天然气部分氧化制乙炔技术的比较

李晓强文甜露

(1．新疆美克化工股份有限公司，新疆库尔勒841000)

(2．新疆维美化工有限责任公司，新疆库尔勒841000)

天然气部分氧化制乙炔技术的比较

李晓强1文甜露2

(1．新疆美克化工股份有限公司，新疆库尔勒841000)

(2．新疆维美化工有限责任公司，新疆库尔勒841000)

随着社会主义建设的不断深入，我国工业领域也随之取得了巨大的进步，化工业更是顺应时代发展的浪潮，不断增强生产水平、优化生产工艺、提高产品质量，推动我国经济的快速发展。作为化工生产过程中产生的重要物质，乙炔曾在基本有机化学工业中的位置举足轻重，但是由于石油工业飞速发展，使得乙炔在很多领域的应用逐渐被代替，近年来石油价格上涨较快，乙炔的应用有了复苏的趋势，需求量也开始有所增加。本文从天然气部分氧化制乙炔技术的发展现状和技术中存在的问题入手，对天然气部分氧化制乙炔技术的比较进行了深入探讨。

天然气；部分氧化；制乙炔技术；比较

作为1，4－丁二醇、醋酸乙烯、聚乙烯醇等物质的生产原料之一，乙炔在近年来逐渐受到了化工业的关注和重视。由于我国煤炭资源较多而石油资源较少，所以常常采用电石法来生产乙炔，但是电石法对能源消耗量极大，且在生产过程中会对环境造成一定的污染，所以很多发达国家都使用了天然气部分氧化法取代了电石法。在20世纪70年代，我国引进了第一套天然气部分氧化制乙炔装置，经过多年的研究与实践，现如今，我国已经全面掌握了天然气部分氧化制乙炔技术，并对技术进行了改进和优化，提高了生产效率和产品质量。

1 天然气部分氧化制乙炔技术的发展现状及问题

(1) 天然气部分氧化制乙炔技术的发展现状上个世纪20年代，天然气部分氧化制乙炔技术在BASF公司的Berthelot实验室中诞生。它有效利用了天然气在部分燃烧时产生的热能，在乙炔生产中将部分天然气加热至1230℃以上，使天然气的吉布斯自由能较乙炔的吉布斯自由能高。由于乙炔的热力学比甲烷的热力学稳定，所以在反应条件下甲烷就会分解成为氢气和乙炔。用迅速降温的方式及时终止反应，因为乙炔的吉布斯自由能仍然高于炭黑，若不及时终止反应，乙炔还将进一步裂解成为炭黑和氢气。与天然气的裂解速度相比，乙炔的裂解速度较慢，所以要使用油淬冷或者水淬冷的方式，在10ms内获得乙炔。

(2) 天然气部分氧化制乙炔技术是将天然气部分燃烧，再利用燃烧所产生的能量来使天然气温度达到反应所需，通过天然气裂解出乙炔。在天然气部分氧化制乙炔技术的生产过程中要消耗大量的天然气，但是近年来我国的天然气价格逐年上涨，而煤炭价格有所下降，导致天然气部分氧化制乙炔技术与电石法相比，并不存在明显的经济优势。

在天然气部分氧化制乙炔技术生产过程中，会产生大量的炭黑。在我国炭黑的处理方式主要是焚烧或者填埋，使炭黑得不到应有的利用，浪费了大量的炭黑资源。其实炭黑是一种宝贵的化工原料，可用作轮胎、活性炭等生产领域，合理利用炭黑资源，不仅可以减少炭黑在处理时对环境造成的污染，还可以提高天然气部分氧化制乙炔技术的经济效益。

在天然气部分氧化制乙炔技术生产过程中，由于刮碳技术的不同，效率也有所不同。自动刮碳对技术生产中的影响较小，所以生产效率较高；而我国大多数采用人工刮碳，所以生产效率较低。

为了提高乙炔的收率，必须及时终止反应，将裂解温度由1400℃降低到80℃，在采取水淬冷的方法后，会使80℃时的低温热源得不到有效利用，造成了热量的大量浪费。

2 天然气部分氧化制乙炔技术的比较

(1) 管炉的比较乙炔的生产管炉可根据烧嘴板形式的不同，分为单管炉和多管炉。单管炉的气流速度较高，可以有效的避免回火现象，使混合室与扩散道得到了保护。与多管炉相比，单管炉的反应区较小，但是乙炔炉进口的天然气与氧气压力过大，使能源消耗有所增加。而且为了安全生产，单管炉必须选择耐火材料作为反应道壁的衬里。目前我国多使用多管炉，多管炉的燃烧面积大，在保障了天然气燃烧程度的同时，还能从相邻的火炬中吸入燃烧产物来稳定燃烧。而且它只需要不大的衬里，甚至完全不需要衬里。

(2) 裂解气气柜和控制水平的比较

作为连接着裂解气生成工序和压缩工序的中间步骤，裂解气气柜可以有效的稳定裂解气压力，为下一步工序的顺利进行奠定了坚实的基础。但是在新一代的BASF技术中，运用了前馈控制取代了裂解气气柜。首先在在裂解气洗涤塔的出口位置设置取压点，并与火炬管线的压力调节阀联锁；再在在裂解气压缩机的进口位置设置取压点，并与压缩机的外循环裂解气返回管线联锁。当进口位置的压力过高时，在经过裂解气量的计算后，将部分裂解气导入火炬，使进口的压力得到缓解；当进口位置的压力过低时，就可增加外循环，稳定出口压力。

(3) 裂解气冷却与炭黑分离的比较

在目前的天然气部分氧化制乙炔技术生产过程中，炭黑水采用的是开式循环，指的是炭黑水会在洗涤炭黑后汇集在沉降池中，将炭黑除去后炭黑水会进入双曲冷却塔进行冷却，并为回收再利用做准备。

新一代的BASF天然气部分氧化制乙炔技术采用闭式循环，炭黑水在裂解气洗涤塔中是循环使用的，并且在循环中保持温度一致。只有在防止炭黑含量超标时，才会将部分炭黑水导出循环，进行炭黑分离。

3 结语

工业是国民经济的主导，只有加强工业化建设，才能全面促进我国的经济发展。在工业生产中，天然气部分氧化制乙炔技术具有着重要位置，相信随着科技水平的不断进步，天然气部分氧化制乙炔技术也将逐步完善，实现生产水平和生产效益的双重提高，推动我国工业化进程的全方位发展。

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[3]陈立春,蔡春艳,周贤洪.天然气制乙炔可行性探讨[J].聚氯乙烯,2000,02:5-11.