天然气制乙炔工艺

【科研与生产】

天然气制乙炔工艺

杨朝富,卢玉中

Ξ(明达实业(重庆)有限公司,重庆404001)

[关键词]天然气;乙炔;工艺

[摘　要]介绍了天然气制乙炔装置(生产能力为3万t/a)的单元工艺组成及各单元工艺原理。

[中图分类号]TQ325.3 [文献标识码]B [文章编号]1009-7937(2005)12-0007-06

用天然气生产乙炔在技术上是有保证的,经济上也是可行的。在国外,天然气制乙炔已有相当大的规模,而我国仅有一家企业。2004年5月国家发改委编制的《三峡库区经济和社会发展规划》对库区的经济发展提出了明确、具体的目标,要大力发展盐气化工,适度发展天然气化工,三峡库区天然气化工迎来了发展的新机遇。现将从乌克兰国立化工研究院引进的

(天然气部分氧化法制乙炔工艺流程简图见图1)。

乌克兰国立化工研究院的3万t/a天然气制乙炔装置由下列单元工艺组成:

(1)甲烷氧化裂解(部分氧化);

(2)裂解气压缩;

(3)乙炔提浓;

(4)溶剂回收;

(5)3(5)-甲基吡咯唑生产;

(6)废物脱除和焚烧;

(7)气柜;

(8)循环冷却水系统。

现介绍(1)、(2)、(3)、(4)、(6)单元工艺。

1　甲烷的氧化裂解

生产能力为3万t/a乙炔装置的氧化裂解单元由4套相似的、生产能力为7500t/a的独立氧化裂解装置组成,每套氧化裂解装置由下列部分组成。

1.1　氧气预热炉(器)

压力为1.5MPa的氧气经过过滤器除去杂质后送往氧气预热炉预热到650℃,氧气预热炉底部安装有燃烧器,燃烧天然气来提供预热氧气所需的热量,通过自动遥控装置调节天然气(供给燃烧器)的流量来控制氧气预热炉出口氧气的温度。1.2　天然气预热炉(器)

压力0.35～0.50MPa天然气通过过滤器除去杂质后进入天然气预热器预热至650℃,天然气预热炉底部安装有燃烧器以燃烧天然气来提供预热天然气所需的热量,通过自动遥控装置调节天然气(供给燃烧器)的流量来控制预热炉出口天然气的温度。

天然气和氧气经预热后送往乙炔炉,用流量控制器控制天然气的流量,通过比例调节器来调节氧气的流量,从而确保送往乙炔炉的氧气和天然气比例为设定的流量比[(0.5～0.6)∶1]。

1.3　乙炔炉(反应器)

乙炔炉由混合室、燃烧器、反应室冷却装置和壳体构成,预热后的氧气和天然气在混合室快速混合后,经由燃烧器进入反应室,混合气在燃烧器出口处燃烧;另外,还要向乙炔炉燃烧器提供部分氧气(以使天然气-氧气混合气燃烧稳定),此氧气经由燃烧器喷嘴送入反应室,流量控制器控制燃烧用氧气的流量恒定。天然气在反应室中于1500℃下进行氧化和热分解反应,其反应式如下:

2CH4C2H2+3H2,(1)

CH4+2O2CO2+2H2O,(2)

CH4+0.5O2CO+2H2,(3)

CO+H2O CO2+H2,(4)

C2H22C+H2。(5)

除此之外,还发生部分副反应,生成高级炔(丁二炔、甲基乙炔、乙烯基乙炔、苯、萘等)。乙炔的产率取决于乙炔生成反应(1)和分解反应(5)的反应速率的差,在正常反应条件下,这些反应速率的比例可通过改变反应温度来调节。

7

第12期2005年12月

聚氯乙烯

Polyvinyl Chloride

No.12

Dec.,2005

Ξ[收稿日期]2005-01-13

[作者简介]杨朝富(1968—),男,工程师,1992年毕业于四川工业学院,现就职于明达实业(重庆)有限公司。

图1　天燃气部分氧化法制乙炔工艺流程简图

8

科研与生产 聚氯乙烯 2005年

在正常操作时,反应室底部会有部分炭黑沉积,需定期清除。从冷却装置排出的含炭黑水在乙炔炉底部排出,送往含炭黑水总管。

乙炔炉配有连锁保护系统,用于正常操作条件被破坏时切断向乙炔炉供氧并向混合室供N2。乙炔炉正常操作时要检测压差、温度和混合室的压力。

温度为85℃的裂解气由乙炔炉侧部接管引出送往洗涤塔冷却,并除去部分炭黑。

1.4　洗涤塔

洗涤塔为上下两段泡罩塔,从乙炔炉送来的裂解气与来自循环冷却系统的冷却水在塔中逆流接触,将裂解气冷却到35℃,除去部分炭黑后送入裂解气总管。送往洗涤塔的冷却水流量采用遥控装置控制,并根据洗涤塔出口处裂解气的温度来调节。

洗涤塔后面的裂解气总管设有一条将裂解气送往火炬系统的管线,在装置开车和停车置换或裂解装置保护系统动作时使用。

在洗涤塔后面的裂解气总管上还安装有水封,一旦裂解气总管压力超过水封的设定压力值,裂解气即排放到火炬系统(火炬为长明火炬)。

洗涤塔底部的含炭黑水送往炭黑水总管。

1.5　除尘器(电滤器)

电除尘器采用湿法板式电滤器,设计电压7.8×104V,实际电压(4～6)×104V,电流200mA。裂解气在洗涤塔下段冷却至60℃后,由洗涤塔送往电除尘器,在电除尘器电晕电极与沉淀电极之间形成的电场作用下,裂解气中的炭黑粒子移向沉淀电极并沉淀在沉淀电极上。裂解气通过电除尘器除去精细炭黑后返回洗涤塔上段,从洗涤塔上段顶部进入裂解气总管,再进入裂解气压缩单元。

电除尘器电极定期用来自循环冷却水系统的水进行清洗,清洗时停止向电极供电,并停止向该电除尘器供裂解气,从电除尘器底部排出的含炭黑水进入炭黑水总管。

在电除尘器的裂解气入口管线、洗涤塔顶至裂解气总管的裂解气管线和洗涤塔至火炬系统的裂解气排放管线上均安装有遥控切断阀,用于遥控电除尘器开、停车。

电除尘器还设有连锁保护系统,用于在出现故障时自动切断电除尘器的裂解气供应和电极电的供应。

氧化裂解单元设有:①一个乙炔炉燃烧器和乙炔炉壳体冷却用冷凝液的封闭循环系统,该封闭循环系统由泵、冷凝液、贮罐和冷却器组成。在停、开泵时,用1台N2充压的贮罐供应乙炔炉冷却所需的水。②一个液压传动清除炭黑的液压供应系统,该系统由泵和贮罐组成,用1台N2充压的贮罐向液压传动系统供水。③一个具有一定容积的N2气柜,确保氧化裂解单元停开车时供应N2。④一个用于燃烧裂解气的火炬系统(此火炬为长明火炬)。

2　裂解气压缩单元

裂解气压缩单元由2台螺杆压缩机(1台备用)(因裂解气中含有微量高级炔,压缩过程因分压、温度升高会发生自聚,产生部分聚合物,而且裂解气中还含有微量炭黑,故选用螺杆压缩机)、洗涤塔和气柜组成。

裂解单元洗涤塔来的裂解气、一段解析塔来的循环气以及当裂解气不足时一部分来自乙炔吸收塔的合成气通过螺杆压缩机升压至1.1MPa后进入洗涤塔,与冷却水逆流接触冷却后(压力0.9MPa),送往提浓单元。

螺杆压缩机出口管线的压力由乙炔提浓单元中乙炔吸收塔出口处的合成气压力控制器设定。

螺杆压缩机入口前的裂解气管路中设有一裂解气气柜,以便持续保持裂解气在管线内的压力,并控制裂解气产气量的波动和装置运行期间消耗的波动。3　乙炔提浓单元

裂解气中的乙炔体积分数为8%左右,在压缩机入口裂解气和循环气的混合气中乙炔体积分数为10%左右。在提浓单元,根据含碳量不同的炔烃在溶剂中溶解度不同以及压力、温度不同该物质在溶剂中溶解度不同的原理,用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作溶剂,可通过吸收和解析等回收裂解气和循环气中的乙炔。

在提浓单元,混合气被分离成3种馏分:

(1)合成气(在NMP中,溶解度比乙炔低的气体,如H2、CO等混合气);

(2)乙炔(产品);

(3)高级炔及其同系物的混合物。

提浓单元为单系列工艺系统,其组成如下(生产能力为3万t/a乙炔装置)。

3.1　丁二炔吸收塔———吸收高级炔、部分乙炔

由于吸收、解析操作具有汽液比小的特点,一般的板式塔较难操作,效率也较低,故丁二炔吸收塔选用填料塔。从压缩单元来的裂解气和循环气的混合气与从塔顶流下的溶剂NMP逆流接触,丁二炔和其他高级炔类按其在N-甲基吡咯烷酮中的溶解度及分压的不同,在此塔中被吸收,同时,也有部分乙炔被吸收。脱除了丁二炔及高级炔的混合气送往乙炔吸收塔。吸收了丁二炔及高级炔的溶剂借压缩单

