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

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.