氦气在元素周期表上排第二，轻到能从地球大气中逸散殆尽。人类工业用氦几乎全部来自地下天然气藏，而含氦天然气中氦的丰度通常低得令人沮丧——0.1%以下都算“常规操作”，达到0.5%以上才勉强称得上“富氦”。这意味着，每一立方米高纯度氦气的背后，是一整套极其精密的分离提纯工程在支撑。

过去十几年，全球氦气供应链的脆弱性反复暴露。美国、卡塔尔等少数产地的一举一动，足以让下游半导体厂和医院的核磁共振室陷入焦虑。正因如此，围绕高纯度氦气提取的技术攻关，已经不只是工业问题，而是关乎高端制造和战略资源安全的命题。

把氦从天然气里“挑”出来，有多难

天然气的主要成分是甲烷，氦气混在其中，化学惰性极强，不参与任何反应。无法用化学方法“抓住”它，只能利用物理性质的差异。氦的沸点是所有元素中最低的，在1个大气压下低至4.2K（约−269°C），与甲烷、氮气的冷凝温度拉开了巨大差距。这个物理事实，决定了工业提氦的基本逻辑：先把温度降下去，让其他气体液化，氦留在气相中，浓度便逐步升高。

但低温法远不是“降个温”那么简单。一套典型的深冷提氦流程，需要多级闪蒸和精馏塔协同工作，将原料气逐级冷却、液化、分离。有研究团队设计的新型集成工艺，采用四级闪蒸作为“氦气升级器”先将氦浓度初步提升，再送入双级精馏塔深度分离，最终获得99%纯度的氦气产品，回收率达到97.6%。能耗层面，该系统的总能耗达到815兆瓦量级，冷量消耗之大可见一斑。全球约90%的商用氦气仍然依赖低温工艺提取，其成熟度和产品稳定性是其他方法短期内难以替代的。

膜分离技术近年来发展迅速，能耗低、设备紧凑是其突出优势。但膜材料的选择性和渗透性之间存在固有矛盾，单独使用很难同时做到高回收率和高纯度。吸附法则依赖吸附剂对氦与其他气体分子的选择性差异，变压吸附（PSA）工艺在粗氦精制环节表现稳健，有报道显示低温吸附技术可将氦气纯度推进到99.999%的水平。

真正的工程智慧在于组合。针对氦含量低于0.1mol%的贫氦原料气，将低温工艺与LNG生产耦合，再叠加膜分离和吸附的杂化流程，可以实现95%以上的氦回收率和超过99.999%的产品纯度。这不是某一种技术的胜利，而是一套工艺系统在能耗、回收率和纯度之间反复权衡的结果。

国产提氦的节奏正在变快

中国长期面临“贫氦”困境，氦气对外依存度一度接近100%。但变化正在发生。据中国地质调查局数据，截至2025年4月，全国新增氦气探明地质储量达40.7亿立方米，苏里格、涪陵、靖边、安岳、东胜和泸州六个气田的氦气探明储量均超过2亿立方米。资源底数在增厚，提取技术也在同步推进。

工程层面的突破同样密集。中国海油自主研制的高纯氦气提取装置已在宁夏盐池完成试产，产品纯度稳定在99.999%以上，实现了从技术研发到工程示范的转化。安徽万瑞冷电的“低温精制及脱氖装置”在陕西延安天然气提氦项目验收合格，产出氦气纯度达到99.99997%（6N9级），氖气杂质含量低于0.3ppm，这是国内首套从天然气中提取6N9级超纯氦气的装置。含氦煤层气提氦装置也已在工业场景中成功应用，产出99.999%以上的高纯氦气。

这些项目的共同指向很清晰：高纯度氦气提取正在从依赖单一低温工艺，走向多技术耦合、原料来源多元化的工程新阶段。煤层气、贫氦管道天然气、LNG闪蒸气等此前不具经济性的原料，正在新的工艺框架下获得提氦价值。

从提取到交付，最后一段路同样关键

提取出来的高纯度氦气，并不会自动变成半导体产线上可以放心使用的电子级气体。从粗氦到成品，还需要经过催化脱氢、干燥、低温吸附精制等一系列纯化步骤，每一项都对杂质控制提出严苛要求。半导体制造中氦气用于芯片冷却和惰性气氛保护，任何微量的氧、水或碳氢化合物都可能在晶圆表面留下缺陷。

纽瑞德气体在这个环节的角色，是把提纯出来的氦气稳定地转化为可交付的产品。公司提供的超纯氦气产品覆盖99.999%（5N）至99.9999%（6N）全档位，6N级产品对氧气、氮气、水分等关键杂质的控制达到0.1ppm级别，可支撑半导体光刻刻蚀、超导实验、高端医疗设备等对气体洁净度要求极高的场景。产品遵循GB/T4844-2025纯氦、高纯氦和超纯氦国家标准，气瓶采用符合GB5099标准的无缝钢瓶制造，从充装到配送形成完整品控链条。

高纯度氦气提取的技术难度，恰恰体现在它无法被简化为某一个“核心工艺”。它是一条从地质评价、原料气预处理、低温精馏或膜吸附分离、催化纯化到终端充装检测的完整链条。任何一个环节的松动，都会在最终产品的杂质谱上留下痕迹。理解这一点，也就理解了为什么氦气被称为“黄金气体”——它的价值不仅在于稀缺，更在于把它从地下带到产线上所跨越的每一道工程关卡。

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