9

第12期 杨朝富等:天然气制乙炔工艺 科研与生产

元送来的裂解混合气的压力排至乙炔解析塔的上部。

送往丁二炔吸收塔的溶剂流量用流量控制器控制,并根据该塔出口处气体流量和气体中丁二炔的含量进行调节。

用液位控制器控制丁二炔吸收塔底部溶剂的液位恒定。

3.2　乙炔吸收塔———吸收乙炔

乙炔吸收塔为填料塔,从丁二炔吸收塔出来的、脱除了丁二炔和高级炔的混合气与从塔顶喷下的NMP溶剂(低温20℃)逆流接触,由于进此塔的NMP溶剂在进塔前用冷冻水冷却,温度比丁二炔吸收塔内的溶剂温度低,乙炔和在NMP溶剂中溶解度高于乙炔的气体被完全吸收,不溶于NMP溶剂的气体(H2、CO等)从该塔顶部排出(该气体称为合成气),排出的气体分3部分:①送至合成气火炬(当装置停车或合成气用户故障时),②返回螺杆压缩机入口(当裂解气不足时),③送往乙炔解析塔作汽提气,大部分送至甲醇装置作生产甲醇的原料。吸收了乙炔的溶剂借裂解混合气的压力排往一段解析塔。

送往乙炔吸收塔的NMP溶剂用流量控制器控制流量,并根据此吸收塔出口气体的流量和该气体中乙炔的含量进行调节。

在此吸收塔顶部,用冷凝液洗涤合成气,以回收挥发溶剂,此塔顶的压力用压力控制器控制。用液位控制器保持吸收塔底部溶剂液位的恒定。

3.3　一段解析塔———解析乙炔

一段解析塔为填料塔,压力接近大气压,来自乙炔吸收塔的、吸收了乙炔的溶剂与来自二段解析塔的、含乙炔及高级炔类的粗乙炔气逆流接触,由于压力降低,高级炔在溶剂中溶解度较大,乙炔和比乙炔溶解度小的气体被解析出来。在塔的上段,比乙炔溶解度小的气体先被解析,这些气体夹带部分解析的乙炔和CO2,从塔的顶部排至螺杆压缩机入口,这些气体的混合气称为循环气;在塔的下段,来自一段解析塔中的粗乙炔气中的高级炔置换溶剂中的乙炔,使乙炔与高级炔分离,从塔中部引出一部分乙炔送至乙炔洗涤塔,余下的另一部分乙炔进入此解析塔上段,用以从溶剂中置换CO2,通过改变从一段解析塔引出的循环气流量来调节乙炔中CO2的含量,从一段解析塔底部排出的溶剂用泵送往二段解析塔。

在一段解析塔顶部,用冷凝液洗涤循环气,回收挥发的NMP溶剂。用液位控制器保持一段解析塔底部的液位恒定。

3.4　乙炔洗涤塔———洗去输出乙炔中的挥发性溶剂(NMP)

乙炔洗涤塔为泡罩塔,从一段解析塔中部引出的乙炔与送入此塔的冷凝液逆流接触,洗去挥发的NMP溶剂,出洗涤塔的乙炔分3路:①送乙炔气柜(保持乙炔管路的压力恒定并补偿乙炔生产与消耗之间的波动),②送乙炔火炬(在开车或乙炔输出有临时故障或气柜液位达到最大值时),③送氯乙烯合成装置作为生产氯乙烯的原料。从洗涤塔排出的含溶剂冷凝液送至一段解析塔。

洗涤塔出口的乙炔压力用压力控制器保持稳定,还要连续监测出洗涤塔乙炔气中CO2的含量。

3.5　乙炔解析塔———从含高级炔溶剂中解析出乙炔

乙炔解析塔为填料塔,压力接近大气压。由丁二炔吸收塔送来的含高级炔和部分乙炔的溶剂与来自乙炔吸收塔的合成气逆流接触,由于压力降低,溶解度比高级炔小的乙炔先被解析出来,解析(汽提)出的乙炔与合成气的混合气返回螺杆压缩机,不含乙炔、只含高级炔的NMP溶剂送往丁二炔解析塔。

乙炔解析塔顶部的压力由压力控制器保持恒定。

进乙炔解析塔的合成气流量用流量控制器控制稳定。

出乙炔解析塔的合成气和乙炔的混合气在塔顶用冷凝液洗涤,回收挥发性溶剂(NMP)。

3.6　丁二炔解析塔———从NMP溶剂中解析高级炔,并使溶剂中的水分蒸发

由于在高级炔解析过程中可能有聚合物沉积,故丁二炔解析塔选用填充某种填料的、大孔径穿流筛板塔,底部安装有蒸汽加热器用于加热溶剂。从乙炔解析塔来的含高级炔的溶剂和来自二段解析塔中部、含水蒸气的溶剂蒸气与高级炔蒸气的混合气逆流接触,由于温度升高,高级炔在溶剂中的溶解度降低,高级炔被解析出来,从丁二炔解析塔排出的含水蒸气溶剂蒸气及高级炔蒸气的混合气体送往辅助塔,进一步处理后得到高级炔。从塔底部排出的、已脱除高级炔的溶剂,大部分用循环泵送往冷却器,冷却至35℃后回溶剂贮槽;另一部分排放到溶剂回收装置除去高聚物。丁二炔解析塔底部有用蒸汽加热的蒸发器,借助泵使溶剂经此蒸发器循环,用温度控制器保持此解析塔底部温度恒定。

3.7　辅助塔———用冷凝液回收高级炔中挥发的

01

科研与生产 聚氯乙烯 2005年

NMP溶剂

辅助塔为泡罩塔。从丁二炔解析塔排出的含水蒸气、NMP溶剂蒸气和高级炔蒸气的混合气与进入辅助塔的蒸汽冷凝液逆流接触,冷却除去混合气中的溶剂蒸气,除去NMP蒸气的混合气送往气压式冷凝器,从辅助塔底部排出的NMP溶剂和水的混合物送往二段解析塔。

送往辅助塔的回流冷凝液流量由操作人员检测并根据工艺规程调节。

3.8　气压式冷凝器———除去高级炔中的水分

气压式冷凝器由来自循环冷却水系统的冷却水进行回流,由辅助塔来的含水蒸气和高级炔蒸气的混合气经此冷却除去高级炔中的水分后,用真空泵抽出,一路送用户[3(5)-甲基吡咯唑的生产装置],另一路送乙炔火炬(当用户的生产装置出现故障,高级炔同系物无法输出时),蒸汽冷凝液与冷却水回水送往循环冷却水系统。

送往气压式冷凝器的冷却水由操作人员检测并根据工艺规程调节流量。

3.9　二段解析塔

二段解析塔分为上、下两段,为填充了填料的、大孔径穿流筛板塔。上段压力接近大气压,下段与真空泵连接,底部有2台蒸汽加热蒸发器。

出辅助塔的水和溶剂的混合物与来自一段解析塔的含高级炔、水、部分乙炔的溶剂混合物混合后,先经换热器预热(由二段解析塔底部排出的热溶剂预热),再经由管壳式蒸汽加热器将溶剂混合物加热到所需的温度后进入二段解析塔上段,由于溶剂温度升高,乙炔被解析,部分高级炔也被解析,解析的乙炔和部分高级炔(粗乙炔)送往一段解析塔底部。二段解析塔上段的溶剂(含水、高级炔)借重力流入真空操作的二段解析塔下段。在二段解析塔下段的上部,由于压力为真空,余下的乙炔几乎全部被从溶剂中解析出来,已解析出乙炔的部分高级炔用真空泵送往二段解析塔上段,在二段解析塔下段的底部,由于真空和加热,所有进入系统的水分和高级炔均被从溶剂中脱除,从二段解析塔中部引出的含水蒸气、溶剂蒸气、高级炔蒸气的混合气送往辅助塔。从二段解析塔下段底部排出的溶剂(不含高级炔)由泵送往换热器,与来自辅助塔和一段解析塔的溶剂混合物预热后,再经冷却器用冷却水冷却至35℃后,送往溶剂贮槽。

二段解析塔下段的真空度由真空泵入口到出口的回流管线控制,要连续监测真空泵出口管线内气体中的O2含量。

溶剂进二段解析塔前用加热器加热,温度由温度控制器控制。

在出二段解析塔的溶剂换热器换热表面有高级炔类产品沉积,建议利用易拆卸的板式换热器。

二段解析塔下段底部溶剂的加热温度由温度控制器控制。

此外,提浓单元还有乙炔火炬系统、合成气火炬系统、蒸汽加热装置排出的蒸汽冷凝液收集系统、含溶剂(NMP)的废水收集系统。

4　溶剂(NMP)回收单元

装置运行时,溶剂中会有高级炔类的聚合产物沉积,为了从系统中除去此类高聚物,将从丁二炔解析塔底部排出的部分溶剂送往溶剂回收单元。

溶剂回收单元采用两级真空蒸发回收溶剂:第1级溶剂回收为连续操作,聚合物类的质量分数提高到10%(最大);第2级溶剂回收为间歇操作,完全回收溶剂。

4.1　第1级溶剂回收

来自丁二炔解析塔的溶剂先在用蒸汽加热的蒸发器里加热蒸发,同时提高循环溶剂中聚合物类的质量分数(10%),NMP溶剂蒸气在换热器里冷凝后收集在贮槽中,并由泵送到提浓工段的溶剂贮槽。

