鄂尔多斯新增氦气项目

2022年8月瑞信气体与鄂尔多斯宏基亿泰能源有限公司签订日产1700方高纯氦气的BOG提氦装置总承包合同和氦气销售合同,预计于2023年上半年投产,高纯氦气产量突破5000立方/天,约170万方/年。

万瑞三期提取氦气项目启动

氦气新建项目

2022年6月29日,“万瑞公司天然气三期日及BOG提氦项目开工奠基仪式”在内蒙古杭锦旗成功举办,这是四川杰瑞恒日天然气工程有限公司(下称杰瑞)与内蒙古万瑞天然气有限责任公司(下称万瑞)继二期液化项目及BOG气液氦联产项目后的第三次合作。2020年7月,杰瑞恒日承建的万瑞BOG提氦项目正式启动,2021年11月4日气氦装置顺利投产,12月液氦装置顺利投产,是首套气液氦联产装置。本次启动的万瑞三期LNG及BOG提氦项目总投资3.7亿元,建设周期为18个月,项目投产后,连同一期、二期等已投产项目,将为万瑞带来20亿元年营业收入。同时,该项目也是杰瑞恒日近一年内承建的第十套百万方级液化装置。

天津石化氢气项目投产

天津石化燃料电池氢气项目成功投产,开车成功并产出合格产品,氢气纯度达99.999%。该项目氢气年产能力达2250 吨,可满足目前天津市全部加氢站的用氢需求。

项目总投资近5000 万元,由设计规模为3000 m3 /h( 标准) 的氢气纯化单元,以及2000 m3 /h( 标准) 的氢气充装单元组成,于2021年6月开工建设。项目采用中国石化专利技术建设,具有占地面积小、动力消耗低等优点。项目一次开车成功,目前各单元稳定运行。

氖气、氙气在俄乌冲突中的危局

俄乌冲突下氖气和氙气可能断供,但中国无忧

来源:环球网

美国半导体使用的氖气有超过90%来自乌克兰,俄乌冲突紧张氛围中,美国开始评估半导体供应链暴露在俄乌局势下的风险,并敦促美国芯片公司寻找这些材料的替代来源。氖气对半导体制造至关重要,是俄罗斯钢铁制造业的副产品,而乌克兰企业则负责氖气的纯化环节。

乌克兰主要生产氖、氪和氙,它们是半导体行业曝光和蚀刻工艺的关键材料,乌克兰供应了全球70%的氖气的需求,氪气的40%以及氙气的 30%。

中国特种气体市场一位专家在接受采访时说,稀有气体是钢铁产业的副产物,由空气分离设备制造出来。前苏联钢铁等重工业规模庞大,因此相关稀有气体的分离做为附属产业一直也比较强大。现在由俄罗斯主要进行粗气分离,乌克兰境内的企业负责精制并面向全球客户。虽然氖气、氪气、氙气为半导体行业生产所需,但使用量并不大,加之提纯这些稀有气体需要一定的技术门槛,且与钢铁行业规模深度绑定,多年来,全球市场逐渐形成了依赖于俄罗斯与乌克兰组成的氖、氪、氙供应链。这位专家表示“中国是钢铁大国,这些稀有气体的纯化、生产工艺已掌握,不再是卡脖子的技术了。”俄乌供应链若中断,中国完全可以组织紧急生产以保障国内的供应。

最为紧张的应该是日、韩、美等国家。日本国内只能自产非常少的稀有气体量,绝大部分需要依赖乌克兰和中国的进口。韩国在氖气上过去全部进口并依赖外国技术,2022年年初刚刚实现国有化生产。而此次韩国浦项制铁建成的装置每年可生产约22000立方高纯氖气,预计只可满足韩国需求的16%。

目前,全球半导体公司稀有气体库存正常可以使用半年。但一个问题是稀有气体的涨价,2015年乌克兰危机期间,氖气价格曾由当年最初的每立方米750元迅速推涨至7月中旬25000元的历史顶点,氖气成为2015年全球最为火爆的气体。不过随后价格快速回落至10月份的3000元。

特种气体价格过去一年几乎普遍走升,氖气从每立方米600元左右上涨到了目前的1700元左右,而氪气市场均价从1万元左右飙到了3万元左右。

特种气体在电子行业的应用

特种气体在电子行业中的应用

李东升

(上海正帆超净技术有限公司, 上海 闵行 春中路 56号   201108)

