陳瑾怡

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的全面發(fā)展，我國(guó)的化學(xué)科學(xué)技術(shù)也有了發(fā)展，近些年發(fā)展的尤為快速。伴隨著化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，天然氣已經(jīng)成為了現(xiàn)在居民的生活的用氣首選，取代了以前應(yīng)用廣泛的煤氣，走進(jìn)了人們的生活。天然氣作為一種多成分的混合氣態(tài)型化學(xué)燃料，天然氣的最主要的組成部分為烷烴，烷烴中占比例較多的是甲烷，其次還含有比較少量的乙烷和丙烷等。天然氣的存在地方有很多種，但是大部分的天然氣都在油田，頁(yè)巖層和氣田之中。天然氣具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如：天然氣在燃燒以后不會(huì)出現(xiàn)廢渣和廢水；相對(duì)于煤炭和石油等常用燃料，天然氣的安全性能較高。文章從天然氣制備乙炔工藝入手，展開(kāi)分析并作討論。

關(guān)鍵詞：天然氣；乙炔；生產(chǎn)工藝

在化學(xué)生產(chǎn)行業(yè)，乙炔是作為一種特別重要的化工生產(chǎn)的中間部分所存在，在很多化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)中都起到非常重要的作用，例如：關(guān)于聚乙烯的生產(chǎn)，關(guān)于丁二醇的成產(chǎn)及關(guān)于醋酸乙烯的生產(chǎn)等，在這些化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，乙炔應(yīng)該說(shuō)是一種必不可少的中間體。在現(xiàn)行的化學(xué)生產(chǎn)中生產(chǎn)乙炔的方法主要有三種：第一種是離子生產(chǎn)法；第二種是電石生產(chǎn)法；第三種是天然氣部分氧化生產(chǎn)法。這三種乙炔的生產(chǎn)方法中，以電石生產(chǎn)乙炔的方法最為常用。但是電石生產(chǎn)乙炔的方法會(huì)產(chǎn)生很多污染，對(duì)周?chē)淖匀画h(huán)境產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)電石生產(chǎn)乙炔的方法的能耗太高，不符合現(xiàn)行國(guó)家要求的節(jié)能環(huán)保要求。因此，近年來(lái)電石生產(chǎn)乙炔的方法已經(jīng)逐漸被天然氣部分氧化法生產(chǎn)乙炔所取代?；谔烊粴獠糠盅趸纳a(chǎn)乙炔的方法較之電石生產(chǎn)乙炔有著很多的優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)的乙炔生產(chǎn)中，會(huì)逐漸的被廣泛應(yīng)用。

1 我國(guó)目前的天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的方法的發(fā)展

天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的方法，首先在生產(chǎn)的技術(shù)層面上就一定的生產(chǎn)保障，其次，在經(jīng)濟(jì)上也是成本投入比較低的。近些年里，在國(guó)際的大環(huán)境中，使用天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的方法已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)囊?guī)模，這種乙炔生產(chǎn)方法正在逐漸成為生產(chǎn)乙炔的主要方法。但是在我國(guó)，由于缺乏這種方法的生產(chǎn)工藝，所以我國(guó)在生產(chǎn)乙炔的過(guò)程中，長(zhǎng)期的忽視天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的方法的存在，沒(méi)有重視起來(lái)，導(dǎo)致我國(guó)在這方面的發(fā)展較之國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家有著很大的差距。我國(guó)的第一臺(tái)天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的設(shè)備是四川的維尼綸廠在上世紀(jì)六七十年代在德國(guó)一家化學(xué)設(shè)備生產(chǎn)公司引進(jìn)的。在引進(jìn)初期，這臺(tái)設(shè)備的生產(chǎn)能力可以達(dá)到0.75t/a，這臺(tái)設(shè)備在當(dāng)時(shí)主要生產(chǎn)的是醋酸乙烯、維綸和聚乙烯醇等化學(xué)產(chǎn)品。這一臺(tái)天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的設(shè)備算是我國(guó)在這一領(lǐng)域的開(kāi)拓者，隨著近些年的科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)在天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的工藝上有了很到的提高，縮短了和國(guó)外先進(jìn)國(guó)家在這方面的差距。

2 天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的裝置的簡(jiǎn)述

當(dāng)前的中國(guó)，政府根據(jù)我國(guó)的國(guó)情現(xiàn)狀，提出了大力發(fā)展巖氣化工行業(yè)，在天然氣的化工行業(yè)采取適當(dāng)開(kāi)發(fā)的原則，在這一原則的帶動(dòng)下，我國(guó)的天然氣化工行業(yè)迎來(lái)的春天，盼到了發(fā)展的絕佳機(jī)會(huì)。我國(guó)天然氣生產(chǎn)乙炔的企業(yè)中，常用的設(shè)備是巴斯夫5萬(wàn)t/a的天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的設(shè)備，這種設(shè)備的主要組成部分是：（1）循環(huán)裝置中的冷卻水系統(tǒng)；（2）甲烷部分氧化裂解；（3）乙炔的提濃；（4）容積的回收等。這四個(gè)關(guān)鍵的生產(chǎn)組成部分是天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的核心，通過(guò)對(duì)這四種設(shè)備的運(yùn)用，可以很好的提高天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的生產(chǎn)率。

3 天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的工藝

我們?cè)诖艘陨a(chǎn)50000t/a的乙炔裝置為例來(lái)進(jìn)行天然氣部分氧化生產(chǎn)乙炔的工藝介紹。要生產(chǎn)50000t/a的乙炔裝置的氧化裂解單元，我們就要由大約六套的生產(chǎn)能力在7500t/a的具有獨(dú)立氧化裂解功能的裝置構(gòu)成。