4.2　第2级溶剂回收

将溶剂间歇地从第1级回收送到第2级回收,在第2级回收中,溶剂间歇地经由计量容器送到搅拌蒸发容器,在此蒸发至干料。而蒸发容器排出的NMP溶剂蒸气在冷凝器中冷凝,此冷凝液送往第1级溶剂回收系统。间歇地将聚合物类干料从此蒸发容器排放到搅拌槽,在此与水混合,并泵送到炭黑分离槽和焚烧系统。

5　3(5)-甲基吡咯唑的生产

乌克兰国立化工研究院的3万t/a乙炔生产装置副产3(5)-甲基吡咯唑(用高级炔作原料)1500 t/a。3(5)-甲基吡咯唑可作植物生长剂,据资料介绍,其可使农作物增产10%左右,特别是对油菜增产效果更明显(15%)。目前该产品在国内无市场,没有得到用户的认可。

6　废料处理和焚烧

下列废料送往炭黑分离槽和焚烧炉:

(1)从裂解工段排出的含炭黑水(乙炔炉、洗涤塔、电除尘器);(下转第14页)

11

第12期 杨朝富等:天然气制乙炔工艺 科研与生产

1999年河北沧州化工实业(集团)有限公司(以下简称沧化公司)23万t/a联合法PVC生产装置投产,该装置将石油法和电石法有机地结合起来:二氯乙烷裂解生成VCM和HCl,HCl与电石法生产的乙炔(经分子筛脱水)混合生产VCM。由于裂解生成的HCl不含水,所以乙炔采用分子筛单独脱水工艺。工艺流程参见图2。

流程简述:①脱水过程:自乙炔清净塔送出的乙炔气体(约20℃左右)经乙二醇溶液冷却器冷却至1℃左右,由过滤器除去乙炔气中所含的大量水分后进入分子筛干燥器,分子筛干燥器有2台,1台使用,另1台再生。从干燥器出来的乙炔气体由微量水分仪在线监测,在干燥器的使用周期内可保证乙炔气体中含水质量分数在2.0×10-6以下。②再生过程:当微量水分仪显示的水分值超标时,进行干燥器切换,然后进行再生。再生过程可分为:置换、解析、加热、冷却。先向干燥器内通入氮气,将乙炔气置换出来(可以回收到乙炔气柜中)

,然后通入加热的氮气,依靠氮气的热量将水分蒸发、吹出。持续一段时间后,通入常温氮气降温,即可达到使用条件,备用。沧化公司的VCM生产装置自1999年5月投产以来,已连续平稳运行6年,其分子筛采用3A 型,化学表达式为K12[(AlO2)12?(SiO2)12]?x H2O,为国内生产,其性能稳定可靠,使用周期可达2年以上。由于乙炔中含水质量分数在1.0×10-5以下,减少了后序转化器等设备的蚀漏现象,与同等规模的混合脱水冷冻工艺相比,每年仅节约的转化器更换及维修费用就高达上百万元。

(2)HCl脱水干燥

因为HCl易溶于水,呈强酸性,干燥剂可采用耐酸的丝光沸石分子筛或活性氧化铝。沧化公司的Cl2干燥装置也使用了分子筛干燥工艺,另外,该工艺还可用于干燥HCl。如果装置的生产能力较大,还可采用石墨合成炉,降膜吸收、解析HCl,采用浓硫酸三级干燥的新工艺。其工艺流程简图见图3。

图3　浓硫酸三级干燥的新工艺示意图

3　结　语

通过分析可知,电石法生产VCM的新工艺是经济可行的。综观当前中国化工设计存在克隆的怪现象,许多工艺几十年不变,设备相同,甚至管道布置都相同。如此作法虽然降低了项目的风险,增加了项目的可行性,却不能因地制宜,应用优势资源,更谈不上采用先进的工艺设备进行创新了。随着新型材料的发展成熟和能源的日益紧缺,项目设计重点发生了变化,广大化工工作者应该与时俱进,积极创新,采用新工艺和新材料,设计出高效、节能、清洁的生产装置。[编辑:刘玉君]

(上接第11页)

(2)3(5)-甲基吡咯唑单元排出的聚合物类悬浮液;

(3)从溶剂回收单元排出的聚合物类悬浮液(第2级溶剂回收系统)。

6.1　炭黑处理

从炭黑水总管来的含炭黑质量分数为3%～5%的炭黑水进入炭黑分离槽进水端(下部),沿槽缓慢流动,炭黑粒子浮在上面,借输送器的刮板把炭黑浆刮下,由斜面移入炭黑集中槽,再流入炭黑搅拌槽,在搅拌槽,炭黑浆与聚合物类悬浮液混合后,用料泵送至焚烧炉。从炭黑分离槽出水端(下部)排出的无炭黑水,一路送往循环冷却水系统冷却,另一路泵送到裂解反应器(乙炔炉),用于冷却裂解气。

炭黑回收工艺:用炭黑浆泵将搅拌槽的炭黑浆送至振动筛,筛分后的炭黑进入转鼓真空过滤机脱水,再依次进入沸腾干燥塔、气流干燥塔及炭黑收集槽等,得到超细的炭黑作为商品出售。

6.2　高聚物的处理

乌克兰国立化工研究院的3万t/a天然气制乙炔工艺安装有3台卧式旋风焚烧炉,用以焚烧废料, 1台或2台连续运行。焚烧炉中有几个焚烧室,在此燃烧燃料气(天然气、合成气、甲醇排出的驰放气),蒸发水分,焚烧炭黑和高聚物类。燃料气由鼓风机供给,根据燃料气的流量来调节废料燃烧所需的空气流量,并用流量控制器保持此流量稳定。

焚烧炉出口烟气温度约1000℃,在烟气送往烟囱之前,向烟气流中喷水,借水蒸发将烟气冷却到350℃后排空。[编辑:刘玉君]