摘要:论述了特种气体在集成电路、太阳能电池、化合物半导体、液晶显示器和光纤预制棒等电子行业中的应用, 并就其使用安全提出了建议。

0           引  言

微电子从 20世纪 40年代末的第一只晶体管 (锗合金管)问世, 至 50年代中期出现了硅平面工艺, 此工艺不仅成为硅晶体管的基本制造工艺, 也使得将多个分立晶体管制造在同一硅片上的集成电路成为可 能, 随着制造工艺水平的不断成熟, 使微电子从单只晶体管发展到今天的超大规模集成电路。

本征半导体是化学成分纯净  (99.99999%)的半导体单晶体 , 须在单晶炉中提炼得到 。在本征半导体中人为掺入某些微量元素作为杂质 , 称为杂质半导体。在提炼单晶的过程中一起完成 。掺杂是为了显著改变半导体中的自由电子浓度或空穴浓度 , 以明显提高半导体的导电性能。

电子行业常用的特气超过三十余种, 按危险性质可分为不燃气体、 可燃气体 、 氧化性气体、 腐蚀性气体 、 毒性气体等 。按照物理形态可分为压缩气体 、 液化气体和低温气体 。

1           集成电路制造

1.1   集成电路芯片制程

微芯片制造涉及硅片制备 、 硅片制造 、 硅片测

试 /拣选、 装配与封装、 最终测试等五个大的制造阶段 。这五个阶段是独立的 , 在半导体公司内均具有大型基础设施, 并且有提供专用化学材料和设备的工业支撑网。仅在独立阶段运营的公司 (像仅制造芯片的芯片公司 ), 必须满足业界标准以确保最终微芯片满足性能目标。

集成电路是在硅片制造厂中制造完成的 。其可分为六个独立的生产区 (见图 1)。这六个主要的生产区和相关步骤以及测量工具都在硅片厂的超净


  • 间中。虽然对硅片上的独立管芯进行测试的测试 / 拣选区就在硅片厂附近, 但是测试区并不与硅片制造厂的其它部分在同一超净环境当中 。装配和封装则在其它工厂, 甚至在别的国家完成 。
  1. 化学气相沉积和气体应用

化学气相沉积 (CVD)是通过气体混合的化学反应 , 在硅片表面沉积一层固体膜的工艺。硅片表面及其邻近的区域被加热来向反应系统提供所需 的能量 。化学气相沉积膜中所有的物质都源于外部气源。原子或分子会沉积在硅片表面形成薄膜 。

化学气相沉积通常包括气体传输至沉积区域 、膜先驱物的形成 、 膜先驱物附着在硅片表面、 膜先驱物粘附、 膜先驱物扩散 、 表面反应 、 副产物从表面移除 、 副产物从反应腔移除等八个主要步骤 。化学气相沉积常用的气体包括: SiH4 、 DCS、 TCS、

SiCl4 、 TEOS、 NH3 、 N2 O、 WF6 、 H2 、 O2   等 。发生的化学反应通常有 :

SiH4   + O2 ※ SiO2   +H2 SiH4 ※ Si+ H2

SiH4   + NH3 ※ Si3 N4   + H2

SiH4   + N2 O※ SiO2   +N2   +H2 TEOS +O3 ※SiO2   +H2 O + CO2 DCS +NH3 ※ Si3 N4   +HCl+H2

  1. 刻蚀和气体应用

刻蚀是采用化学和物理方法, 有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程 。刻蚀的目的是在涂胶的硅片上正确地复制掩膜图形。刻蚀分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀是利用液态化学试剂或溶液通过化学反应进行刻蚀 。干法刻蚀利用低压放电产生的等离子体中的离子或游离基与材料发生化学反应, 或通过轰击等物理作用而达到刻蚀的目的 。其主要介质是气体 。干法刻蚀的优点是各向异性

(即垂直方向刻蚀速率远大于横向速率 )明显 、 特征尺寸控制良好 、 化学品使用和处理费用低、 蚀刻速率高 、 均匀性好、 良率高等 。常用的干法刻蚀是等离子体刻蚀。

