天然氣部分氧化制乙炔技術的比較

李曉強文甜露

(1．新疆美克化工股份有限公司，新疆庫爾勒841000)

(2．新疆維美化工有限責任公司，新疆庫爾勒841000)

天然氣部分氧化制乙炔技術的比較

李曉強1文甜露2

(1．新疆美克化工股份有限公司，新疆庫爾勒841000)

(2．新疆維美化工有限責任公司，新疆庫爾勒841000)

隨著社會主義建設的不斷深入，我國工業領域也隨之取得了巨大的進步，化工業更是順應時代發展的浪潮，不斷增強生產水平、優化生產工藝、提高產品質量，推動我國經濟的快速發展。作為化工生產過程中產生的重要物質，乙炔曾在基本有機化學工業中的位置舉足輕重，但是由于石油工業飛速發展，使得乙炔在很多領域的應用逐漸被代替，近年來石油價格上漲較快，乙炔的應用有了復蘇的趨勢，需求量也開始有所增加。本文從天然氣部分氧化制乙炔技術的發展現狀和技術中存在的問題入手，對天然氣部分氧化制乙炔技術的比較進行了深入探討。

天然氣；部分氧化；制乙炔技術；比較

作為1，4－丁二醇、醋酸乙烯、聚乙烯醇等物質的生產原料之一，乙炔在近年來逐漸受到了化工業的關注和重視。由于我國煤炭資源較多而石油資源較少，所以常常采用電石法來生產乙炔，但是電石法對能源消耗量極大，且在生產過程中會對環境造成一定的污染，所以很多發達國家都使用了天然氣部分氧化法取代了電石法。在20世紀70年代，我國引進了第一套天然氣部分氧化制乙炔裝置，經過多年的研究與實踐，現如今，我國已經全面掌握了天然氣部分氧化制乙炔技術，并對技術進行了改進和優化，提高了生產效率和產品質量。

1 天然氣部分氧化制乙炔技術的發展現狀及問題

(1) 天然氣部分氧化制乙炔技術的發展現狀上個世紀20年代，天然氣部分氧化制乙炔技術在BASF公司的Berthelot實驗室中誕生。它有效利用了天然氣在部分燃燒時產生的熱能，在乙炔生產中將部分天然氣加熱至1230℃以上，使天然氣的吉布斯自由能較乙炔的吉布斯自由能高。由于乙炔的熱力學比甲烷的熱力學穩定，所以在反應條件下甲烷就會分解成為氫氣和乙炔。用迅速降溫的方式及時終止反應，因為乙炔的吉布斯自由能仍然高于炭黑，若不及時終止反應，乙炔還將進一步裂解成為炭黑和氫氣。與天然氣的裂解速度相比，乙炔的裂解速度較慢，所以要使用油淬冷或者水淬冷的方式，在10ms內獲得乙炔。

(2) 天然氣部分氧化制乙炔技術是將天然氣部分燃燒，再利用燃燒所產生的能量來使天然氣溫度達到反應所需，通過天然氣裂解出乙炔。在天然氣部分氧化制乙炔技術的生產過程中要消耗大量的天然氣，但是近年來我國的天然氣價格逐年上漲，而煤炭價格有所下降，導致天然氣部分氧化制乙炔技術與電石法相比，并不存在明顯的經濟優勢。

在天然氣部分氧化制乙炔技術生產過程中，會產生大量的炭黑。在我國炭黑的處理方式主要是焚燒或者填埋，使炭黑得不到應有的利用，浪費了大量的炭黑資源。其實炭黑是一種寶貴的化工原料，可用作輪胎、活性炭等生產領域，合理利用炭黑資源，不僅可以減少炭黑在處理時對環境造成的污染，還可以提高天然氣部分氧化制乙炔技術的經濟效益。

在天然氣部分氧化制乙炔技術生產過程中，由于刮碳技術的不同，效率也有所不同。自動刮碳對技術生產中的影響較小，所以生產效率較高；而我國大多數采用人工刮碳，所以生產效率較低。

為了提高乙炔的收率，必須及時終止反應，將裂解溫度由1400℃降低到80℃，在采取水淬冷的方法后，會使80℃時的低溫熱源得不到有效利用，造成了熱量的大量浪費。

2 天然氣部分氧化制乙炔技術的比較

(1) 管爐的比較乙炔的生產管爐可根據燒嘴板形式的不同，分為單管爐和多管爐。單管爐的氣流速度較高，可以有效的避免回火現象，使混合室與擴散道得到了保護。與多管爐相比，單管爐的反應區較小，但是乙炔爐進口的天然氣與氧氣壓力過大，使能源消耗有所增加。而且為了安全生產，單管爐必須選擇耐火材料作為反應道壁的襯里。目前我國多使用多管爐，多管爐的燃燒面積大，在保障了天然氣燃燒程度的同時，還能從相鄰的火炬中吸入燃燒產物來穩定燃燒。而且它只需要不大的襯里，甚至完全不需要襯里。

(2) 裂解氣氣柜和控制水平的比較

作為連接著裂解氣生成工序和壓縮工序的中間步驟，裂解氣氣柜可以有效的穩定裂解氣壓力，為下一步工序的順利進行奠定了堅實的基礎。但是在新一代的BASF技術中，運用了前饋控制取代了裂解氣氣柜。首先在在裂解氣洗滌塔的出口位置設置取壓點，并與火炬管線的壓力調節閥聯鎖；再在在裂解氣壓縮機的進口位置設置取壓點，并與壓縮機的外循環裂解氣返回管線聯鎖。當進口位置的壓力過高時，在經過裂解氣量的計算后，將部分裂解氣導入火炬，使進口的壓力得到緩解；當進口位置的壓力過低時，就可增加外循環，穩定出口壓力。

(3) 裂解氣冷卻與炭黑分離的比較

在目前的天然氣部分氧化制乙炔技術生產過程中，炭黑水采用的是開式循環，指的是炭黑水會在洗滌炭黑后匯集在沉降池中，將炭黑除去后炭黑水會進入雙曲冷卻塔進行冷卻，并為回收再利用做準備。

新一代的BASF天然氣部分氧化制乙炔技術采用閉式循環，炭黑水在裂解氣洗滌塔中是循環使用的，并且在循環中保持溫度一致。只有在防止炭黑含量超標時，才會將部分炭黑水導出循環，進行炭黑分離。

3 結語

工業是國民經濟的主導，只有加強工業化建設，才能全面促進我國的經濟發展。在工業生產中，天然氣部分氧化制乙炔技術具有著重要位置，相信隨著科技水平的不斷進步，天然氣部分氧化制乙炔技術也將逐步完善，實現生產水平和生產效益的雙重提高，推動我國工業化進程的全方位發展。

[1]安杰.天然氣制乙炔技術研究現狀與思考[J].現代化工,2013,01:5-8.

[2]趙生斌,于琳,陳海濱,陶現林,王偉.天然氣部分氧化制乙炔影響因素分析[J].天然氣化工(C1化學與化工),2013,04:69-73.

[3]陳立春,蔡春艷,周賢洪.天然氣制乙炔可行性探討[J].聚氯乙烯,2000,02:5-11.