41

科研与生产 聚氯乙烯 2005年

天然气制乙炔聚合物处理工艺标准探究

天然气制乙炔聚合物处理工艺标准探究 发表时间：2018-12-26T09:44:23.387Z 来源：《青年生活》2018年第10期作者：朱玉倩[导读] 乙炔聚合物是重要的化工产品，也是天然气的重要应用之一。当今中国经济快速增长，国家建设蓬勃发展，市场对化工产品的需求量增多。 摘要:乙炔聚合物是重要的化工产品，也是天然气的重要应用之一。当今中国经济快速增长，国家建设蓬勃发展，市场对化工产品的需求量增多。乙炔聚合物被广泛应用于焊接金属以及照明领域，并在乙醛，合成橡胶，纤维等化工产品中作为基础原料需求量巨大。天然气制乙炔聚合物的过程中，工艺控制十分重要，其高温反映过程不到三个毫秒，要求对工艺控制极为苛刻，如控制不当会影响化工生产以及乙炔产品的品质。另外，乙炔聚合物在提纯过程中，聚合物蒸汽控制不当会产生污染，对环境造成影响。本文对乙炔生产加工过程中的工艺标准，工艺流程以及控制方法进行详细探究，关键词：乙炔聚合物；天然气制品；化工产业；工艺标准引言： 乙炔聚合产品在工业领域的许多场合都有着广泛的应用，同时乙炔也是制作苯，苯乙烯等重要化工产品的基础原料，对促进我国的经济发展有着重要的作用。使用天然气制作乙炔，是生产乙炔的主要工艺方法之一，其提炼乙炔设备一直存在控制不当产生堵塞的问题，影响乙炔的浓度以及生产的稳定性。本文重点对天然气制乙炔聚合物的工艺流程进行深入分析，探究如何解决乙烯生产过程中存在的问题，并对生产过程中的控制标准进行重点介绍。 一、乙炔以及乙炔的用途乙炔是重要的化工原料，其化学分子名称为C2H2，也被称为电石气，在工业领域有着广泛的应用。乙炔的用途主要有以下几个方面：一、由于乙炔在空气中燃烧，其温度可以达到三千摄氏度以上，因此作为工业金属焊接工艺的重要原料，用于金属焊接以及金属的切割加工过程。二、乙炔有与其他物质发生加成反应的特性，因此许多有机化工合成原料中，乙炔是重要的组成部分。三、乙炔可以在不同环境与条件下生产不同的聚合物，生产苯等重要的化工原料。乙炔在化工原料中占有重要的地位，许多合成化工产品都有乙炔的身影[1]。乙炔的加工与生产工艺主要有两种，一种是电石法，是利用碳化钙与水反应产生乙炔气体。碳化钙放入水中会形成剧烈的反应，生成大量的气体，其原理是碳化钙与水反应生产氢氧化钙与乙炔。另外一种加工乙炔的方法是天然气制法，将天然气预加热至630度左右，与氧气送进乙炔炉中，当温度在一千五百度以下时，天然气甲烷会发生裂解，产生百分之八左右的乙炔，再通过提纯制程，加工出乙炔产品 [2]。 二、天然气制乙炔工艺流程电石法与天然气法是生产乙炔的两种重要方式，电石法是传统的制造方法，目前仍然在化工领域应用。但随着时代的发展和科技的进步，使用天然气加工乙炔已经逐步发展起来，天然气制乙炔工艺，有着成本费用低，经济环保等优势，在现代的工业与化工业中的应用越来越多，并逐步取代传统的电石法，其市场前景更加广阔。天然气制乙炔其工艺流程主要有两大方面，一是稀乙炔的加工，另外一个流程是乙炔聚合物的提纯。由于乙炔的提纯是天然气制乙炔聚合物工艺的关键，也是关键控制点，下面详细介绍乙炔聚合物的浓缩提纯工艺过程与控制标准：（一）乙炔聚合物的存储稀乙炔聚合物产出后经蒸发罐被输送到聚合物存储罐中进行存储，在输送过程中，乙炔聚合物的浓度必须严格控制，并且输送的流量也要根据聚合物的浓度加以调节。要保证浓度不大于百分之零点六，流量控制在每小时零点一立方米以内。（二）乙炔聚合物的计量聚合物的计量是通过计量罐向蒸发罐分批次的送料，以便于精确控制蒸发罐中乙炔聚合物的数量。当浓缩罐发出进料需求时，计量罐通过间断的送料，将聚合物输送至蒸发罐中，再由蒸发罐送往下一级的浓缩罐。当存储罐中的聚合物在存储灌中液体数量不再变化时说明计量罐中的聚合物已经充满。计量罐中的聚合物充满时，打开控制阀门，通过蒸发器将聚合物蒸发。计量阀带有自动保护器、减压阀与防火装置，可以保护设备不受损坏[3]。（三）乙炔聚合物的浓缩蒸馏聚合物是浓缩的主要过程，蒸馏在蒸发罐中进行，蒸发罐的工作压力要小于等于五千帕。蒸发罐带有冷却装置，用来冷却聚合物，在浓缩前一定要确保聚合经过冷却，并保证聚合物经过冷却装置过程中不会外漏，产生外漏后聚合物被排放入水中会造成水的污染，严重情况下会导致水中的微生物大面积死亡。因此在进入聚合物浓缩器前一定要保证设备的气密性，而且压力要小于五千帕。聚合物蒸发罐中进行蒸馏，整个过程要在真空条件下进行，设备完全密封，防止空气流入。当蒸馏完成时，设备会有提示，这时操作人员需要对蒸馏是否完成进行判定。判定主要通过设备的透明窗口进行观察，确定是否有聚合物流动。确认蒸馏完成后，使用氮气破坏真空，并通过冷凝液将浓缩罐温度降低到标准范围内，打开蒸汽罐进行清理工作，主要清理聚合物产生的渣子。蒸馏过程中要避免聚合物被流入水中，严格控制蒸馏气体的容量，并进行间断的蒸馏。（四）影响蒸馏质量的因素蒸馏是乙炔聚合物提纯的关键环节，影响其提纯质量的因素主要有以下几个方面：一、真空度。蒸发罐的真空度越低提纯效果越好。 二、蒸馏时间。时间越短提纯效果越好。三、温度。温度越高蒸馏效果越好。四、浓度的影响。浓度也是影响蒸馏质量的关键因素之一，当温度，真空度与时间已经固定时，浓度对蒸馏的质量影响很大。浓度如果很高，不利于聚合物的蒸馏处理，并且造成聚合物原料的浪费，降低加工效率，经济效益也随之下降，因此要合理控制浓度，保证其在最佳的范围内 [4]。 三、结束语综上所述，乙炔制品是重要的化工原料，其应用十分广泛，尤其在金属焊接，聚合物的合成等化工应用领域。电石法与天然气法是乙炔制造的主要工艺方法，天然气法由于其经济，环保，投入成本低等优点应用越来越广泛，并且市场前景广阔。在乙炔聚合物的生产过程中，乙炔的提纯控制尤为重要，要通过严格控制蒸馏过程中的真空度，蒸馏时间，蒸馏温度以及聚合物浓度，提高提纯效率，降低成本，获得更高的经济效益。参考文献：

浅析天然气制备乙炔的工艺方法

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d813041398.html, 浅析天然气制备乙炔的工艺方法 作者：邓存瑞王坤琴 来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第02期 摘要：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。本文作者结合自己的工作经验并加以反思，对天然气制备乙炔的工艺方法进行了深入的探讨，具有重要的现实意义。 关键词：天然气；乙炔；生产工艺 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

用天然气替代丙烷气乙炔气是工业切割气的一场革命

用天然气替代丙烷气，是工业切割气体 的一场革命 种优质环保节能低碳的新型工业切割气 北京润拓工业技术有限公司 刘亚滨宋晓仑

年5月2011

用天然气替代丙烷气，是工业切割气体的一场革命 一种优质环保节能低碳的新型工业切割气 工业切割气主要用于我国钢铁冶金、机械机床、造船修船、铁路矿山、桥梁建筑、锅炉机电、钢结构等行业的金属切割、烘烤矫形、预热加温等，使用行业 广泛，需求数量很大，是工业企业一种重要的消耗性原料。目前，我国主要的工业切割气是石油副产品—丙烷气，在上世纪90 年代初它取代了大部分污染重，能耗高的乙炔气，占据着主要工业切割气市场。 1992 年国家科委成果办下文号召推广使用氧一烃切割技术，将丙烷气切割技术列入 《国家科技成果重点推广计划》。随着我国经济高速发展，在目前经济环境和国家大力提 倡节能减排的形势下，虽然丙烷气替代了大部分乙炔气，但是丙烷气在使用中出现的切 割厚金属质量差，冬季使用困难（尤其北方地区），安全环保性能低，以及耗费氧气燃气 偏多的现象，已经不能适应工业企业的需要。 因此，研制一种优质高效、节能环保、低碳清洁、全天候使用的工业切割气是当务之急。 北京润拓工业技术有限公司根据目前工业切割气存在的问题和市场需求，积极响应国家节能减排和开发新能源的号召，投入大量人力物力，运用天然气增效，双充双减压的高新技术，申报了多项国家专利，研制成功了以天然气为主要原料， 命名为“锐锋燃气”（天然气）的工业切割气，成为可全面替代丙烷气的一种新型工业燃气。 、目前我国工业切割气的市场状况 自1903 年法国科学家皮尔卡将乙炔气运用到金属切割和焊接，乙炔气就成为金属焊割的主要工业切割气，历史已经百年。但是乙炔气因为能耗高、污染重、易爆炸、价格高（据资料记载，每生产1吨乙炔气，需要消费3.3 吨焦炭，3 吨水及10800度电。同时产生污染渣3 吨，污染水1.5 吨）已经不能适应人们越来越重视环保节能安全和效率的要求，随着科技发展和社会进步，各国都在寻找一种替代乙炔气的新型工业切割气。 于是做为石油的副产品—丙烷气应运而生，由于其能耗比乙炔气小，安全系 数比乙炔气高，很快进入工业企业，到现在已经占据了约80%以上的工业切割气市场，成为目前我国工业领域最主要的工业切割气。在21 世纪，各国政府把环境保护， 开发新能源都做为发展社会经济，稳定社会安定的重要战略方针。我国政府把节能减排列为基本国策。随着我国经济发展和对环保的重视和要求，做为我国工业领域主要工业切割气的丙烷气，在使用中出现的各种问题逐渐显现，已经不能适应当前的形势发展。丙烷气属于液化石油气，它需要一个从液态到气态的气化过程，受外界温度影响较大，尤其在我国北方寒冷的冬季，使用丙烷气会带来许多困难。在切割中，由于气流不稳定火焰忽大忽小，影响了切割质量，尤其是切割厚金属切割面不平整，有时会断火。 在安全和环保方面，丙烷气对空气的比重为1.3 ：1，如果发生泄露，丙烷