硅片的刻蚀气体主要是氟基气体 , 包括 CF4 、 CF4  /O2 、 SF6 、 C2 F6  /O2 、 NF3 等 。但由于其各向同性 , 选择性较差 , 因此改进后的刻蚀气体通常包括氯基 (Cl2 )和溴基 (Br2 、 HBr)气体。反应后的生成物包括 SiF4 、 SiCl4  和 SiBr4 。铝和金属复合层的刻蚀通常采用氯基气体 , 如 C l4 、 Cl2 、 BCl3 等 。产物主要包括 AlCl3 等 。

  1. 掺杂和气体应用

掺杂是将需要的杂质掺入特定的半导体区域中, 以改变半导体电学性质, 形成 pn结、 电阻、欧姆接触等。 p型半导体是在硅 (锗 )单晶中掺入少量三价元素硼 (或铝 、 铟、 镓等), 则三价元素原子在晶格中缺少一个价电子 , 从而造成一个空位。空位很容易俘获邻近四价原子的价电子 , 即在邻近产生一个空穴 , 空穴可以参与导电 。空位俘获电子后, 使杂质原子成为负离子 。负离子束缚于晶格中 , 不参与导电 。掺杂后 p型半导体中的空穴浓度等于掺杂浓度。在 p型半导体中空穴是多数载流子, 自由电子是少数载流子 。 n型半导体是在硅

(锗 )单晶中掺入少量五价元素磷 (或砷 、 锑等 ),则五价元素原子在晶格中多余一个价电子。多余价电子容易成为自由电子 , 可以参与导电 。提供自由电子后的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子。 正离子束缚于晶格中, 不参与导电。掺杂后 n型半导体中的自由电子浓度等于掺杂浓度。在 n型半导体中自由电子是多数载流子 , 空穴是少数载流子 。

掺杂工艺有扩散和离子注入等。扩散是在合适的温度和浓度梯度下 , 用 I、 V族元素占据硅原子位置。离子注入是将具有很高能量的杂质离子射入半导体衬底中。常用的三价掺杂气体有 B2 H6 、

B r3 、 BF3   等 ,  常 用 的 五 价 掺 杂 气 体 有 PH3 、

POCl3 、 AsH3 、 SbCl5 等 。

2       太阳能电池

  • 太阳能电池的应用

1839年法国科学家 EBecquerel发现液体的光生伏特效应 (简称光伏效应)。 1954年, 美国贝尔实验室研制出单晶硅太阳能电池 。太阳能电池的原理是基于半导体的光伏效应 , 将太阳辐射直接转换成电能。在 pn结的内建电场作用下, n区的空穴向 p区运动, 而 p区的电子向 n区运动 , 最后造成在太阳能电池受光面 (上表面 )有大量负电荷

(电子)积累, 而在电池背光面 (下表面 )有大量正电荷 (空穴 )积累。如在电池上、 下表面做上金属电极 , 并用导线接上负载, 在负载上就有电流通过 。只要太阳光照不断, 负载上就一直有电流通过。太阳能电池的应用首先是在太空领域 。 1958 年, 美国首颗以太阳能电池作为信号系统电源的卫星先锋一号发射上天 。随后 , 太阳能电池在照明、

信号灯、 汽车 、 电站等领域被广泛采用 。特别是与

LED技术的结合 , 给太阳能电池的普及带来了巨大潜力 。

  • 晶体硅太阳能电池生产工艺和气体应用

商业化生产的晶体硅太阳能电池通常采用多晶硅材料 。硅片经过腐蚀制绒, 再置于扩散炉石英管内 , 用 POCl3 扩散磷原子, 以在 p型硅片上形成深度约 0.5μm左右的 n型导电区, 在界面形成 pn结 。随后进行等离子刻蚀刻边 , 去除磷硅玻璃 。接着在受光面上通过 PECVD制作减反射膜 ,  并通过丝网印刷烧结工艺制作上下电极。

晶体硅电池片生产中的扩散工艺用到 POCl3 和 O2 。减反射层 PECVD工艺用到 SiH4 、 NH3 , 刻蚀工艺用到 CF4 。其发生的化学反应分别为 :

