天然氣制乙炔技術(shù)研究現(xiàn)狀與思考

賈永校（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816099）

天然氣制乙炔技術(shù)研究現(xiàn)狀與思考

賈永校（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816099）

隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)化進(jìn)程的加快，化工生產(chǎn)對(duì)天然氣制乙炔技術(shù)的要求也越來(lái)越高。本文根據(jù)中國(guó)天然氣化工企業(yè)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，介紹了國(guó)內(nèi)天然氣制乙炔生產(chǎn)現(xiàn)狀和天然氣制乙炔技術(shù)的研究進(jìn)展，并針對(duì)現(xiàn)階段存在的能源消耗大、設(shè)備自動(dòng)化水平低和熱量利用率低等問(wèn)題提出一些合理化建議和相應(yīng)的解決措施，以達(dá)到高效利用能源的目的。

天然氣；乙炔；降低能耗

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)主義建設(shè)都在不斷完善，工業(yè)領(lǐng)域也與時(shí)俱進(jìn)，緊跟發(fā)展步伐。其中，化工領(lǐng)域取得的成就更是令人矚目。目前，乙炔的生產(chǎn)方法多種多樣，主要有電石法、等離子法、天然氣部分氧化法等等。為了更高效得對(duì)能源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，我國(guó)推行天然氣制乙炔技術(shù)。但相較于先行發(fā)展的國(guó)外而言，我國(guó)現(xiàn)階段天然氣制乙炔技術(shù)仍存在一些弊端。只有解決了這些問(wèn)題，才能夠更好地保護(hù)環(huán)境，提高能源的利用效率。

1 我國(guó)天然氣制乙炔技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 能源消耗大

眾所周知，相較于電石法、等離子法等生產(chǎn)乙炔的方式，天然氣制乙炔技術(shù)不僅能耗低而且對(duì)環(huán)境污染小。天然氣制乙炔技術(shù)能使七成的天然氣進(jìn)行燃燒，利用其產(chǎn)生出的熱量來(lái)加熱剩余三成的天然氣，并使其發(fā)生裂解反應(yīng)，以達(dá)到生產(chǎn)乙炔的目的。但目前，我國(guó)天然氣制乙炔技術(shù)仍達(dá)不到發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平，所以在乙炔的生產(chǎn)過(guò)程中，燃燒消耗了大量的天然氣，能源消耗還未能降到最低。并且，我國(guó)天然氣制乙炔所面臨的另一項(xiàng)重要問(wèn)題就是乙炔制造的過(guò)程中產(chǎn)生的炭黑量大且得不到有效利用。若淬冷環(huán)節(jié)的效果達(dá)不到預(yù)期或者反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，乙炔就會(huì)進(jìn)一步裂解形成炭黑，這也導(dǎo)致天然氣能源的浪費(fèi)[1]。

1.2 自動(dòng)化水平較低

由于我國(guó)天然氣制乙炔還處于初級(jí)發(fā)展階段，所以機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化水平遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)的天然氣制乙炔設(shè)備仍使用人工進(jìn)行刮炭，不僅需要大量的人力資源，生產(chǎn)效率也會(huì)降低。相反，以烏克蘭為首的國(guó)外大部分天然氣制乙炔爐都采取了自動(dòng)刮炭裝置，不僅節(jié)省了大量人力物力，同時(shí)乙炔的生產(chǎn)效率也得到極大提高。

1.3 熱量利用率較低

我國(guó)傳統(tǒng)天然氣制乙炔技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量難以有效利用。在傳統(tǒng)天然氣制乙炔的技術(shù)中，為了能夠得到更多的乙炔，需要利用淬冷法將溫度高達(dá)1400℃裂解氣體迅速降溫到80℃至100℃之間。然而，通過(guò)這一過(guò)程所得到的100℃以內(nèi)的炭黑水屬于低溫?zé)嵩?，其品質(zhì)較低難以實(shí)現(xiàn)再利用，從而造成了大量的熱量損失。

2 如何改進(jìn)天然氣制乙炔的技術(shù)

