氦气是国家重要战略气体之一，天然气提氦是其主要工业来源。中国由于天然气资源的缺少严重受制于氦垄断国家，寻找新的氦气提取资源，迫在眉睫。从与天然气组成类似，且不需要复杂前处理的浓缩煤层气中提取氦气可作为中国破除氦气“卡脖子”的重要方向。利用Aspen HYSYS软件对浓缩煤层气提氦联产液化天然气(LNG)工艺进行模拟计算，并分析了提氦塔的进料温度、进料压力、回流比、理论板数与进料位置以及原料气组成等参数对深冷液化提氦工艺能耗、粗氦和LNG产品质量的影响，结果发现：(1)浓缩煤层气深冷液化提氦工艺主要耗能设备为循环制冷过程中的压缩机和膨胀机，提氦过程中的冷凝器和再沸器。(2)进气低温、高压条件下，深冷液化提氦分离效果好。(3)当一、二级提氦塔和脱氮塔的理论板数分别为8、7和4时，深冷液化提氦系统投资费用最低，经济性好。(4)当原料气中CH4浓度从86 %提高至93%，He浓度从0.8%提高至1.5%，N2浓度从13.2%降低至5.5%时，经两级低温冷凝提氦后产品粗氦浓度从66.68%提高至70.49%，He回收率从99.67%提高至99.93%，粗氦产量从7.47 Nm3/h提高至13.28 Nm3/h。(5)针对15 000 Nm3/d生产规模，浓缩煤层气深冷液化提氦系统总投资约为1 946 万元，其中氮气循环制冷压缩机占比最大，约占65.58%。针对浓缩煤层气，采用深冷液化工艺可以实现粗氦制取同时联产液化天然气(LNG)，对煤层气提氦工艺工业应用提供了一定帮助。

0 引 言
1 煤层气提氦工艺模拟概况
1.1 设计条件
1.2 工艺选择
1.3 模拟方法与选择
1.4 全流程模拟
2 过程模拟分析
2.1 过程参数对能耗及产品影响
2.1.1 一级提氦塔进料温度对能耗及产品影响
2.1.2 一级提氦塔进料压力对能耗及产品影响
2.1.3 二级提氦塔进料温度压力对粗氦产品影响
2.1.4 提氦塔回流比对能耗及产品影响
2.1.5 循环制冷高压、低压和冷剂流量对能耗影响
2.2 过程参数优化
2.2.1 一级提氦塔参数优化
2.2.2 二级提氦塔参数优化
2.2.3 脱氮塔参数优化
2.3 原料气组成对产品影响
2.3.1 原料气组成对粗氦产品影响
2.3.2 原料气组成对LNG产品影响
3 结论与展望