氦不能在工業(yè)中生產(chǎn)，只能純化。在物理實(shí)驗(yàn)中，它可以通過(guò)原子衰變獲得，但數(shù)量非常少。理論上，它可以從空氣中提取，但由于空氣中的氦含量太稀，可以從工業(yè)中含有約0.5%氦的天然氣中通過(guò)分離、精煉和純化獲得氦。天然氣分離制氦法是主要的工業(yè)提氦方法：在工業(yè)中，主要以含氦天然氣為原料，通過(guò)反復(fù)液化和分餾獲得純氦，然后用活性炭吸附凈化。

天然氣制氦的主要工藝

擴(kuò)散法利用氦的高熱擴(kuò)散率從天然氣中濃縮和提取氦。所使用的擴(kuò)散元件通常為石英玻璃毛細(xì)管，壁厚為0.025-0.127mm，內(nèi)徑與壁厚之比為3-7，工作溫度為400-500℃，工作壓力根據(jù)具體工作條件為幾十至幾百M(fèi)PA。通過(guò)石英玻璃毛細(xì)管擴(kuò)散提取的氦的純度相當(dāng)高，但由于所使用的石英玻璃毛細(xì)管非常薄，制造非常不方便，并且操作必須在高溫和相當(dāng)高的壓差下進(jìn)行，因此在擴(kuò)散定律的使用中仍然存在許多限制，以模擬氦提取。

膜滲透過(guò)程隨著膜材料的發(fā)展，膜滲透技術(shù)在氦萃取中顯示出越來(lái)越好的應(yīng)用前景。不同的氣體對(duì)膜具有一定的滲透性，不同氣體的滲透性不同，因此天然氣中的氦可以通過(guò)滲透提取。工業(yè)應(yīng)用的滲透膜應(yīng)具有以下特點(diǎn)：滲透常數(shù)大，以確保性能并減少所需的膜面積；大的分離系數(shù)簡(jiǎn)化了工藝；良好的化學(xué)、機(jī)械和熱穩(wěn)定性，以保持長(zhǎng)期性能。膜材料對(duì)天然氣組分滲透的選擇性可用分離因子表示。

該方法包括根據(jù)固體吸附劑表面上各組分吸附能力的差異從天然氣中分離氦。由于吸附劑的吸附能力有限，吸附工藝通常適用于雜質(zhì)含量低于10的粗氦的精制。這種改進(jìn)型包括近年來(lái)開(kāi)發(fā)的變壓吸附（PSA）。

吸收方法選擇合適的吸收溶劑。在某些條件下，沸點(diǎn)高于氦的天然氣中的剩余組分可以被清洗、吸收和去除，以提取氦。使用的吸收性溶劑，如液體氟碳化合物、液體石蠟等。

低溫冷凝法這種方法在各國(guó)廣泛用于從天然氣中提取氦。通常包括氣源預(yù)處理和凈化、粗氦提取和氦精煉。

1.含氦天然氣的預(yù)處理和凈化

含氦氣源中的H2S、Co、水分、甚至汞和其他雜質(zhì)在進(jìn)入低溫裝置之前必須進(jìn)行清潔，以避免管道、閥門(mén)和設(shè)備在低溫下堵塞、腐蝕和工藝條件惡化。一般的酸性氣體去除方法包括醇胺法、熱鉀法和磺胺法。氦萃取工藝對(duì)H2S的影響CO殘留物的要求為：H2S≤4 ppm[1 ppm.M／22.4（mg／M）式中，M為分子量，相同向下，CO≤100ppm。鑒于氦提取的好處，應(yīng)優(yōu)化有助于降低氦提取成本的提取方法。脫水方法：從天然氣中提煉和脫水氦氣一般選用分子篩，脫水深度必須小于1ppm。同時(shí)，殘留的酸性氣體被進(jìn)一步吸附和去除。脫汞工藝：hgsiv脫汞分子篩可以再生和回收，但設(shè)備和控制復(fù)雜；浸硫活性炭不能回收，需要定期更換，但設(shè)備和操作簡(jiǎn)單。