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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
裂解气中的乙炔体制分数大约为8%左右，在压缩机入口裂解气及循环气的混合气中的乙炔体制分数大约为10%左右。在提浓单元中，按照含碳量的不同，炔烃在溶解剂中的溶解度的不同，压力和温度不同的物质在溶解剂中溶解度的原理，采用N-甲基吡咯烷酮做为溶剂，能够有效的通过解析以及回收等程序回收裂解气以及循环气中的乙炔。
由于吸收解析等工序具有气液比较小的特性，一般的板式塔很难进行操作，效率也不高，因此需丁二炔来吸收塔作为填料塔。乙炔吸收塔的填料塔是从丁二炔吸收塔中提取的，已经去除了丁二炔以及高级却的混合器和塔顶喷下的NMP溶剂逆流接触，由于进入此塔的NMP溶剂在进塔前已经经过了液氨的冷却，温度已经比丁二炔吸收塔内溶剂温度低了许多，乙炔以及在NMP溶剂中溶解度高于乙炔的气体已经被完全吸收了，不溶于NMP溶剂的气体会从塔顶排出，排出的其他大约为三部分：一是送往乙炔解析塔做汽提气，大部分送至甲醇装置和合成氨装置作为生产原料；二是送往合成气火炬：三是返回螺杆压缩机的入口。
热力解析塔为填料塔，其压力为0.12MPa，来自乙炔吸收塔的已经吸收了乙炔的溶剂与来自真空解析塔的含有乙炔以及高级炔类的粗乙炔气产生逆流接触，由于压力降低，高级炔在溶剂中的溶解度还是较大的，乙炔以及相对乙炔来说溶解度较小的气体已经被解析出来。在塔的上段，比乙炔溶解度小的气体已经先被解析，这些气体携带的部分已经解析的乙炔和二氧化碳，会从塔的顶部排至螺杆压缩机的入口处，这些气体通常被统称为循环气。
乙炔洗涤塔通常是泡罩塔，从一段的解析塔中引出的乙炔与送入此它的冷凝液发生逆流接触，吸取挥发的NMP溶剂，此时的乙炔已经被分为三部分[2]。乙炔解析塔是填料塔，压力已经接近大气的压力，由丁二炔吸收塔输送来的含有高级炔以及乙炔的溶剂与来自乙炔吸收塔的合成气形成逆流接触，此时的压力开始降低，溶解度比高级炔小的乙炔会首先被解析出来。
3.溶剂再生部分
装置在运行过程中，溶剂中会出现高级炔类的聚合产物沉积，为了更好的将系统中高聚物去除，可将丁二炔解析塔底部的排除的溶剂输送至溶剂的回收单元。来自丁二炔解析塔的溶剂首先采用蒸汽加热的蒸汽发器中进行加热蒸发，与此同时提高循环溶剂中聚合物类的质量分数，NMP溶剂蒸气在换热力冷却后能够收集在贮槽中，送往下个工段的溶剂贮槽进行处理。
四、炭黑水处理
炭黑水由部分氧化工段送入炭黑分离单元。炭黑水在混合三通及混合器内与混凝剂计量泵注入的混凝剂混合。加入混凝剂后，炭黑水在高效沉淀器内经混凝、沉淀、过滤等实现固液分离，澄清水水质合格后直接送出系统。炭黑泥在沉淀器下室经浓缩后定时排入至污泥池。炭黑泥在污泥池进一步浓缩，污泥池上清液溢流至集水坑，浓缩后的污泥由污泥提升螺杆泵送入离心脱水机实现固液分离。浓缩后的污泥在进离心脱水机入口前由计量泵加入絮凝剂以达到最佳脱水效果，脱水后滤液排入到集水坑，脱水后的污泥由螺旋输送泵送至炭黑小车外运。当集水坑液位达到高液位时启动废水泵，将废水送入系统中进行处理。
五、结语
天然气部分氧化法制乙炔是生产乙炔的重要技术，与传统的电石法相比，具有更低的污染以及更低的能耗。随着我国对页岩气的发开以及利用，将会成为部分氧化法制乙炔提供丰富的原料。
参考文献
[1] 张桂林，姜薇，周岐雄，宋强. 天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳方法探讨[J]. 天然气化工（C1化学与化工）. 2009（04）.
[2] 郑永义，齐鹏. DeltaV系统顺控程序在乙炔发生装置的应用——乙炔干燥、再生循环顺序控制的实现[J]. 内蒙古石油化工. 2012（16）.
