部分氧化法天然氣制乙炔工藝技術(shù)

盧建敏

青海鹽湖元品化工有限責(zé)任公司 青海格爾木 816000

目前比較常用的乙炔生產(chǎn)工藝就是部分氧化法天然氣制作，我們只有不斷的對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行管控，才能實(shí)現(xiàn)乙炔生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提升，保障乙炔生產(chǎn)質(zhì)量。

1 天然氣部分氧化制乙炔概述

1.1 天然氣制作乙炔的方式

天然氣制作乙炔的主要原理就是天然氣在甲烷氧化裂解的過程中受到壓縮機(jī)與洗滌塔的高壓作用，實(shí)現(xiàn)天然氣的壓縮，采取冷卻的方式對(duì)壓縮后的氣體進(jìn)行處理，然后對(duì)乙炔進(jìn)行提純，乙炔濃度在提純的過程中不斷提升，提高氣體中乙炔濃度含量。裂解出來的乙炔氣體通過添加溶解劑實(shí)現(xiàn)循環(huán)過程中再次被吸收進(jìn)去，在吸收的過程中實(shí)現(xiàn)乙炔的提純。通常情況下泡罩塔作為乙炔生產(chǎn)過程中的洗滌塔，避免乙炔氣體出現(xiàn)逆流的現(xiàn)象，生產(chǎn)效率更高，乙炔的提純工作更加高效。乙炔再生時(shí)，我們通常會(huì)將丁二炔作為高聚合物烯烴加入其中，有效去除聚合物，最終的產(chǎn)物為高級(jí)烯烴炔類溶解劑，實(shí)現(xiàn)乙炔純度的進(jìn)一步提升，通過促進(jìn)溶解劑的再生，乙炔提純工作效率更高[1]。

1.2 我國天然氣制乙炔的應(yīng)用

我國經(jīng)常使用天然氣氧化法制作乙炔，隨著科技的不斷進(jìn)步，乙炔的制造水平也在不斷的提升，乙炔的生產(chǎn)效率更高，同時(shí)乙炔的生產(chǎn)質(zhì)量得到了保障。但是天然氣氧化法制乙炔過程中還存在一定的問題。首先天然氣制乙炔的過程中伴隨著大量的能量消耗，該種方式生產(chǎn)中百分之七十的天然氣燃燒使用，剩余的百分之三十作為加熱使用，才能發(fā)生裂解反應(yīng)。目前天然氣的價(jià)格不斷提升，該種方式的成本不斷提高，與其他方式相比較已經(jīng)沒有巨大的優(yōu)勢(shì)。乙炔的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一些炭黑，目前炭黑的利用率較低，也會(huì)造成生產(chǎn)成本的增加，不利于天然氣氧化法制乙炔經(jīng)濟(jì)效益的提升。我國自動(dòng)化技術(shù)在天然氣制乙炔的生產(chǎn)過程中利用率不高，缺少了相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的支持，乙炔的生產(chǎn)效率就得不到進(jìn)一步提升。熱量消耗一直是乙炔生產(chǎn)過程中一個(gè)比較嚴(yán)重的問題，如何對(duì)熱量進(jìn)行循環(huán)利用也是目前需要解決的任務(wù)之一，酸洗與堿洗在乙炔的生產(chǎn)過程中是必不可少的環(huán)節(jié)，也是提高乙炔含量的重要措施，但是以上生產(chǎn)環(huán)節(jié)中也會(huì)產(chǎn)生廢酸與廢堿，如果處理不當(dāng)就會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生污染。

2 部分氧化法天然氣制乙炔工藝

天然氣部分氧化法制乙炔工藝技術(shù)是目前比較常見的一種乙炔生產(chǎn)技術(shù)，有著制造成本低、操作簡(jiǎn)單、管理方便的優(yōu)勢(shì)，在化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛，有效的提高了乙炔生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 部分氧化法天然氣制乙炔的裝置

