天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)優(yōu)化

曹 新

（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煉化公司，陜西延安 716000）

新材料與新技術(shù)New Material and New Technology

天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)優(yōu)化

曹 新

（陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煉化公司，陜西延安 716000）

天然氣作為清潔的能源，被廣泛應(yīng)用。天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)措施的應(yīng)用，對天然氣進(jìn)行加工處理，經(jīng)過化工工藝技術(shù)措施的優(yōu)化，得到合格的化工產(chǎn)品，不斷滿足市場的需求。

天然氣；化工生產(chǎn)；工藝技術(shù)；優(yōu)化

天然氣化工生產(chǎn)過程中，得到需要化工產(chǎn)品，如應(yīng)用天然氣制備乙炔是化工生產(chǎn)的中間物料，經(jīng)過壓縮處理、提純等工藝技術(shù)措施，得到需要乙炔量，滿足化工生產(chǎn)的需求。有必要對天然氣化工生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，才能達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)目標(biāo)。

1 天然氣化工生產(chǎn)概述

由于天然氣可以作為清潔的能源，發(fā)熱值高，對環(huán)境的污染小，用于工業(yè)的燃料或者家用燃料使用，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。天然氣可以用于合成氨，也可以生產(chǎn)甲醇。我國主要的天然氣化工產(chǎn)品以合成氨和尿素為主，甲醇生產(chǎn)為輔，也可以得到一定的副產(chǎn)品，滿足石油化工市場的需求。

傳統(tǒng)的天然氣合成氣的生產(chǎn)方式，是利用水蒸氣重整制合成氣。在反應(yīng)爐內(nèi)通入過量的水，防止催化劑失活，促進(jìn)天然氣制成合成氣。

2 天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)優(yōu)化

對天然氣資源進(jìn)行加工處理，得到需要的石化產(chǎn)品，經(jīng)過一系列的工藝技術(shù)措施，通過改變生產(chǎn)工藝及流程，獲得高收率的化工產(chǎn)品，滿足石油化工市場的需求。天然氣能夠經(jīng)過化工生產(chǎn)過程，得到合格的化學(xué)品，不僅能夠生產(chǎn)出化工原料，而且能夠得到清潔的燃料，為人類創(chuàng)造更加綠色環(huán)保的燃料。

2.1 天然氣轉(zhuǎn)化制合成氣的工藝技術(shù)措施

天然氣轉(zhuǎn)換為合成氣的傳統(tǒng)工藝就是通過反應(yīng)爐進(jìn)行水蒸氣的重整過程，反應(yīng)溫度比較高，需要消耗大量的天然氣，而且消耗更多的水，防止催化劑失效，而達(dá)不到合成的效果。而應(yīng)用天然氣直接部分氧化制成合成氣，效果比較突出，節(jié)約大量的加工成本，得到需要的合成氣體。

天然氣水蒸氣的轉(zhuǎn)換反應(yīng)主要包括甲烷轉(zhuǎn)化的主反應(yīng)、高級烴的轉(zhuǎn)化反應(yīng)、積炭的副反應(yīng)等，通過化學(xué)反應(yīng)的實(shí)施，得到較高的甲烷的轉(zhuǎn)換率，滿足合成氨及生產(chǎn)甲醇等工藝的技術(shù)要求。為了防止甲烷轉(zhuǎn)化過程中，積炭的發(fā)生，采取必要的預(yù)防措施，如提高水蒸氣的用量，優(yōu)選性能良好的催化劑體系，控制好含烴原料的預(yù)熱溫度，就能夠有效減少積炭的出現(xiàn)。

2.2 甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳的工藝技術(shù)措施

將甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳?xì)怏w，生產(chǎn)工藝中，通過升高溫度并加入合適的催化劑體系，才能促進(jìn)甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。降低壓力，才能得到高的轉(zhuǎn)化率。獲得二氧化碳的途徑比較多，依據(jù)生產(chǎn)工藝條件，優(yōu)選合適的獲得方式。如直接向天然氣體系中通入二氧化碳?xì)怏w，與甲烷、水一起經(jīng)過預(yù)熱后，進(jìn)入到反應(yīng)器內(nèi)，通過混合轉(zhuǎn)化，得到更高的二氧化碳收率。也可以通過空氣和天然氣進(jìn)行充分燃燒，得到二氧化碳?xì)怏w。不需要再次預(yù)熱而直接進(jìn)入到反應(yīng)器，參與合成反應(yīng)，得到需要的合成氣體。