天然气制乙炔技术现状与思考

第33卷第1期现代化工 Jan．2013 2013年1月Modern Chemical Industry 天然气制乙炔技术研究现状与思考 安 杰 (中国石化集团四川维尼纶厂，重庆401254) 摘要：分析了我国天然气部分氧化法生产乙炔技术的现状，介绍了国外天然气部分氧化法生产乙炔技术的研究进展。通过 分析比较并结合我国天然气化工企业的实际情况，提出了一些合理的意见。 关键词：乙炔；部分氧化；油淬冷；天然气中图分类号：TQ221．24+2文献标志码：A 文章编号：0253－4320（2013）01－0005－04 Actuality and thoughts of natural gas to acetylene technology AN Jie （SINOPEC Sichuan Vinylon Works ，Chongqing 401254，China ） Abstract ：The actuality of acetylene production from natural gas through partial oxidation in China is analyzed．Research progress of some natural gas to acetylene technology is introduced．Some reasonable suggestions are put forward according to the actual situation of domestic natural gas chemical enterprise． Key words ：acetylene ；partial oxidation ；oil quench ；natural gas 收稿日期：2012－09－27 作者简介：安杰（1982－），男，硕士，助理工程师，主要从事乙炔技术开发工作， 8171842@163．com 。乙炔是一种重要的化工生产的中间体，在1， 4－丁二醇、醋酸乙烯、聚乙烯醇等的生产中具有较强的竞争力。乙炔生产的方法主要有电石法、天然气部 分氧化法、 等离子法等，其中电石法一直是我国生产乙炔最主要的方法，也是由我国多煤少气贫油的国 情所决定的。由于电石法生产乙炔污染较大、能耗较高，在北美和西欧，电石法大都被天然气部分氧化 法所取代。等离子法是近年来发展起来的以煤或天然气为原料生产乙炔的一种方法，具有煤或天然气消耗量低，转化率高的特点，但是由于电能消耗较大和电极容易损坏等原因，该方法至今尚未工业化。部分氧化法生产乙炔是BASF 公司于20世纪20年代在Berthelot 实验室的基础上开发的，经过几十年的发展，已经成为欧美国家生产乙炔的主要方法。 天然气部分氧化法生产乙炔是利用天然气部分燃烧产生的大量热量将另一部分天然气加热到1230?以上，此时，乙炔的吉布斯自由能低于天然气的吉布斯自由能，即在此温度下，乙炔的热力学稳定性高于甲烷，甲烷分解为乙炔和氢气。然而，此时乙炔的吉布斯自由能仍然高于炭黑，为了防止乙炔分解为炭黑和氢气，获得理想的乙炔收率，需要及时终止自由基反应，在工业上通常采用油淬冷或者水淬冷的方式来实现，由于天然气分解为乙炔的反应速度大于乙炔分解为炭黑和氢气的速度，在10ms 的反应时间内乙炔能获得理想的收率。 1我国天然气部分氧化法生产乙炔发展现状 我国第一套天然气部分氧化法制乙炔装置是四川维尼纶厂于20世纪70年代从德国BASF 公司引进的，单列产能为0.75万t /a ，用于生产醋酸乙烯、聚乙烯醇以及维纶。经过几十年的消化吸收，四川维尼纶厂已经掌握了该套技术并在此基础上成功开 发了1万t /（a ·列）、1.5万t /（a ·列）乙炔炉，总产能也由原来的3万t /a 扩大到16万t /a 。 近年来，随着我国四氢呋喃以及聚氨酯产业的发展，先后从国外引进了多套乙炔炉，其中典型的就是乌克兰的旋焰炉以及BASF 的多管炉，其主要应用如表1所示。 我国天然气乙炔技术近年来取得了很大的进步，但仍然有些技术问题尚待解决，主要体现在以下几个方面： （1）能耗较大。天然气部分氧化法生产乙炔的特点就是利用70%的天然气部分燃烧产生的能量来加热30%的天然气至反应温度并发生裂解反应，其中部分燃烧过程消耗了大量的天然气，随着国内 天然气价格节节攀升以及煤炭价格的下降，天然气部分氧化法生产乙炔与电石法相比，其经济优势会 进一步的降低。 （2）炭黑生成量高且得不到有效的利用。炭黑是部分氧化法制乙炔的副产物，其生成量随着氧比的不同而不同，一般而言，氧比越高，炭黑含量越低， · 5·

天然气制乙炔聚合物处理工艺标准探究

天然气制乙炔聚合物处理工艺标准探究 摘要:乙炔聚合物是重要的化工产品，也是天然气的重要应用之一。当今中国经 济快速增长，国家建设蓬勃发展，市场对化工产品的需求量增多。乙炔聚合物被 广泛应用于焊接金属以及照明领域，并在乙醛，合成橡胶，纤维等化工产品中作 为基础原料需求量巨大。天然气制乙炔聚合物的过程中，工艺控制十分重要，其 高温反映过程不到三个毫秒，要求对工艺控制极为苛刻，如控制不当会影响化工 生产以及乙炔产品的品质。另外，乙炔聚合物在提纯过程中，聚合物蒸汽控制不 当会产生污染，对环境造成影响。本文对乙炔生产加工过程中的工艺标准，工艺 流程以及控制方法进行详细探究， 关键词：乙炔聚合物；天然气制品；化工产业；工艺标准 引言： 乙炔聚合产品在工业领域的许多场合都有着广泛的应用，同时乙炔也是制作苯，苯乙烯等重要化工产品的基础原料，对促进我国的经济发展有着重要的作用。使用天然气制作乙炔，是生产乙炔的主要工艺方法之一，其提炼乙炔设备一直存 在控制不当产生堵塞的问题，影响乙炔的浓度以及生产的稳定性。本文重点对天 然气制乙炔聚合物的工艺流程进行深入分析，探究如何解决乙烯生产过程中存在 的问题，并对生产过程中的控制标准进行重点介绍。 一、乙炔以及乙炔的用途 乙炔是重要的化工原料，其化学分子名称为C2H2，也被称为电石气，在工业 领域有着广泛的应用。乙炔的用途主要有以下几个方面：一、由于乙炔在空气中 燃烧，其温度可以达到三千摄氏度以上，因此作为工业金属焊接工艺的重要原料，用于金属焊接以及金属的切割加工过程。二、乙炔有与其他物质发生加成反应的 特性，因此许多有机化工合成原料中，乙炔是重要的组成部分。三、乙炔可以在 不同环境与条件下生产不同的聚合物，生产苯等重要的化工原料。乙炔在化工原 料中占有重要的地位，许多合成化工产品都有乙炔的身影[1]。 乙炔的加工与生产工艺主要有两种，一种是电石法，是利用碳化钙与水反应产生 乙炔气体。碳化钙放入水中会形成剧烈的反应，生成大量的气体，其原理是碳化 钙与水反应生产氢氧化钙与乙炔。另外一种加工乙炔的方法是天然气制法，将天 然气预加热至630度左右，与氧气送进乙炔炉中，当温度在一千五百度以下时， 天然气甲烷会发生裂解，产生百分之八左右的乙炔，再通过提纯制程，加工出乙 炔产品 [2]。 二、天然气制乙炔工艺流程 电石法与天然气法是生产乙炔的两种重要方式，电石法是传统的制造方法， 目前仍然在化工领域应用。但随着时代的发展和科技的进步，使用天然气加工乙 炔已经逐步发展起来，天然气制乙炔工艺，有着成本费用低，经济环保等优势， 在现代的工业与化工业中的应用越来越多，并逐步取代传统的电石法，其市场前 景更加广阔。天然气制乙炔其工艺流程主要有两大方面，一是稀乙炔的加工，另 外一个流程是乙炔聚合物的提纯。由于乙炔的提纯是天然气制乙炔聚合物工艺的 关键，也是关键控制点，下面详细介绍乙炔聚合物的浓缩提纯工艺过程与控制标准： （一）乙炔聚合物的存储 稀乙炔聚合物产出后经蒸发罐被输送到聚合物存储罐中进行存储，在输送过 程中，乙炔聚合物的浓度必须严格控制，并且输送的流量也要根据聚合物的浓度

