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高純氦氣，被譽為“黃金氣體”，因其卓越的物理性質在航空航天、半導體制造、醫療影像等領域不可或缺。其制作流程復雜精密，需經過多步驟提純，確保純度達99.999%以上。本文將解析高純氦氣的制作流程，揭示這一稀有戰略性物資的誕生之路。

一、原料提取：從天然氣、空氣或煤層氣中“捕捉”氦氣

高純氦氣的原料主要來自天然氣、空氣或煤層氣。天然氣中氦氣含量通常在0.3%-7%，是主流提取來源。空氣雖含氦量僅百萬分之五，但可通過空分裝置獲取。近年來，我國在含氦煤層氣提取技術上取得突破，如中國煤科煤科院開發的“變壓吸附+膜分離+精制純化”工藝，成功從復雜成分的煤層氣中提取高純氦氣，開辟了新資源渠道。

二、初步凈化：剔除“雜質障礙”

無論是天然氣還是煤層氣，均含硫化氫、二氧化碳等雜質。初步凈化需通過醇胺溶液吸收法去除酸性氣體，利用分子篩深度脫水（至1ppm以下），甚至采用專用脫汞分子篩處理汞等腐蝕性雜質，為后續流程創造潔凈環境。

三、低溫精餾：沸點差異“分而治之”

核心步驟是低溫精餾。原料氣在-160℃以下被冷卻液化，利用各組分沸點差異分離。甲烷等輕烴率先液化，氦氣（沸點-268.9℃）作為最輕組分留存。通過多級精餾塔反復冷凝蒸發，獲得粗氦氣（純度約99.9%）。

四、吸附與膜分離：微觀世界的“篩子”

粗氦氣需進一步去除微量雜質。吸附技術利用活性炭或分子篩的微孔結構，選擇性吸附氧氣、氮氣等雜質；膜分離技術則利用半透膜對不同氣體分子滲透速率的差異，使氦氣優先通過，截留大分子雜質。二者結合，可大幅提升純度。

五、化學反應除雜與深度精制

針對頑固雜質，采用化學反應手段。例如，氧化銅爐可清除氫氣，金屬吸氣劑吸收氧氣。最終通過多級精餾、低溫吸附等技術耦合，將純度提升至5N級（99.999%以上）。每一步需通過質譜分析等檢測手段監控，確保達標。

六、高壓儲存與質量控制

獲得的高純氦氣需壓縮至15MPa儲存于鋼瓶，使用前經減壓器降壓，并嚴格檢漏。工作場所需保持通風，避免氦氣濃度過高導致窒息風險。

高純氦氣的制作流程，是科學原理與工程技術的完美融合。從原料提取到最終產品，每一步都需精密控制，既要應對原料成分復雜性，又要突破極低溫、高壓等工藝挑戰。隨著新型吸附材料、膜分離技術的研發，高純氦氣生產效率與純度將持續提升，為高科技產業注入更強勁動力。