2.3 天然氣的部分氧化工藝技術(shù)措施

將天然氣部分氧化，得到合格的合成氣體，為化工生產(chǎn)提供充足的原料，滿足化工生產(chǎn)的需求。在甲烷氧化反應(yīng)制合成氣的過程中，不僅包含氧化反應(yīng)，還存在一些副反應(yīng)同時(shí)發(fā)生。如轉(zhuǎn)化反應(yīng)，積炭和消炭反應(yīng)等，甲烷的部分氧化和氧化反應(yīng)之間具有一定的矛盾性，需要合理控制生產(chǎn)條件，才能滿足甲烷部分氧化的需求。

可以利用天然氣制乙炔，本身不具有毒性，但是濃度過高，會導(dǎo)致人的窒息，嚴(yán)重危機(jī)人身健康，必須加以重視。乙炔與氧混合具有麻醉作用，嚴(yán)重的狀況會導(dǎo)致人的死亡。乙炔是有機(jī)化學(xué)合成的重要原料，屬于中間物料，需要對天然氣化工生產(chǎn)進(jìn)行控制和管理，才能得到更多的化工產(chǎn)品，滿足市場的需求。

甲烷制備乙炔時(shí)，中間產(chǎn)品是乙烯，很快經(jīng)過脫氫處理后，得到乙炔，提高乙炔的收率。生產(chǎn)工藝中，首先得到稀乙炔，然后經(jīng)過提純得到需要濃度乙炔，滿足乙炔質(zhì)量的要求。部分氧化法加工生產(chǎn)的缺點(diǎn)是甲烷裂解需要的高溫環(huán)境下，溫度控制難度比較大。天然氣的消耗量過高，引起生產(chǎn)成本的增加。需要氧氣參與反應(yīng)，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝流程中不安全因素增多，很容易發(fā)生危險(xiǎn)氣體爆炸的事故。裂解氣中含有氧氣，加劇了生產(chǎn)設(shè)備和管線的氧化腐蝕，增加了維護(hù)保養(yǎng)的費(fèi)用，同時(shí)降低了設(shè)備的使用壽命。

通過高效催化劑體系的優(yōu)化，可以將甲烷直接氧化制成氧化物，一般使用固體催化劑，得到甲醛。也可以采用無催化劑的均衡反應(yīng)過程，得到較高的轉(zhuǎn)化率。

天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)中，可以實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品的生產(chǎn)加工，如將甲烷芳構(gòu)化，應(yīng)用分子篩或者過渡金屬催化劑體系，形成芳香烴類物質(zhì)。將甲烷轉(zhuǎn)換為高附加值的化工產(chǎn)品，得到更好的利用，也可以將甲烷經(jīng)過處理，成為合格的清潔的能源，被社會利用。利用甲烷生產(chǎn)氫氣、合成氨、制備乙炔、甲醇等，滿足天然氣的加工生產(chǎn)需求，得到更高的利用效率。

3 結(jié)束語

通過對天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)優(yōu)化研究，采取最佳的天然氣化工生產(chǎn)工藝技術(shù)措施，得到合格的產(chǎn)品，為天然氣生產(chǎn)企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。天然氣最好的用途是工業(yè)用燃料和家用燃料，能夠滿足各種需求，采取先進(jìn)的天然氣化工生產(chǎn)工藝，節(jié)約生產(chǎn)成本，不斷提高天然氣化工的經(jīng)濟(jì)效益?？梢岳锰烊粴夂铣砂焙湍蛩?，成為我國天然氣的重大用途，甲醇的生產(chǎn)加工，促進(jìn)天然氣化工生產(chǎn)的進(jìn)步，為合理利用天然氣資源開辟了更廣闊的市場。

[1] 張冰，鄭健雄.淺談天然氣化工的利用與發(fā)展[J].化工管理，2014，（29）：228.

[2] 鄭開洋.淺談燃?xì)饣て髽I(yè)技術(shù)的優(yōu)化管理[J].農(nóng)家科技旬刊，2011，（6）：111.

O p t i mi z a t i o n o f N a t u r a l G a s C h e mi c a l P r o d u c t i o n T e c h n o l o g y

Cao Xin

Natural gas is widely used as a clean energy source.Natural gas chemical production process technology measures，the processing of natural gas，chemical technology through technical optimization，qualif i ed chemical products，and continuously meet the needs of the market.

natural gas；chemical production；process technology；optimization

TE64

A

1003-6490（2017）08-0056-01

2017-06-09

曹新（1990—），男，甘肅平?jīng)鋈?，助理工程師，主要從事工藝技術(shù)工作。