浅析天然气制备乙炔的工艺方法

浅析天然气制备乙炔的工艺方法 发表时间：2018-08-13T17:23:50.267Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：赵小杉[导读] 摘要：在当前高速增长的经济环境下，科学技术不断推陈出新，越来越多的化工技术涌现，并被广泛应用在化工生产中。 （新疆维美化工责任有限公司新疆库尔勒 841000） 摘要：在当前高速增长的经济环境下，科学技术不断推陈出新，越来越多的化工技术涌现，并被广泛应用在化工生产中。为了迎合可持续发展需求，减少能源消耗和环境污染，天然气逐渐成为居民日常生活首选，代替以往的煤气。天然气中含有大量的烷烃，尤其是甲烷占比较大，加之有少量乙烷和丙烷。天然气主要存在于页岩层、油田和气田中，安全性较高，可以避免燃烧后废水或废渣出现。本文就天然气制备乙炔工艺方法进行分析，探究未来发展趋势。 关键词：天然气；乙炔；工艺方法 化工生产中，乙炔作为一种重要的成分，在很多化学产品生产中占据重要作用，如聚乙烯生产中，乙炔是一种重要的中间体。在化工生产中乙炔生产中，主要包括三种方法，包括电石生产法、离子生产法和氧化生产法几种。其中当属电石生产方法应用较为广泛，但是会产生严重的污染，能源消耗量较大，与可持续发展目标相背离，违背了节能环保要求。近些年来，电石生产乙炔方法逐渐被天然气氧化法代替，可以有效提升生产效率和质量，创造更大的经济效益。由此，加强天然气制备乙炔方法研究，可以为后续相关工作提供支持，其重要性不言而喻。 1 天然气部分氧化生产乙炔方法发展现状 天然气部分氧化生产乙炔方法在实际应用中，可以为化学产品生产提供坚实保障，并且可以降低生产成本投入力度。天然气部分氧化生产乙炔方法在实际应用中，经过长期完善逐渐形成一定规模，成为当前乙炔生产的主要方法。但是，纵观当前我国乙炔生产现状来看，生产工艺的匮乏，未能得到足够的重视和关注，相较于西方发达国家而言存在明显的差异[1]。在上个世纪六七十年代，我国引进的化工设备主要可以生产维纶、醋酸乙烯和聚乙烯醇等产品，加强工艺创新和完善，我国在天然气部分氧化生产乙炔工艺水平方面取得了较为可观的成效，可以带来更大的经济效益，对于我国化工产业健康持续发展意义深远。 2 天然气部分氧化生产乙炔装置和工艺 2.1天然气部分氧化生产乙炔装置 我国化工行业在发展中，遵循适当开发原则，天然气化工行业呈现良好的发展前景，可以带来更大的经济效益和社会效益。我国天然气生产乙炔中，通常是采用巴斯夫5万t/a天然气部分氧化生产乙炔设备，其中包括甲烷部分氧化裂解；循环装置冷却水系统；乙炔提浓和溶剂回收等几个部分组成。天然气部分氧化生产乙炔为核心，可以有效提升乙炔生产率。 2.2天然气部分氧化生产乙炔工艺 在天然气部分氧化生产乙炔中，采用50000t/a乙炔装置，需要六套生产能力超过7500t/a的独立氧化裂解功能装置。 2.2.1裂解其压缩构成 裂解其压缩单元中包括两台螺旋式气压缩机和洗涤塔。在这个过程中，通过螺旋气压缩机将内部气压升高到1.1MPa，进入洗涤塔中与冷却水交汇在一起，以逆流方式接触；经过冷却处理后的气体，将其输送到乙炔提纯单元中[2]。 2.2.2乙炔提纯单元 乙炔提浓单元前，裂解气体的乙炔浓度大概在8%，通过气压缩机入口处理，乙炔浓度升高到10%左右，是由于压缩机裂解气体和循环气体对天然气带来作用。纵观当前天然气提纯单元中，根据含碳量的细微差异，熔接机中炔烃溶解度差异显著，由于温度条件不同，物质的熔接机中溶解度发生变化，借助N-甲基吡咯烷酮作为溶解剂，可以实现裂解气体的解析和回收，以及循环气体中的乙炔，可以达成乙炔提纯目的。所以，板式塔无法提纯操作，影响到提纯效率和质量，可以使用丁二炔吸收塔发挥填料塔原有作用，通过丁二炔吸收塔来获得吸收塔中的填料塔。除去丁二炔乙炔回合高级冷却混合器和填料塔，塔顶留下NMP溶剂，逆流方式与之接触。NMP进入填料塔中尽管液氮冷却作用，相较于丁二炔吸收塔溶剂温度要低得多。乙炔和NMP溶解度高于乙炔气体，并且会被全部吸收，通过填料塔塔顶将不溶于NMP溶剂的气体排出。其中排出的气体包括三种，排出的气体进入到乙炔解析塔中，经过处理后流入到甲醇生产装置和合成氨装置中，作为生产原料；进入合成气火炬；重新回到螺杆压缩机进入口。在乙炔生产中，洗涤塔主要是采用泡罩塔，部分解析塔的引出乙炔和冷凝液采用逆流方式接触，可以实现挥发的NMP溶剂充分吸收，分解成三个部分提纯[3]。在分解的三个部分提出中，乙炔气体溶解度相对较高，会被解析塔第一个解析出来，以此类推分别解析。 2.2.3乙炔溶剂再生部分阐述 在具体生产中，熔接机会出现大量的高级炔类聚合物沉淀，生产中可以在设备生产体系中将聚合物充分脱离出去。与此同时，在生产中加入丁二炔解析塔底部排出溶剂，进入到乙炔气体回收单元，解析溶剂短期内可以通过蒸汽升温方法，实现对蒸汽中的蒸汽加热、挥发，切实提升循环溶剂的聚合物质量浓度，促使乙炔溶剂再生作业活动顺利进行。在这个过程中，乙炔生产需要进行全方位监管，在满足乙炔生产需要的同时，应该尽可能降低资源和能源消耗，提升生产效率和生产质量的同时，确保生态系统平衡，以此带来更大的经济效益。 结论： 综上所述，在化工生产中，传统的生产工艺局限性较大，不仅会浪费大量的资源和能源，产生的废气、废渣会对生态环境带来严重的污染，与可持续发展目标相背离。所以，应该进一步优化天然气制备乙炔工艺，引进先进装置设备，提升生产效率和生产质量，要求创造更大的经济效益。 参考文献： [1]王广选，雷生珍.乙炔尾气制甲醇在工业生产中的应用及研究[J].化工管理，2017，31（36）：207. [2]唐利忠，张福海.浅析天然气部分氧化法制乙炔的反应平衡[J].化工设计通讯，2017，43（11）：222. [3]贾永校.天然气制乙炔技术研究现状与思考[J].化工管理，2017，23（29）：155.

天然气乙炔法生产PVC

天然气乙炔法生产PVC 摘要：本文分析了我国天然气资源的情况，并对天然气乙炔法生产PVC的工艺方法进行了概述。通过天然气法和电石法在生产技术、经济效益、社会效益上的比较，得出天然气乙炔法生产PVC是PVC生产行业的一项重要工艺，对环境保护等将发挥重要作用。 关键词：天然气乙炔PVC 目前，我国PVC生产能力的60%以上采用电石法。使用天然气乙炔法，从行业发展的角度来说，成本终将降低到电石法生产PVC之下。届时，电石法PVC 生产企业将不得不面临更加严峻的竞争考验，如果不采取生产工艺的改进措施，部分高成本电石法PVC生产企业面临被淘汰出市场的风险。而天然气乙炔法从长远的角度来说，由于我国天然气产能的逐年提高，尤其在天然气能源丰富的地区，将会比电石法具有更好的经济效益、更强的抗风险能力，对于环境的保护和资源的合理利用也更加的有利。 一、我国天然气资源概况 进入二十一世界以来，天然气继石油、煤炭之后已经成为世界能源支柱，其清洁、环保、高效利用的特点，越来越得到国际的认可。据估计，至本世纪中叶，天然气的使用将占到世界能源使用比例的40%左右。因而，包括我国在内的世界各国，都将天然气的开采和利用作为了国家重要的战略决策之一。中国天然气储藏量相对丰富的特点，也保证了中国天然气的开采量将会长期处于世界前列。据调查显示，我国天然气常规开发资源储量为（10～14）×1012m3，占地球最终可开发天然气资源储量的1/33～1/23[1]。 近十年来，我国天然气的产量如图1所示： 由图1可以看出，我国天然气产量在逐年的上升之中。据资料显示，我国天然气产量已经进入世界前十，并朝着更高的排名迈进。 从我国天然气的消费结构来看，以2003年为例，国内天然消费量350亿m3，这其中作为76.6%用于了化工和工业燃料。在化工行业的运用，主要是以天然气合成甲醇和氨。也有部分企业如重庆长寿四川维尼纶厂是采用天然气制乙炔，但它生产的是醋酸、醋酸乙烯等。 二、天然气乙炔法生产PVC的工艺方法 1.乙炔装置 以天然气为原料，氧气为辅助原料，经甲烷部分氧化、裂解反应生成含约6%（V/V干基）乙炔的裂解气，裂解气经用NMP溶剂选择性吸收、解吸，分离

天然气制乙炔工艺研究

天然气制乙炔工艺研究 摘要：随着我国科学技术的发展天然气已经开始代替煤气进入千家万户。天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，主要的成分为烷烃，其中甲烷的含量较多，还含有少量的丁烷以及乙烷。天然气主要在页岩层、油田以及气田中。天然气燃烧后不会产生废渣废水，对于煤炭以及石油等安全性更高。本文主要针对天然气制乙炔工艺展开研究和分析。 关键词：天然气制乙炔工艺研究 乙炔是一种非常重要的化工生产的中间体，在聚乙烯、丁二醇以及醋酸乙烯等生产中有非常重要的作用。乙炔的生产方式主要有离子法、电石法以及天然气部分氧化法等，其中电石法是我国生产乙炔中最常用的方法。但是电石法生产出来的乙炔存在较大的污染且耗能很高，近年来，电石法大多被天然气部分氧化法取代。 一、我国天然气制乙炔发展情况 天然气生产乙炔在技术上有一定保障的，且成本相对较低。国际使用天然气制乙炔已经具有一定的规模了，但是我国长期起来对于这方面的发展不重视，导致发展较为缓慢。我国第一套天然气部分氧化法制乙炔装置是司栓的维尼纶厂在二十世纪七十年代从德国某公司引进的，单列产能能够达到0.75万t/a，当时主要是用于生产维纶、醋酸乙烯以及聚乙烯醇等。对着科技的发展，近年来，我国天然气制乙炔工艺得到了开发[1]。 二、天然气制乙炔的装置概述 目前，我国已经提出了大力发展盐气化工，适度开发天然气化工的政策，给我国三小库存天然化工带来了新的发展机遇。装置采用了巴斯夫5万t/a天然气制乙炔装置的组成部分为：循环冷却水系统、甲烷氧化裂解（部分氧化）、乙炔提浓、容积回收 三、天然气制乙炔工艺研究 首先需要生产能力为5万t/a乙炔装置的氧化裂单元，由6套临近的，生产能力大约为7500/a的独立氧化裂装置组成。 1.裂解压缩单元 裂解气压缩单元由两台螺杆压缩机、洗涤塔组成。通过螺旋杆压缩机升压至1.1MPa后进入洗涤塔，然后与冷却水逆流接触进行冷却，冷却后送完提浓单元。 2.乙炔提浓单元