POCl3   +O2 ※ P2 O5   +Cl2 P2 O5   +Si※ SiO2   +P

SiH4   + NH3 ※ SiNx:H+H2

CF4   +O2   +Si※ SiF4   +CO2

  • 薄膜太阳能电池生产工艺和气体应用

商业化生产的薄膜太阳能电池分为非晶硅 (a-

Si)薄膜和非晶 /微晶硅 (a-Si/μc-Si)叠层薄膜 。后者对太阳光的吸收利用更充分。其生产工艺首先是在玻璃基板上制造透明导电膜 (TCO)。一般通过溅射或 LPCVD的方法。然后再通过 PECVD方法沉积 p型、 i型和 n型薄膜 。最后用溅射做背电极 。

非晶硅太阳能电池在 LPCVD沉积 TCO工序用到 DEZn、 B2 H6 ;非晶 /微晶硅沉积工序用到 SiH4 、

PH3  /H2 、 TMB/H2 、 CH4 、 NF3   等。其发生的化学反应分别为:

Zn(C2 H5 )2   +H2 O※ C2 H6   + ZnO SiH4   +CH4 ※ a-SiC:H + H2

SiH4 ※ a-Si:H +H2

3       化合物半导体

  • 化合物半导体的应用

化合物半导体通常由 II、 V族元素的化合物反应形成的化合物,  具备半导体的性质 , 包括

GaAs、 InP、 GaN、 AlGaAs等 。化合物半导体的主要用途包括光电 (发光二极管 LED)、 微电子 (无线通信、 光纤通信 、 移动通信、 GPS全球导航 )、军事领域 (异质结双极晶体管 HBT、 高电子迁移率晶体管 HEMT)、 医疗领域 (UV杀菌)等。

  • MOCVD/LED生产工艺和气体应用

金属有机物化学气相沉积 (MOCVD)是 1968 年由美国洛克威尔公司提出的制备化合物半导体单晶薄膜的技术 。发光二极管 (LED)是由 I、 V 族化合物 , 如 GaAs(砷化镓 )、 GaP (磷化镓 )、

GaAsP(磷砷化镓 )等半导体制成的,  其核心是

pn结。因此它具有一般 pn结的特性 , 即正向导通, 反向截止、 击穿特性 。此外 , 在一定条件下, 它还具有发光特性 。在正向电压下, 电子由 n区注入 p区, 空穴由 p区注入 n区。进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。

图 2 MOCVD制造模型Fig.2    MOCVDmanufacturingmodel

LED的制造工艺首先是 MOCVD外延片制作 ; 然后对 LED pn结的两个电极进行加工, 包括清洗 、 蒸镀、 光刻 、 蚀刻、 熔合 、 研磨 ;最后进行划

片、 测试和分选, 就可以得到所需的 LED芯片。

MOCVD工艺用到 AsH3 、 PH3 、 NH3 、 N2 、 H2  等气体。气体反应室模型见图 2。刻蚀工艺用到 BCl3 、


  • Cl2 等 。

4           液晶显示器

在气相沉积工艺获得芯棒的基础上加入外包层

(Over-clading), 制成光纤预制棒。

化学气相沉积的核心反应是 SiCl和 GeCl在

4                       4

  • TFT/LCD的应用

TFT(薄膜晶体管 ) / LCD (液晶显示器 )的每个像素点都是由集成在自身上的 TFT来控制 , 是有源像素点。因此 , 其具有体积小 、 重量轻 、 低辐射、 低耗电量 、 全彩化 、 速度快、 对比度和亮度高 、 屏幕观察角度大 、 分辨率高等优点, 是目前主流的平面显示设备。

  • TFT/LCD生产工艺和气体应用

TFT/LCD的生产包括 TFT阵列  (包括薄膜 、光刻、 刻蚀 )、 彩色滤光片 (包括黑矩阵膜 、 红绿蓝膜、 透明导电层 )、 面板、 模组等工序 。薄膜工序 , 通过化学气相沉积, 在玻璃基板上沉积 SiO2 、