（1）簡(jiǎn)介裂解氣壓縮的構(gòu)成。裂解氣壓縮的單元是由兩部分組成，一部分是2臺(tái)螺旋式的氣壓縮機(jī)，另一種就是洗滌用的洗滌塔。整個(gè)過(guò)程可以看做是螺旋氣壓縮機(jī)將內(nèi)部氣壓升至1.1MPa左右，之后再進(jìn)入到洗滌塔中，最后在洗滌塔中和冷卻水交匯，通過(guò)逆流的方式進(jìn)行接觸，在冷卻水的作用下達(dá)到冷卻的作用，經(jīng)過(guò)冷卻之后的氣體就會(huì)被送至乙炔的提純單元中。

（2）簡(jiǎn)介乙炔的提純單元。在進(jìn)入乙炔提濃單元之前，裂解氣體中的乙炔大約的濃度為8%左右，經(jīng)過(guò)氣壓縮機(jī)入口的處理，我們可以將乙炔的濃度提高到10%左右，這都是因?yàn)閴嚎s機(jī)的裂解氣體及循環(huán)氣體對(duì)天然氣的作用結(jié)果?，F(xiàn)在的天然氣在提純單元之中，會(huì)按照含碳量的多少的細(xì)微不同、炔烴在溶解劑之中的溶解度差異和壓力，溫度的不同使物質(zhì)的溶解劑中的溶解度發(fā)生變化的化學(xué)原理，通過(guò)使用N-甲基吡咯烷酮當(dāng)做是提濃單元的溶解劑，通過(guò)這種溶劑，我們能夠行之有效的解析和回收裂解氣體和循環(huán)氣體中的乙炔，達(dá)到提純乙炔的目的。因?yàn)樵诮馕鑫展ば蛑械臍怏w及液體較小的原因，通常使用的板式塔沒(méi)有辦法進(jìn)行提純操作，效率也會(huì)大打折扣，所以在提純乙炔中，我們選擇丁二炔吸收塔來(lái)行使填料塔的作用。這樣的話，乙炔的吸收塔中的填料塔就是從丁二炔吸收塔中獲得的。經(jīng)過(guò)上述過(guò)程處理，已經(jīng)除去丁二炔的乙炔回合高級(jí)冷卻混合器及填料塔的塔頂流下的NMP溶劑，以逆流的方式進(jìn)行接觸。因?yàn)镹MP在進(jìn)入填料塔是已經(jīng)經(jīng)過(guò)了液氮的冷卻作用，所以NMP的溫度會(huì)比丁二炔吸收塔的溶劑的溫度低很多。這個(gè)時(shí)候，乙炔及NMP中溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于乙炔的氣體就會(huì)被100%吸收，而那些不溶于NMP溶劑的氣體就會(huì)經(jīng)過(guò)填料塔的塔頂進(jìn)行排出，著這一過(guò)程中，被排出的氣體主要有三種：第一種是氣體被送進(jìn)了乙炔生產(chǎn)的解析塔中，隨后經(jīng)由解析塔就會(huì)流入生產(chǎn)甲醇的裝置及生產(chǎn)合成氨的裝置，作為生產(chǎn)這兩種化學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)原料；第二種是被送到了合成氣火炬中；第三種是又重新返回到了螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)入口處。

（3）當(dāng)熱力解析塔作為填料塔使用時(shí)，熱力解析塔的壓力為0.1

2MPa，這時(shí)從乙炔的吸收塔被吸收的乙炔溶劑和從真空解析塔中已經(jīng)含有的乙炔，同樣是通過(guò)溢流的方式和高級(jí)乙炔類(lèi)進(jìn)行接觸，特別是和高級(jí)乙炔類(lèi)中的粗乙炔接觸，通過(guò)不同壓力對(duì)溶解劑的不同的化學(xué)原理，來(lái)分離較純的乙炔產(chǎn)品。而已經(jīng)被循環(huán)使用的非乙炔類(lèi)氣體，我們?cè)谏a(chǎn)中，統(tǒng)一叫做循環(huán)氣體。這些循環(huán)氣體會(huì)經(jīng)由填料塔的塔頂處流入螺旋壓縮機(jī)的進(jìn)入口處。

（4）用于乙炔生產(chǎn)中的洗滌塔我們通常的選擇是泡罩塔，通過(guò)部分的解析塔中的引出乙炔和被輸入泡罩塔中的冷凝液通過(guò)逆流的方式進(jìn)行分接觸，通過(guò)這種方式來(lái)吸收已經(jīng)揮發(fā)的NMP溶劑，這時(shí)的乙炔就會(huì)被分解成三個(gè)部分提純出來(lái)，這其中，溶解度相對(duì)而言較高的乙炔氣體會(huì)第一個(gè)被解析塔解析出來(lái)，其他的依次類(lèi)推。

（5）乙炔溶劑的再生的部分闡述。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程在運(yùn)行中，溶解劑會(huì)產(chǎn)生很多的高級(jí)炔類(lèi)的聚合物沉淀，我們?cè)谏a(chǎn)中能更好，更多的將聚合物從設(shè)備生產(chǎn)體系中除去，在生產(chǎn)過(guò)程中，特別的加入了丁二炔解析塔底部的排除溶劑進(jìn)入乙炔氣體的回收單元之中，丁二炔解析塔中的解析溶劑會(huì)第一時(shí)間用蒸汽升溫的辦法來(lái)加熱蒸汽中的蒸汽，使他們揮發(fā)，這樣就會(huì)提升了循環(huán)溶劑中的聚合物的質(zhì)量濃度，更好的進(jìn)行了乙炔溶劑的再生作業(yè)。

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