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
裂解气中的乙炔体制分数大约为8%左右，在压缩机入口裂解气及循环气的混合气中的乙炔体制分数大约为10%左右。在提浓单元中，按照含碳量的不同，炔烃在溶解剂中的溶解度的不同，压力和温度不同的物质在溶解剂中溶解度的原理，采用N-甲基吡咯烷酮做为溶剂，能够有效的通过解析以及回收等程序回收裂解气以及循环气中的乙炔。
由于吸收解析等工序具有气液比较小的特性，一般的板式塔很难进行操作，效率也不高，因此需丁二炔来吸收塔作为填料塔。乙炔吸收塔的填料塔是从丁二炔吸收塔中提取的，已经去除了丁二炔以及高级却的混合器和塔顶喷下的NMP溶剂逆流接触，由于进入此塔的NMP溶剂在进塔前已经经过了液氨的冷却，温度已经比丁二炔吸收塔内溶剂温度低了许多，乙炔以及在NMP溶剂中溶解度高于乙炔的气体已经被完全吸收了，不溶于NMP溶剂的气体会从塔顶排出，排出的其他大约为三部分：一是送往乙炔解析塔做汽提气，大部分送至甲醇装置和合成氨装置作为生产原料；二是送往合成气火炬：三是返回螺杆压缩机的入口。
热力解析塔为填料塔，其压力为0.12MPa，来自乙炔吸收塔的已经吸收了乙炔的溶剂与来自真空解析塔的含有乙炔以及高级炔类的粗乙炔气产生逆流接触，由于压力降低，高级炔在溶剂中的溶解度还是较大的，乙炔以及相对乙炔来说溶解度较小的气体已经被解析出来。在塔的上段，比乙炔溶解度小的气体已经先被解析，这些气体携带的部分已经解析的乙炔和二氧化碳，会从塔的顶部排至螺杆压缩机的入口处，这些气体通常被统称为循环气。
乙炔洗涤塔通常是泡罩塔，从一段的解析塔中引出的乙炔与送入此它的冷凝液发生逆流接触，吸取挥发的NMP溶剂，此时的乙炔已经被分为三部分[2]。乙炔解析塔是填料塔，压力已经接近大气的压力，由丁二炔吸收塔输送来的含有高级炔以及乙炔的溶剂与来自乙炔吸收塔的合成气形成逆流接触，此时的压力开始降低，溶解度比高级炔小的乙炔会首先被解析出来。
3.溶剂再生部分
装置在运行过程中，溶剂中会出现高级炔类的聚合产物沉积，为了更好的将系统中高聚物去除，可将丁二炔解析塔底部的排除的溶剂输送至溶剂的回收单元。来自丁二炔解析塔的溶剂首先采用蒸汽加热的蒸汽发器中进行加热蒸发，与此同时提高循环溶剂中聚合物类的质量分数，NMP溶剂蒸气在换热力冷却后能够收集在贮槽中，送往下个工段的溶剂贮槽进行处理。
四、炭黑水处理
炭黑水由部分氧化工段送入炭黑分离单元。炭黑水在混合三通及混合器内与混凝剂计量泵注入的混凝剂混合。加入混凝剂后，炭黑水在高效沉淀器内经混凝、沉淀、过滤等实现固液分离，澄清水水质合格后直接送出系统。炭黑泥在沉淀器下室经浓缩后定时排入至污泥池。炭黑泥在污泥池进一步浓缩，污泥池上清液溢流至集水坑，浓缩后的污泥由污泥提升螺杆泵送入离心脱水机实现固液分离。浓缩后的污泥在进离心脱水机入口前由计量泵加入絮凝剂以达到最佳脱水效果，脱水后滤液排入到集水坑，脱水后的污泥由螺旋输送泵送至炭黑小车外运。当集水坑液位达到高液位时启动废水泵，将废水送入系统中进行处理。
五、结语
天然气部分氧化法制乙炔是生产乙炔的重要技术，与传统的电石法相比，具有更低的污染以及更低的能耗。随着我国对页岩气的发开以及利用，将会成为部分氧化法制乙炔提供丰富的原料。
参考文献
[1] 张桂林，姜薇，周岐雄，宋强. 天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳方法探讨[J]. 天然气化工（C1化学与化工）. 2009（04）.
[2] 郑永义，齐鹏. DeltaV系统顺控程序在乙炔发生装置的应用——乙炔干燥、再生循环顺序控制的实现[J]. 内蒙古石油化工. 2012（16）.