SiNx、 a-Si、 n型 a-Si薄膜。使用的特种气体有

SiH4 、 PH3 、 NH3 、 NF3   等。干法刻蚀工序 , 在等离子气态氛围中选择性腐蚀基材 。通常采用 SF6 、

HCl、 Cl2  等气体。

5           光  纤

  • 光纤应用

光纤是当前信息传输中无可替代的传输介质 , 全球 80%以上信息量通过光纤传输。光纤的主要成分是 SiO2 。从目前制造光纤的工艺来看, 其主要原材料是 SiCl4 。当然根据光纤的品种不同 , 类型不同 , 芯层掺杂微量元素的比例和成分也会不同 。而芯层掺杂的不同决定着光纤的特性 。根据国际电信联盟 (ITU)的相关规定, 光纤的种类主要分为多模光纤 (G.651光纤 , 主要运用于局域网的传输)、 单模光纤 (G.652 主要运用于城域网 、 局域网和长途干线的传输 )、 色 散位移单模光纤(G.653)和截止波长单模光纤 (G.654)、 非零色散位移单模光纤 (G.655/G.656, 主要用于长途干线 )。

  • 光纤预制棒的生产工艺和气体应用

通信用光纤大多数是由石英材料组成的。光纤制造过程包括光纤预制棒制备、 光纤拉丝等步骤 。目前, 光纤预制棒制备最常用的是两步法 :第一步采用气相沉积工艺, 如外部气相沉积法 (OVD)、轴向气相沉积法 (VAD)、 改进的化学气相沉积法

(MCVD)、 等离子化学气相沉积法 (PCVD)等 ,

来生产光纤预制棒的芯棒 (Core-rod);第二步是

氢、 氧火焰环境下, 水解生成 SiO2  和 GeO2   粉尘

(SOOT)。其中 SiCl4 、 GeCl4  需要加热 , 用蒸气或氩气携带的方式送入反应室  。常用的其它特气还有

CH4 、 CF4 、 Cl2 、 SF6 等 。

6           特气使用安全

首先 , 应对特气的危害性进行分析 , 通过本质安全设计 , 消除安全隐患。根据行业规范, 对特气房选址、 安全间距 、 防火分区、 房间通风、 电气防爆等进行评估 。管道设计应进行保压和氦测漏, 确保系统密闭性 。钢瓶和管道阀门应选用隔膜或波纹管密封阀门。管道系统应采用焊接系统 , 机械接头均应置于抽风罩内 。排放气体应进行安全处理。气体输送设备具有紧急切断功能。操作应遵循标准操 作规程。

其次 , 采用监测手段, 预防事故发生。设置气体泄漏侦测器 , 监控气体泄漏。可燃性气体应设置高温或火焰侦测器 。危险气体应设置过流开关。气柜应进行负压监测 , 防止抽风系统的失效。侦测系统应与报警和紧急切断连锁 。系统还应进行远程监控。监控系统应设置不间断电源 。

最后 , 采用减灾措施, 降低事故后果。设置消防喷淋系统, 对气体钢瓶进行冷却降温 。设置远程紧急切断按钮 。抽风系统应考虑事故排风, 且在不同的危险和防火分区之间设置风阀。建筑设计应充 分考虑泄爆面积、 防火墙 、 紧急出口、 消防通道等。建立应急反应系统 , 并定期演练, 最大限度减轻人员伤亡、 财产损失和环境破坏。

作者简介 : 李东升(1968-), 男, 汉族, 河南人, 高级工程师。

一氧化氮

天津赛美特公司一氧化氮气体规格

一氧化氮气体

检测项目检测结果
N2+O2500 PPM
NO2200 PPM
CO2100 PPM
N2O120 PPM
压力3.5兆帕
 
一氧化氮 NO99.9 %
40升钢瓶装气体一氧化氮,压力3.5兆帕。
production-of-nitric-oxide

下面介绍一氧化氮在医疗上的一个应用:治疗肺动脉高压

application-of-nitric-oxide-in-cure-of-high-pulmonary-artery-of-newborns

nitric-oxide-china-standard-2023

一氧化氮标准气,用于医疗行业。

转载:牙科与笑气(氧化亚氮)

