 Jahre. Detailliertere Informationen finden Sie in Kapitel 4 über die geschätzte Menge von roh-helium in diesen Quellen, sowohl jetzt als auch in absehbarer Zukunft, und die gegenwärtigen und zukünftigen globalen Kapazitäten für das extrahieren von helium aus.

Abbildung 2.1 zeigt die Standorte von wichtigen internationalen helium-Rückgewinnung und-Produktion sowie das Ziel der Sendungen von helium zu wichtigen Märkten auf der ganzen Welt, die Einzelheiten sind weiter unten im Kapitel.

Die drei wichtigsten Erdgas-Bearbeitung von Vorgängen aus der helium gewonnen wird, sind diese:

Die Verarbeitung von Erdgas zu extrahieren, natural gas liquids (NGLs), wie Propan, Ethan, Butan und Benzol für Energieträger und als Rohstoffe für die Petrochemische Produktion. Dies ist die helium-Rückgewinnung, Verarbeitung und Verflüssigung Grundlage für die midcontinental helium Operationen im Hugoton-Panhandle Felder, die sich über Kansas, Oklahoma und Texas, und waren die Grundlage für die US-Regierung die Rückgewinnung von roh-helium-während die strategische recovery-Programm durch den 1970er Jahren. Sie werden diskutiert in mehr detail in Kapitel 5. Abbildung 1.3 zeigt die Positionen der wichtigsten Quellen von helium in den Vereinigten Staaten.

Die Gewinnung von Erdgas Bäche Reich an CO2, wobei das CO2 wird für enhanced oil recovery (EOR) und das Methan in das Erdgasnetz ist an Methan Märkte. Dies ist der Prozess, auf dem ExxonMobil die großen helium-Betrieb in der Riley Ridge Felder in Wyoming basiert.

Die Verarbeitung von Erdgas zu liquefied natural gas (LNG) für den Versand an viele der weltweit Energie-Märkte. Dies ist die Grundlage für die großen helium-Rückgewinnung, Verarbeitung und Verflüssigung Operationen in Algerien und Katar und die Unterstützung der zukünftigen helium recovery-Operationen in diesen Ländern und anderswo.

ABBILDUNG 2.1 Ursprung und Ziel für große Teile der 6.5 Bcf/a helium-Markt im Jahr 2008 (die folgenden Angaben sind der Ungefähre Betrag, den der helium verbraucht in jeder region): Vereinigte Staaten, 2.8 Bcf; auch in Kanada und Südamerika, 0.3; Europa, 1.7; Asien, 1.5, Afrika, dem Nahen Osten und Indien, 0.15. QUELLE: CryoGas International.

HELIUM-PRODUKTION

Der erste Teil des helium supply chain beinhaltet die Verarbeitung von Erdgas zu entfernen, die rohe helium und Verunreinigungen, und dann die Verarbeitung weiter verfeinert bekommen helium. Kasten 2.1 beschreibt diese Prozesse im detail.

In Einrichtungen, die nicht mit dem Helium-Pipeline, die Verarbeitung von Erdgas zu entfernen, die rohe helium und dann auch zu produzieren verfeinert helium in der Regel erfolgt in einer einzigen Anlage, in die das Rohöl und raffinierte Verarbeitung sind eng miteinander verbunden. Aber die helium-Gewinnung und Raffination Einrichtungen verbunden, um die Helium-Pipeline wurde so konstruiert, dass die Extraktion der Pflanzen liefern kann Rohöl helium direkt an einer Optimierung der Anlage oder der Helium-Pipeline, und der refining-Anlagen können, durch die gleichen token, die Prozess-roh-helium geliefert, die entweder von einem benachbarten Extraktion-Anlage oder aus der Helium-Pipeline.

