浅析天然气制备乙炔的工艺方法
时间：2021-02-09 12:01:12 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：随着我国经济技术的全面发展，我国的化学科学技术也有了发展，近些年发展的尤为快速。伴随着化学科学的发展，天然气已经成为了现在居民的生活的用气首选，取代了以前应用广泛的煤气，走进了人们的生活。天然气作为一种多成分的混合气态型化学燃料，天然气的最主要的组成部分为烷烃，烷烃中占比例较多的是甲烷，其次还含有比较少量的乙烷和丙烷等。天然气的存在地方有很多种，但是大部分的天然气都在油田，页岩层和气田之中。天然气具有很多优点，例如：天然气在燃烧以后不会出现废渣和废水；相对于煤炭和石油等常用燃料，天然气的安全性能较高。文章从天然气制备乙炔工艺入手，展开分析并作讨论。
关键词：天然气；乙炔；生产工艺
在化学生产行业，乙炔是作为一种特别重要的化工生产的中间部分所存在，在很多化学产品的生产中都起到非常重要的作用，例如：关于聚乙烯的生产，关于丁二醇的成产及关于醋酸乙烯的生产等，在这些化学产品的生产过程中，乙炔应该说是一种必不可少的中间体。在现行的化学生产中生产乙炔的方法主要有三种：第一种是离子生产法；第二种是电石生产法；第三种是天然气部分氧化生产法。这三种乙炔的生产方法中，以电石生产乙炔的方法最为常用。但是电石生产乙炔的方法会产生很多污染，对周围的自然环境产生不利的影响，同时电石生产乙炔的方法的能耗太高，不符合现行国家要求的节能环保要求。因此，近年来电石生产乙炔的方法已经逐渐被天然气部分氧化法生产乙炔所取代。基于天然气部分氧化的生产乙炔的方法较之电石生产乙炔有着很多的优点，在未来的乙炔生产中，会逐渐的被广泛应用。
1 我国目前的天然气部分氧化生产乙炔的方法的发展
天然气部分氧化生产乙炔的方法，首先在生产的技术层面上就一定的生产保障，其次，在经济上也是成本投入比较低的。近些年里，在国际的大环境中，使用天然气部分氧化生产乙炔的方法已经形成了相当的规模，这种乙炔生产方法正在逐渐成为生产乙炔的主要方法。但是在我国，由于缺乏这种方法的生产工艺，所以我国在生产乙炔的过程中，长期的忽视天然气部分氧化生产乙炔的方法的存在，没有重视起来，导致我国在这方面的发展较之国外先进发达国家有着很大的差距。我国的第一台天然气部分氧化生产乙炔的设备是四川的维尼纶厂在上世纪六七十年代在德国一家化学设备生产公司引进的。在引进初期，这台设备的生产能力可以达到0.75t/a，这台设备在当时主要生产的是醋酸乙烯、维纶和聚乙烯醇等化学产品。这一台天然气部分氧化生产乙炔的设备算是我国在这一领域的开拓者，随着近些年的科学技术的飞速发展，我国在天然气部分氧化生产乙炔的工艺上有了很到的提高，缩短了和国外先进国家在这方面的差距。
2 天然气部分氧化生产乙炔的装置的简述
当前的中国，政府根据我国的国情现状，提出了大力发展岩气化工行业，在天然气的化工行业采取适当开发的原则，在这一原则的带动下，我国的天然气化工行业迎来的春天，盼到了发展的绝佳机会。我国天然气生产乙炔的企业中，常用的设备是巴斯夫5万t/a的天然气部分氧化生产乙炔的设备，这种设备的主要组成部分是：（1）循环装置中的冷却水系统；（2）甲烷部分氧化裂解；（3）乙炔的提浓；（4）容积的回收等。这四个关键的生产组成部分是天然气部分氧化生产乙炔的核心，通过对这四种设备的运用，可以很好的提高天然气部分氧化生产乙炔的生产率。
3 天然气部分氧化生产乙炔的工艺