天然氣中的主要成分為甲烷，同時(shí)還含油乙烷、丙烷等，甲烷在催化裂解等化學(xué)作用下可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰?，達(dá)到了部分氧化生產(chǎn)乙炔的目的，部分氧化法天然氣制乙炔工藝技術(shù)中涉及的設(shè)備種類比較多，主要包括甲烷的部分氧化裂解裝置、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、乙炔提純與回收系統(tǒng)等。

2.2 部分氧化法天然氣制乙炔的工藝

部分氧化法天然氣制作乙炔工藝技術(shù)中，天然氣中的甲烷是重要的組成部分，使用壓縮機(jī)對(duì)甲烷進(jìn)行壓縮，再經(jīng)過水洗塔的提純，氣體中乙炔含量就會(huì)增加，再將氣體輸送到提純系統(tǒng)中，通過添加溶解劑，有效回收循環(huán)器和裂解氣中的乙炔，實(shí)現(xiàn)乙炔濃度的提升。乙炔在吸收塔的作用下又得到了進(jìn)一步的提純，此時(shí)得到的乙炔才算是合格產(chǎn)品。在填料塔的頂端沒有參與反應(yīng)的氣體會(huì)被排出，通常沒有參與反應(yīng)的氣體分為三個(gè)部分用途，一部分是流入到生產(chǎn)甲醇和氨的裝置中，回收再利用；一部分氣體被燃燒，最后一部分回到壓縮機(jī)內(nèi)部重新處理[2]。

生產(chǎn)過程中熱力解析塔就是填料塔，吸收塔中吸收的乙炔溶劑被輸送到提純系統(tǒng)中，進(jìn)一步的提高氣體中乙炔的濃度。高濃度的乙炔還要進(jìn)入到再生塔中，這樣就能將提純過程中出現(xiàn)的乙炔聚合沉淀物進(jìn)一步去除，乙炔氣體的回收室內(nèi)加入排除塔底的丁二炔溶劑，蒸發(fā)可以實(shí)現(xiàn)溶劑的二次利用。

部分氧化法天然氣制乙炔工藝技術(shù)中，炭黑水的處理是十分重要的，否則就會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，我們將混合劑加入到炭黑水中，進(jìn)行沉降分離處理，只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能向外排放，炭黑泥排放前需要進(jìn)行濃縮和清污的處理，一般情況下與天然氣制乙炔中的污染物、雜質(zhì)一起凈化處理，避免影響周邊環(huán)境。

2.3 天然氣部分氧化法技術(shù)的發(fā)展

天然氣部分氧化制乙炔技術(shù)在最近幾年的不斷發(fā)展過程中，已經(jīng)逐漸的走向成熟，該方法有著制造成本低的優(yōu)勢(shì)，在全世界的乙炔生產(chǎn)制作中有著廣泛的應(yīng)用，但是該種方法也有著一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：

（1）需要消耗大量的能源，其中百分之七十的天然氣作為能源燃燒掉了，只有百分之三十的天然氣被轉(zhuǎn)化為乙炔。

（2）天然氣制乙炔的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一些炭黑，炭黑需要經(jīng)過專業(yè)的環(huán)保處理，造成了乙炔生產(chǎn)成本的增加。

（3）乙炔在裂解氣中的含量較低，需要使用分離系統(tǒng)，能耗進(jìn)一步增加。

（4）水冷是目前裂解爐經(jīng)常使用的方式之一，在此過程中浪費(fèi)了一定量的熱能[3]。

3 結(jié)語

經(jīng)過以上的研究和分析，部分氧化天然氣制乙炔工藝技術(shù)在我國應(yīng)用的十分廣泛，想要乙炔生產(chǎn)效率的不斷提升，就要采取先進(jìn)的工藝技術(shù)、應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備、降低生產(chǎn)中炭黑的排放，同時(shí)乙炔的生產(chǎn)過程中高度重視每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格管控，才能保障乙炔生產(chǎn)的更加安全、高效。