Die Erdgas-Unternehmen, die produzieren das rohe helium haben die beteiligten Betriebe in die Erdgas-recovery -, pipeline-Transport und der Verarbeitung von NGLs. Die helium-Raffination Unternehmen, die in Bereichen verbunden, die durch die Helium-Pipeline haben in der Regel Langzeit-15 – bis 25-Jahr—roh-helium-Versorgung Verträge mit den Industrie-gas-Raffinerien wurden, die entlang der Helium-Pipeline

BOX 2.1

Herstellung von Helium aus Erdgas

Die Verarbeitung von helium in natural gas geschieht in zwei Stufen. Der erste Schritt ist die Extraktion von Rohöl helium (die nach der Extraktion in der Regel besteht zu 50-70 Prozent mit einem Volumen von helium) aus dem stream von Erdgas. Der zweite Schritt umfasst die Weiterentwicklung der rohe helium zu produzieren gereinigtes helium von verschiedenen kommerziellen Sorten.

Roh-Helium-Produktion

Die spezifischen Verfahren für die Extraktion von Rohöl helium aus Erdgas hängt davon ab, ob das Erdgas verarbeitet wird Methan zu erzeugen und natural gas liquids (NGLs) oder einer anderen Quelle Gase wie CO2 oder konvertiert wird in liquefied natural gas (LNG). Der Extraktionsprozess erfordert in der Regel drei aufeinanderfolgende Vorgänge. Zunächst Verunreinigungen wie Wasser, CO2, Quecksilber und Schwefelwasserstoff werden aus dem gas entfernt mit verschiedenen Extraktions-und adsorptionsverfahren. Zweite, hochmolekularen Kohlenwasserstoffen getrennt werden, indem der Gasstrom durch ein Bett aus Aktivkohle und die schwereren Kohlenwasserstoffe anzubringen, um die Aktivkohle-Oberflächen. Schließlich kryogenen Destillation trennt und entfernt die meisten der übrigen Methan-gas. Das Endprodukt ist ein Gasgemisch, in der Regel mit 50 bis 70 Prozent aus helium, der Rest vor allem Stickstoff und kleinere Mengen von argon, neon und Wasserstoff.

In den Vereinigten Staaten, vor Erdgas mit raw-helium wird als “roh-helium,” es muss ein helium-Konzentration von mehr als 50 Prozent und nur begrenzte Mengen bestimmter Verunreinigungen, wie H2, die müssen weniger als 20 Teile pro million (ppm). Diese Spezifikationen wurden schon früh von dem Bureau of Mines, BLM Vorgänger in der Verwaltung des Bundes Helium Reserve, und lassen Sie die feuchten helium gespeichert werden, in das Bush Dome Reservoir und dann erfolgreich entzogen, komprimiert, verarbeitet durch die Helium-Anreicherung Einheit und geliefert für die Verarbeitung der Raffination und der Verflüssigung-Pflanzen entlang der Helium-Pipeline.

Verfeinert Helium-Produktion

Reinigung von helium in der Regel in Stufen erfolgen, mit der die genaue Methode ist abhängig von der Erdöl helium der Reinheit und der Verwendungszweck. Ein typischer Prozess umfasst zunächst die Kühlung der roh-helium auf Temperaturen, bei denen Stickstoff und Methan kondensieren zu einer Flüssigkeit. Dass Flüssigkeit abgelassen, so dass eine gas-von circa 90 Prozent helium. Das gas wird dann erwärmt, kombiniert mit Luft mit Sauerstoff angereichert, und gingen über den Katalysator, der ermöglicht, den Sauerstoff und Wasserstoff verbinden sich zu Wasser Dampf, der kondensiert und abgezogen. Das restliche gas gelangt dann in eine pressure swing adsorption (PSA) – Einheit, die letztlich die Erträge helium bei besser als 99,99 Prozent Reinheit. Weitere kryogene adsorption von Prozessen erhöhen kann, helium Reinheit bis zu 99,9999 Prozent.

LNG-Verarbeitung

Der Prozess zum extrahieren von helium aus LNG-tail-Gasen ist ähnlich wie die Endreinigung Schritte nur diskutiert werden, da das gas verbleibt, nachdem die Verflüssigung von Methan ist ähnlich wie die rohe helium, das ist das Endprodukt der kryogenen Destillation oben diskutiert. Indem das gas durch katalytische adsorption und der PSA-Einheiten produziert helium bis zu 99,9999 Prozent reines. Das Ergebnis der Raffination wird verflüssigtes helium.

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