2.1 降低能源消耗

從總體上來(lái)講，天然氣制乙炔技術(shù)具有能源消耗低、對(duì)環(huán)境污染小和乙炔產(chǎn)量高的優(yōu)勢(shì)。但由于我國(guó)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)仍存在較大差距，因此乙炔生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗問(wèn)題不容小覷。對(duì)此，建議在天然氣制乙炔的生產(chǎn)過(guò)程中注重降低能源消耗問(wèn)題。第一，在生產(chǎn)過(guò)程中，重點(diǎn)提高天然氣利用率，同時(shí)把控淬火媒介的回收與利用。第二，對(duì)于乙炔生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品加以回收和二次利用。第三，建議合理開(kāi)發(fā)新技術(shù)，提高天然氣利用效率，從而達(dá)到降低能耗的目的。通過(guò)天然氣等離子法制乙炔比天然氣部分氧化分制乙炔所消耗的天然氣要少得多。天然氣等離子法制乙炔能夠利用等離子本身攜帶的熱量加熱天然氣達(dá)到反應(yīng)所需溫度，從而能夠節(jié)約大量天然氣能源。但此法也需要消耗一部分電能，所以若是在水電資源都相對(duì)豐富的地區(qū)建造該裝置不失為一種行之有效的辦法。目前，我國(guó)自主研制了旋焰爐燒嘴結(jié)構(gòu)和混合器，配合國(guó)內(nèi)天然氣制乙炔裝置使用，能夠在降低能耗的同時(shí)有效提高乙炔產(chǎn)量。

2.2 提高機(jī)器設(shè)備自動(dòng)化水平

將天然氣制乙炔機(jī)器設(shè)備的自動(dòng)化水平不斷提高不論是對(duì)乙炔的生產(chǎn)效率還是生產(chǎn)質(zhì)量都具有重要意義。由于我國(guó)機(jī)械制造業(yè)起步較晚，技術(shù)革新領(lǐng)域相對(duì)落后，在機(jī)械制造核心領(lǐng)域仍有欠缺。目前，我國(guó)天然氣制乙炔設(shè)備自動(dòng)化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到生產(chǎn)需求。因此，需要學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)加快自主研發(fā)進(jìn)程，以提高機(jī)器設(shè)備自動(dòng)化水平。例如引進(jìn)國(guó)外乙炔生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)刮炭裝置，不僅節(jié)省人力，還能夠提高生產(chǎn)效率。在國(guó)家政府的支持下，利用國(guó)內(nèi)資源，對(duì)國(guó)外生產(chǎn)技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短，堅(jiān)持自主研發(fā)一套完整的生產(chǎn)體系，研發(fā)出具有中國(guó)特色的天然氣制乙炔設(shè)備。爭(zhēng)取做到從能源生產(chǎn)到廢物回收的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而提高能源利用效率，節(jié)約人力物力成本[2]。

2.3 優(yōu)化工藝提高熱量利用率

為加強(qiáng)天然氣制乙炔過(guò)程中熱量利用率，不僅需要提高天然氣本身熱量利用效率，更需要對(duì)生產(chǎn)乙炔之后所產(chǎn)生廢物的熱量加以利用。由于在天然氣制乙炔過(guò)程中炭黑及其他廢物的產(chǎn)生在所難免，所以如何通過(guò)優(yōu)化工藝提高廢物熱量的利用效率便成為了重中之重。例如，天然氣制乙炔的先驅(qū)烏克蘭每套設(shè)備都配有三臺(tái)臥式旋風(fēng)焚燒爐用以焚燒廢料。當(dāng)一臺(tái)焚燒爐運(yùn)行時(shí)其余兩臺(tái)保持待機(jī)狀態(tài)，以便始終保持機(jī)器正常運(yùn)作。通過(guò)燃燒燃料氣蒸發(fā)水分，焚燒炭黑和高聚物類產(chǎn)生的熱量可以用于發(fā)電供暖。且通過(guò)燃料氣流量調(diào)節(jié)空氣流量，利用流量控制器能夠保持機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

天然氣制乙炔在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域和能源領(lǐng)域中始終占據(jù)著一席之地，隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，乙炔制造方法也在不斷完善。本文從三個(gè)方面探討和分析了現(xiàn)階段我國(guó)利用天然氣制乙炔的工藝狀況，并就其中出現(xiàn)的問(wèn)題提出相應(yīng)解決措施。通過(guò)降低能耗、提高機(jī)器自動(dòng)化水平、優(yōu)化工藝設(shè)備等方式，逐步完善我國(guó)天然氣制乙炔技術(shù)，在保護(hù)環(huán)境和資源的同時(shí)提高能源利用效率。

[1]李小紅,唐曉東,李晶晶.天然氣制乙炔凈化技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2013,04:27-31.

[2]鄭巖,米鈺林,付武華.天然氣氣質(zhì)變化影響乙炔生產(chǎn)的應(yīng)對(duì)措施[J].天然氣工業(yè),2011,03:85-88+116.