一氧化二氮,氧化亚氮

编辑:侯叔霞 作者:同济大学附属杨浦医院全科医学主治医师 付强强

笑气+微创:牙科恐惧症人群的福音

用氧化亚氮结合微创治疗牙病

“看牙恐惧症”,临床上屡见不鲜。有人甚至一躺倒在牙椅上,就紧张到不停地发抖;还有严重者刚听到牙科钻头滋滋的声音,就涕泪横流,精神崩溃。这些现象,在医学上有个名词,叫“牙科恐惧症”,看牙时面色苍白、肌肉紧张、心悸等都是“牙科恐惧症”的常见表现。如今,这类患者可以尝试“微创拔牙”。拔牙是指将牙齿的根部和牙槽骨分离并取出的过程,如果牙根与牙槽骨接触的面积很小,拔牙就不费力,比如拔除很松动的牙齿。但大多数情况下,拔牙并非如此简单:牙根被牙槽骨紧紧包住,牙根的形态复杂,比如臼齿,往往有多个分叉的牙根;某些原因导致牙根和牙槽骨发生粘连,很难分离;牙根质地疏松,一碰就断……传统拔牙方法秉承“摇一摇、撬一撬,不行就来榔头敲”的思路,遇到上述复杂情况时,拔牙过程势必比较痛苦,而使用微创拔牙技术,则可减少创伤,减轻不适感。

所谓“微创拔牙”,是指在拔牙过程中采用微创的拔牙器械和手术技巧。微创拔牙需要利用一些特别的工具,包括微创牙钳、微创牙挺、高速涡轮牙科钻、超声骨刀,以及一些特别的牵引装置等。合理运用这些特制的微创拔牙器械,可以在拔牙过程中“四两拨千斤”。比如:有一种微创牙挺,其薄而锋利的工作端能推开牙槽骨, 切断牙周膜,轻柔拔除牙齿,不需要“暴力”撬动;高速涡轮牙科钻可以快速把牙根分割开;超声骨刀可安全、微创去除牙齿周围的骨阻力,有只磨骨头、不伤牙龈的特性,在对付埋伏阻生牙时创伤更小、更安全。

顾名思义,“微创”就是创口微小,所以拔牙过程中对牙周组织的损伤就比较小。那么,哪些情况适合做微创拔牙?一般来说,除了松动的牙齿,其他各种类型拔牙治疗都可以实施微创拔牙,尤其是多根牙、死髓牙、埋伏阻生牙等。通过分析牙齿拔除的阻力,单独或者组合运用各种微创拔牙器械,巧妙实现拔牙目标。但是有心脑血管疾病的患者往往在拔牙时具有一定危险性。因为,心理因素和疼痛的刺激可能导致他们的血压增高引起脑血管意外,也可能因为血压骤然下降,引起供血不足。所以,这类患者在术前评估后,也非常适宜在心电监护下进行微创拔牙。

可以把疼痛减到最小吗?笑气微创拔牙技术(“微创+笑气”联用的方法)应运而生,这是一种专门为这些顽固的“牙科畏惧者”准备的口腔新技术。操作时,麻醉师先给患者用一种“笑气麻醉” 技术,然后口腔医师再采取微创的办法来拔牙。用了笑气,拔牙就完全不痛,患者自然就不紧张了。

麻醉师先通过一根传送管, 把笑气传输出去,末端是个鼻罩,扣在患者鼻子上。吸了3分钟之后,李先生原本握紧的拳头就松垂下来,脸上的表情,与其说是笑,还不如说是呆呆的。当麻醉师问“你今年几岁”,他还是能回答“42岁”,不过语气慵懒,目光也有点迷离。麻醉师说,李先生现在的状态,跟喝了酒有点像,基本上就是轻飘飘的,但他还是有意识的,能配合医生拔牙。与用小锤子敲击牙齿的普通拔牙不一样,口腔科医生通过特殊的钻头,先把李先生要拔的牙分割成小块,然后很轻松地取了出来,这个过程中,全程输送笑气。十多分钟工夫,拔牙完毕,麻醉师把吸管中的笑气换成纯氧,5分钟后,李先生就“还魂”般清醒了。他舔舔嘴唇,说还有点甜甜的,问他刚才的感觉,李先生说,就是全身软绵绵的,的确没什么疼痛。

那么,这种神奇的笑气究竟什么?笑气,学名叫一氧化二氮,化学分子式N2O,是一种无色有甜味的气体,能使患者麻醉,但仍然可以保持意识。在吸入笑气的过程中, 始终有医生全程负责,控制浓度和吸入的量,操作严格,即使对孩子和体质较差的老年人也是安全的。

甲烷

甲烷气体

重要的燃料和化工原料。以甲烷为主要成分的天然气,其热值为882.0kJ/mol。天然气被大规模开采利用,成为世界第三能源。液化天然气的热值比航空煤油15%,用于汽车、海上快Chemicalbook艇和超音速飞机,可担高速度。节省燃料。还大量用于合成氨、尿素和炭黑,还可用于生产甲醇、氢、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氢氰酸和1,4-丁二醇等。甲烷氯化可得二、二、三氯甲烷及四氯化碳。