我们在此以生产50000t/a的乙炔装置为例来进行天然气部分氧化生产乙炔的工艺介绍。要生产50000t/a的乙炔装置的氧化裂解单元，我们就要由大约六套的生产能力在7500t/a的具有独立氧化裂解功能的装置构成。
（1）简介裂解气压缩的构成。裂解气压缩的单元是由两部分组成，一部分是2台螺旋式的气压缩机，另一种就是洗涤用的洗涤塔。整个过程可以看做是螺旋气压缩机将内部气压升至1.1MPa左右，之后再进入到洗涤塔中，最后在洗涤塔中和冷却水交汇，通过逆流的方式进行接触，在冷却水的作用下达到冷却的作用，经过冷却之后的气体就会被送至乙炔的提纯单元中。
（2）简介乙炔的提纯单元。在进入乙炔提浓单元之前，裂解气体中的乙炔大约的浓度为8%左右，经过气压缩机入口的处理，我们可以将乙炔的浓度提高到10%左右，这都是因为压缩机的裂解气体及循环气体对天然气的作用结果。现在的天然气在提纯单元之中，会按照含碳量的多少的细微不同、炔烃在溶解剂之中的溶解度差异和压力，温度的不同使物质的溶解剂中的溶解度发生变化的化学原理，通过使用N-甲基吡咯烷酮当做是提浓单元的溶解剂，通过这种溶剂，我们能够行之有效的解析和回收裂解气体和循环气体中的乙炔，达到提纯乙炔的目的。因为在解析吸收工序中的气体及液体较小的原因，通常使用的板式塔没有办法进行提纯操作，效率也会大打折扣，所以在提纯乙炔中，我们选择丁二炔吸收塔来行使填料塔的作用。这样的话，乙炔的吸收塔中的填料塔就是从丁二炔吸收塔中获得的。经过上述过程处理，已经除去丁二炔的乙炔回合高级冷却混合器及填料塔的塔顶流下的NMP溶剂，以逆流的方式进行接触。因为NMP在进入填料塔是已经经过了液氮的冷却作用，所以NMP的温度会比丁二炔吸收塔的溶剂的温度低很多。这个时候，乙炔及NMP中溶解度远远高于乙炔的气体就会被100%吸收，而那些不溶于NMP溶剂的气体就会经过填料塔的塔顶进行排出，着这一过程中，被排出的气体主要有三种：第一种是气体被送进了乙炔生产的解析塔中，随后经由解析塔就会流入生产甲醇的装置及生产合成氨的装置，作为生产这两种化学产品的生产原料；第二种是被送到了合成气火炬中；第三种是又重新返回到了螺杆压缩机的进入口处。
（3）当热力解析塔作为填料塔使用时，热力解析塔的压力为0.1
2MPa，这时从乙炔的吸收塔被吸收的乙炔溶剂和从真空解析塔中已经含有的乙炔，同样是通过溢流的方式和高级乙炔类进行接触，特别是和高级乙炔类中的粗乙炔接触，通过不同压力对溶解剂的不同的化学原理，来分离较纯的乙炔产品。而已经被循环使用的非乙炔类气体，我们在生产中，统一叫做循环气体。这些循环气体会经由填料塔的塔顶处流入螺旋压缩机的进入口处。
（4）用于乙炔生产中的洗涤塔我们通常的选择是泡罩塔，通过部分的解析塔中的引出乙炔和被输入泡罩塔中的冷凝液通过逆流的方式进行分接触，通过这种方式来吸收已经挥发的NMP溶剂，这时的乙炔就会被分解成三个部分提纯出来，这其中，溶解度相对而言较高的乙炔气体会第一个被解析塔解析出来，其他的依次类推。
（5）乙炔溶剂的再生的部分阐述。整个生产过程在运行中，溶解剂会产生很多的高级炔类的聚合物沉淀，我们在生产中能更好，更多的将聚合物从设备生产体系中除去，在生产过程中，特别的加入了丁二炔解析塔底部的排除溶剂进入乙炔气体的回收单元之中，丁二炔解析塔中的解析溶剂会第一时间用蒸汽升温的办法来加热蒸汽中的蒸汽，使他们挥发，这样就会提升了循环溶剂中的聚合物的质量浓度，更好的进行了乙炔溶剂的再生作业。
参考文献
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