浅析天然气制备乙炔的工艺方法

浅析天然气制备乙炔的工艺方法 摘要：在当前高速增长的经济环境下，科学技术不断推陈出新，越来越多的化 工技术涌现，并被广泛应用在化工生产中。为了迎合可持续发展需求，减少 能源消耗和环境污染，天然气逐渐成为居民日常生活首选，代替以往的煤气。天 然气中含有大量的烷烃，尤其是甲烷占比较大，加之有少量乙烷和丙烷。天 然气主要存在于页岩层、油田和气田中，安全性较高，可以避免燃烧后废水或废 渣出现。本文就天然气制备乙炔工艺方法进行分析，探究未来发展趋势。 关键词：天然气；乙炔；工艺方法 化工生产中，乙炔作为一种重要的成分，在很多化学产品生产中占据重要作用，如聚乙烯生产中，乙炔是一种重要的中间体。在化工生产中乙炔生产中，主要包括三种方法，包括电石生产法、离子生产法和氧化生产法几种。其中当属 电石生产方法应用较为广泛，但是会产生严重的污染，能源消耗量较大，与 可持续发展目标相背离，违背了节能环保要求。近些年来，电石生产乙炔方法逐 渐被天然气氧化法代替，可以有效提升生产效率和质量，创造更大的经济效益。由此，加强天然气制备乙炔方法研究，可以为后续相关工作提供支持，其重 要性不言而喻。 1 天然气部分氧化生产乙炔方法发展现状 天然气部分氧化生产乙炔方法在实际应用中，可以为化学产品生产提供坚实 保障，并且可以降低生产成本投入力度。天然气部分氧化生产乙炔方法在实 际应用中，经过长期完善逐渐形成一定规模，成为当前乙炔生产的主要方法。但是，纵观当前我国乙炔生产现状来看，生产工艺的匮乏，未能得到足够的重 视和关注，相较于西方发达国家而言存在明显的差异[1]。在上个世纪六七十年代，我国引进的化工设备主要可以生产维纶、醋酸乙烯和聚乙烯醇等产品，加强 工艺创新和完善，我国在天然气部分氧化生产乙炔工艺水平方面取得了较为可观 的成效，可以带来更大的经济效益，对于我国化工产业健康持续发展意义深远。 2 天然气部分氧化生产乙炔装置和工艺 2.1天然气部分氧化生产乙炔装置 我国化工行业在发展中，遵循适当开发原则，天然气化工行业呈现良好的发 展前景，可以带来更大的经济效益和社会效益。我国天然气生产乙炔中，通 常是采用巴斯夫5万t/a天然气部分氧化生产乙炔设备，其中包括甲烷部分氧化 裂解；循环装置冷却水系统；乙炔提浓和溶剂回收等几个部分组成。天然气 部分氧化生产乙炔为核心，可以有效提升乙炔生产率。 2.2天然气部分氧化生产乙炔工艺 在天然气部分氧化生产乙炔中，采用50000t/a乙炔装置，需要六套生产能力 超过7500t/a的独立氧化裂解功能装置。 2.2.1裂解其压缩构成 裂解其压缩单元中包括两台螺旋式气压缩机和洗涤塔。在这个过程中，通过 螺旋气压缩机将内部气压升高到1.1MPa，进入洗涤塔中与冷却水交汇在一起，以逆流方式接触；经过冷却处理后的气体，将其输送到乙炔提纯单元中[2]。 2.2.2乙炔提纯单元 乙炔提浓单元前，裂解气体的乙炔浓度大概在8%，通过气压缩机入口处理， 乙炔浓度升高到10%左右，是由于压缩机裂解气体和循环气体对天然气带来

天然气制乙炔工艺

【科研与生产】 天然气制乙炔工艺 杨朝富,卢玉中 Ξ(明达实业(重庆)有限公司,重庆404001) [关键词]天然气;乙炔;工艺 [摘　要]介绍了天然气制乙炔装置(生产能力为3万t/a)的单元工艺组成及各单元工艺原理。 [中图分类号]TQ325.3 [文献标识码]B [文章编号]1009-7937(2005)12-0007-06 用天然气生产乙炔在技术上是有保证的,经济上也是可行的。在国外,天然气制乙炔已有相当大的规模,而我国仅有一家企业。2004年5月国家发改委编制的《三峡库区经济和社会发展规划》对库区的经济发展提出了明确、具体的目标,要大力发展盐气化工,适度发展天然气化工,三峡库区天然气化工迎来了发展的新机遇。现将从乌克兰国立化工研究院引进的 (天然气部分氧化法制乙炔工艺流程简图见图1)。 乌克兰国立化工研究院的3万t/a天然气制乙炔装置由下列单元工艺组成: (1)甲烷氧化裂解(部分氧化); (2)裂解气压缩; (3)乙炔提浓; (4)溶剂回收; (5)3(5)-甲基吡咯唑生产; (6)废物脱除和焚烧; (7)气柜; (8)循环冷却水系统。 现介绍(1)、(2)、(3)、(4)、(6)单元工艺。 1　甲烷的氧化裂解 生产能力为3万t/a乙炔装置的氧化裂解单元由4套相似的、生产能力为7500t/a的独立氧化裂解装置组成,每套氧化裂解装置由下列部分组成。 1.1　氧气预热炉(器) 压力为1.5MPa的氧气经过过滤器除去杂质后送往氧气预热炉预热到650℃,氧气预热炉底部安装有燃烧器,燃烧天然气来提供预热氧气所需的热量,通过自动遥控装置调节天然气(供给燃烧器)的流量来控制氧气预热炉出口氧气的温度。1.2　天然气预热炉(器) 压力0.35～0.50MPa天然气通过过滤器除去杂质后进入天然气预热器预热至650℃,天然气预热炉底部安装有燃烧器以燃烧天然气来提供预热天然气所需的热量,通过自动遥控装置调节天然气(供给燃烧器)的流量来控制预热炉出口天然气的温度。 天然气和氧气经预热后送往乙炔炉,用流量控制器控制天然气的流量,通过比例调节器来调节氧气的流量,从而确保送往乙炔炉的氧气和天然气比例为设定的流量比[(0.5～0.6)∶1]。 1.3　乙炔炉(反应器) 乙炔炉由混合室、燃烧器、反应室冷却装置和壳体构成,预热后的氧气和天然气在混合室快速混合后,经由燃烧器进入反应室,混合气在燃烧器出口处燃烧;另外,还要向乙炔炉燃烧器提供部分氧气(以使天然气-氧气混合气燃烧稳定),此氧气经由燃烧器喷嘴送入反应室,流量控制器控制燃烧用氧气的流量恒定。天然气在反应室中于1500℃下进行氧化和热分解反应,其反应式如下: 2CH4C2H2+3H2,(1) CH4+2O2CO2+2H2O,(2) CH4+0.5O2CO+2H2,(3) CO+H2O CO2+H2,(4) C2H22C+H2。(5) 除此之外,还发生部分副反应,生成高级炔(丁二炔、甲基乙炔、乙烯基乙炔、苯、萘等)。乙炔的产率取决于乙炔生成反应(1)和分解反应(5)的反应速率的差,在正常反应条件下,这些反应速率的比例可通过改变反应温度来调节。 7 第12期2005年12月 聚氯乙烯 Polyvinyl Chloride No.12 Dec.,2005 Ξ[收稿日期]2005-01-13 [作者简介]杨朝富(1968—),男,工程师,1992年毕业于四川工业学院,现就职于明达实业(重庆)有限公司。