氦气 helium (He)

GB/T 4844-2011                国家氦气标准

项目指标
纯氦高纯氦超纯氦
氦气(He)体积 %  ≥99.9999.99599.99999.9999
氖气(Ne)体积10-6 <401541
氢气(H2)体积10-6 <7310.1
氧气(O2)+氩气(Ar) 体积10-6 <5310.1
氮气(N2) 体积10-6 <251020.1
一氧化碳(CO) 体积10-6 <110.50.1
二氧化碳(CO2) 体积10-6 <110.50.1
甲烷(CH4) 体积10-6 <110.50.1
水分(H2O) 体积10-6 <201030.2
总杂质体积10-6 <10050101

氦气(HE)的大用户行业

医院里的核磁共振成像仪(简称MRI), 它可绘制出人体的三维图像供医生诊断病情。

液氦在其中的作用: 1)制造过程中, 用液氦把内部磁铁冷却下来, 直到接近绝对零度进行产品测试, 尔后作为成品再送到医院; 2)维持磁铁的温度来保持MRI连续运作, 要加满液氦才能满足这个要求。老式的设备一年需要2000L 液氦充填, 新的磁铁也要每年充填500L 液氦。MRI制造厂正不断改善核磁共振成像技术, 期待在高一点温度下运行( -196 ℃) ;另外改用循环冷冻机,使其保持低温状态, 这也需要一个时间周期来替代。

MRI占了全球氦气用量的20 %, 是最大的终端使用行业。虽然在发达国家核磁共振成像仪的需求量正在减少, 但是多数国家的需求量仍增长, 保持了液氦的需求旺盛。氦气的其他主要用户:焊接( 17 %) 、气球( 8 %) 、光纤生产( 6 %) ,检漏( 5 %) 和科研( 4 %) 等方向。

氦气钢瓶

这是准备给用户发出的氦气钢瓶(国标瓶),也可以按要求准备美标钢瓶(DOT钢瓶)
氦气钢瓶

氦气的提纯方式

提氦方法优点缺点
深冷-膜分离法流程简单,占地面积小氦回收率不高
天然气冷凝(LNG)联产法能耗低,经济效益好流程复杂
脱氮单元(NRU)联合法冷能利用率高,资源利用率高对进料组成和市场的依赖性大
天然气冷凝及脱氮单元(LNG-NRU)联合法单个产品回收率高,投资小流程复杂
APCL及linde公司的闪蒸法提氦成本低,效率高产品浓度低
变温吸附和真空变压吸附(TSA+VPSA)法流程简单,效率高对吸附剂要求高

截止2022-4-20的内蒙古BOG天然气提取氦气项目(含正在施工建设中的)统计:

①内蒙古雅海能源BOG提氦年产50万立方米项目开工;②蜀道装备公司内蒙古氦气项目,③内蒙古万瑞天然气BOG提氦40万立方米项目,④鄂尔多斯水发BOG提氦项目,⑤内蒙古中能天然气有限公司,⑥内蒙古兴圣天然气有限责任公司,⑦世储集团(科思)年产氦气25万m³,⑧天利丰一期项目氦气20万m³

名词解释:什么是BOG气体?

BOG: boil off gas ,一般称作闪蒸气体, 
闪蒸气是液化天然气LNG气化后的产物,在一定的时间内一般温度很低可以对人造成低温灼伤 ,天然气本身是常温气体。某些来源的BOG气体中氦气的成分相对较高,可能达到5%。

一氧化二氮,氧化亚氮的规格

一氧化二氮

氧化亚氮(笑气)工业级指标

industrial grade of nitrous oxide

指标名称(items)指标数值(indices)
产品纯度N2O>99.0% (均为百分含量 %)
O2+N20.4
H2O0.1
THC0.2
CO20.1
OTHERS0.2

氧化亚氮(笑气)高纯电子级指标

electronic grade of nitrous oxide

指标名称(items)指标数值(indices)
产品纯度N2O>99.998% (以下含量 PPM)
O22
N210
THC1
CO22
CO1
H2O3
NH35
NO+NO22