天然气制乙炔工艺高级炔烃聚合机理分析

天然气制乙炔工艺高级炔烃聚合机理分析 乙炔是一种重要的工业原料，主要的作用不仅仅是用于照明、焊接以及切断金属等等，而且还是制作乙醚、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等这些化学物质和合成物的基本原料，对人们的生活和生产有着重要的影响，由于乙炔在现实生活中的应用是十分广泛的，所以研究天然气制乙炔工艺高级炔聚合机理就显得十分的重要。本文对天然气制乙炔工艺高级炔烃聚合机理进行分析。 标签：天然气制乙炔工艺；高级炔烃；聚合机理 1、天然气制乙炔的原理 天然气制作乙炔，主要是使用天然气部分氧化法来制作乙炔。在具体的乙炔制作过程中，天然气与氧气主要是要经过遇热、混合之后才能够进入反应器，并且在高温的状态下甲烷部分发生氧化释放热量，这样就提供甲烷热裂解的热量，而且裂解气在经过特殊的工艺流程之后被压缩然后就会被送入下游阶段进行提纯。我们在这一阶段所使用的工业溶剂主要是N-甲基吡咯烷酮，我们使用N-甲基吡咯烷酮主要是进行吸收和解析，经过这以过程之后，裂解气就会被分成合成气、产品乙炔和高级炔烃等。并且高级炔烃在下游的阶段不断的进行富集、浓缩和聚合，这样就会使得形成的聚合物在乙炔的生产系统管线内部沉淀下来是的乙炔生产系统内部的管线发生了堵塞，不仅如此，而且还会大大的降低一些关键性传感器的敏感程度，大大的影响了天然气制乙炔系统的稳定运行，还影响了天然气制乙炔系统的使用年限，所以解决这种问题是生产乙炔必须要面临的问题。 2、高级炔烃聚合机理 乙炔聚合可以用自由基机理、移动增长机理、阳离子增长机理、阴离子机理、复分解反应机理和Cossee-Arlam机理等机理来解释。这其中，除了自由基机理外，其他机理都涉及催化剂，可以说是聚乙炔催化反应机理。而天然气部分氧化法制乙炔工艺不涉及催化剂，是依靠燃烧部分天然气提供热量而产生的裂解反应。 高级炔烃的自由基聚合是指其含有的碳碳双键或碳碳三键通过自由基链式加成聚合而形成聚合物的反应。自由基聚合属于链式反应，包括链引发、链增长和链终止三个反应阶段，某些自由基聚合的反应中还存在链转移的步骤。链引发是指链的开始，主要包括两步反应：形成活性中心—游离基，进而游离基引发单体的过程。链增长是活性单体反复和单体分子迅速加成，形成大分子游离基的过程。链转移是指自由基从单体、溶剂、引发剂等低分子或已形成的大分子上夺取一个原子而终止，并使这些失去原子的分子形成新的自由基的过程。 因此，天然气部分氧化法制乙炔工艺产生高级炔的可能机理就如下所示：（R 和R′代表烷基自由基，R″代表高级炔烃自由基）

天然气制乙炔净化技术发展分析

天然气制乙炔净化技术发展分析 随着合成产品对乙炔原料质量要求的不断提高，传统的乙炔净化技术已不能顺应我国发展低碳经济与绿色经济的潮流。本文作者结合自己的工作经验并加以反思，对天然气制乙炔净化技术进行了深入的探讨，具有重要的现实意义。 标签：天然气制乙炔；净化技术；发展分析 1 乙炔提浓技术 乙炔广泛地应用于合成乙醛、乙酸、橡胶、塑料、纤维等一系列有机产品，主要通过天然气裂解制取。天然气部分氧化法裂解制取的裂化气中乙炔体积分数仅8%～15%，其余均为杂质。乙炔原料气提浓的方法有吸附法和溶剂法2种，吸附法通过适当地变换压力或温度以实现吸附剂对目标吸附分子的吸附和解吸操作。但高级炔烃吸附后容易聚合，造成吸附剂活性降低，再生困难，所以吸附法的工业化应用受到限制。乙炔具有酸性，能与路易斯碱如液氨、二甲基甲酰胺（DMF）[4-5]、NMP、甲醇、丙酮等形成氢键或络合物，故溶剂法利用溶剂对乙炔原料气中各组分的选择性不同，在不同的操作温度、压力下进行吸收或解吸，从而脱除杂质获得较高浓度的粗乙炔产品。乙炔提浓工艺可将乙炔原料气分离成高级炔烃、粗乙炔和尾气。高级炔烃一般直接作为燃料，尾气可以作为乙炔回收塔的塔底吹出气，也可以作合成氣。几种常用乙炔提浓技术有： 1.1 Wulff法 从Wulff裂解炉出来的裂化气经骤冷和除去炭黑后，用少量DMF溶剂抽提高级炔烃。易爆炸的高级炔烃富溶剂（在空气中易分解爆炸）用残余裂化气汽提，然后送作燃料。脱除高级炔烃后的气体用大量DMF溶剂吸收，形成DMF-C2H2溶液。加热DMF-C2H2溶液到70～100℃时释放出乙炔，在0.083～0.104MPa 下被送入贮罐。在DMF 中溶解的聚合物和焦油可用水稀释使之沉降作为副产物，DMF和DMF-水混合物通过精馏精制。虽然DMF溶剂对乙炔的溶解度高，但存在如下问题：酸性条件下易分解（生成甲酸和二甲胺盐）、吸湿性强、溶解能力强（对泵、阀门、垫圈的选择要求高）、毒性大等，故逐渐被其他溶剂取代。 1.2 SBA或SBA-Kellogg法 比利时和美国联合开发的SBA 或SBA-Kellogg法利用液氨作为乙炔吸收溶剂。骤冷的裂化气用稀液氨和氢氧化钠溶液洗涤除去CO2随后用煤油、-5 ～-2℃下的冷甲醇或-40 ～-20℃下的液氨抽提除去高级炔烃。采用液氨在-70 ℃和0.103MPa下提浓乙炔，形成的C2H22-NH3络合物在加热到25～40℃和减压操作下解吸出乙炔，用水和稀酸洗涤除去气体中的氨即得浓乙炔。液氨溶剂提浓乙炔具有乙炔溶解度大、沸点低（再生方便，可消除聚合物沉积）、自身可制冷等优点，但也存在对高级炔烃选择性差（除高级炔烃时乙炔损失大）、溶剂损耗大（沸点低，挥发性大）、腐蚀等问题。

中国拟建的天然气部分氧化制乙炔项目

中国拟建的天然气部分氧化制乙炔项目 国内目前以天然气为原料的乙炔生产仅有中石化集团四川维尼纶厂一家，采用天然气部分氧化法，产能6.75万吨/年，不到全国乙炔产量的5％。目前国内拟建设天然气乙炔的厂家有数十家之多，即将动工建设的有新疆美克公司与四川维尼纶厂合资的首期2.16万吨/年和青海海西化工公司4.5万吨/年装置。本文即对国内拟建设天然气部分氧化制乙炔的工厂作一个简要介绍。 1、美克公司 美克公司一期工程为年产6万吨1，4－丁二醇项目，该项目工艺路线采用以天然气为原料，经部分氧化制取乙炔，乙炔尾气全部生产甲醇，甲醇用来生产甲醛，乙炔与甲醛装置来的甲醛合成1，4-丁二醇，1，4-丁二醇脱水生产四氢呋喃。主要工艺包括德国BASF公司天然气部分氧化制乙炔工艺，乙炔尾气制甲醇工艺，瑞典Formox 公司铁钼法甲醇制甲醛工艺，美国ISP公司炔醛法制1，4-丁二醇和四氢呋喃等工艺。这些关键工艺线路等专有技术先进可靠，在国际上得到了广泛使用，能源消耗和物料消耗低，属于国内短缺的高新技术。 2、海西化工公司 青海海西化工（Qinghai Western Chemical）公司拟在青海格尔木建设一个聚氯乙烯（PVC）、镁和甲醇项目。 海西化工公司和中国投资信托公司（Citic）以部分氧化法用天然气生产乙炔，然后再用乙炔生产氯乙烯单体，最终产出PVC，工艺

中会有合成气产出，产出的合成气用于生产甲醇。该项目为引进德国BASF公司天然气部分氧化制乙炔技术，一期工程已经动工。 氯气可利用附近的盐湖资源生产，盐湖离项目所在地30～40公里，湖中主要含氯化镁，在开发盐湖上，海西化工公司有独占权。 PVC装置一期工程为年产4.5万吨镁、15万吨/年PVC和25万吨/年甲醇。第二期工程为年产7.5万吨镁、20万吨PVC和25万吨甲醇。 3、新疆阿克苏地区天然气制乙炔项目 阿克苏地区是塔里木石油天然气开发的主战场，目前境内已探明了13个油气田，有油气井315口，含油气面积1076.4平方公里，石油地质储量2.87亿吨，天然气地质储量6558亿立方，已被自治区列为新疆的石油化工基地之一。为充分利用天然气资源，加快天然气下游产品的开发利用，决定通过招商引资开发乙炔项目。 项目主要内容及规模为：生产乙炔 4.5万吨/年，附属产品甲醇15万吨/年，甲醛16万吨/年，聚甲醛2万吨/年，腺醛树脂4万吨/年。 4、盐城天然气开发利用有限公司聚氯乙烯（PVC）项目 1999年在盐城市射阳县盐东镇境内发现具有开采价值的天然气田，气田距盐城市区仅22公里，含气面积24.3平方公里，预测储量231.2亿立方米。目前已探明储量40亿立方米以上。为了充分开发利用地方自然资源，在大力发展民用、车用天然气的基础上，开发天然气化工项目，建设聚氯乙烯（PVC）生产装置，包括：