李守鵬 趙來 (青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司乙炔廠，青海 816000)

現(xiàn)階段，隨著經濟的發(fā)展，技術的進步，乙炔的生產方法也不僅僅只有一種。現(xiàn)階段，主要的生產方法有電石法、天然氣部分氧化法、等離子法等。尤其是電石法，一直在我國的乙炔生產中有著廣泛應用，這也是由我國多煤少氣貧油的能源現(xiàn)狀所決定的，但是，電石法生產乙炔的方法會對環(huán)境的污染嚴重，能源消耗也很大。歐美國家對于乙炔的生產，主要采用的是天然氣部分氧化法。等離子法是近幾年新興的生產方法，但是由于很多技術方面的因素，并沒有得到普及。所以，在世界范圍內，天然氣部分氧化法仍然是生產乙炔的主要工藝。

1 天然氣部分氧化法生產乙炔的現(xiàn)狀分析

1.1 天然氣部分氧化法制乙炔

部分氧化法始于上世紀20年代，在BASF公司的Berthelot實驗室，產生了世界上最早的部分氧化法，用于生產乙炔。而天然氣部分氧化法生產乙炔的工作原理是這樣的：利用天然氣部分燃燒產生的熱量，將一部分的天然氣加熱到1230攝氏度以上，在這樣的環(huán)境下，天然氣的吉布斯自由能是高于乙炔的吉布斯自由能的。也就是說乙炔的熱力學穩(wěn)定性要比甲烷好，所以，甲烷就會分解成為氫氣和乙炔，其化學反應方程式為2CH4=C2H2+3H2，此時，乙炔的吉布斯自由能仍然高于炭黑，為了防止乙炔裂解成為炭黑和氫氣，應該及時終止自由基反應[1]?，F(xiàn)階段，最常用的方法是油淬冷或者水淬冷，由于乙炔的裂解速度低于天然氣的裂解速度，所以，在10ms的反應時間內獲得乙炔。

1.2 我國天然氣制乙炔技術的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，我國的天然氣部分氧化法制乙炔的工藝不斷取得進步，乙炔的生產效率和生產總量也不斷增加。但是仍然有很多技術問題沒有得到妥善解決。目前，我國天然氣制乙炔的技術問題主要集中體現(xiàn)在以下幾個方面：首先要提的就是能耗較大。在能源消耗方面，其生產工藝的特點就是利用70%的天然氣燃燒對30%的天然氣進行加熱從而發(fā)生裂解反應。隨著天然氣價格的不斷攀升，該方法的經濟優(yōu)勢也不斷下降[2]。其次，在生產乙炔的過程中，炭黑生成量高且得不到有效利用，是我國天然氣制乙炔所面臨的重要技術問題。在天然氣部分氧化制乙炔的過程中，如果淬冷環(huán)節(jié)的效果不佳或者反應時間過長，乙炔就會進一步被裂解成炭黑，導致天然氣制乙炔的生產效率不高。另外，炭黑得不到有效利用也是一種經濟損失。第三，我國的天然氣制乙炔工藝的自動化程度不高，尤其是刮炭操作，我國在生產過程中普遍采用人工刮炭，導致炭對裂解反應的影響較大，效率也不高。第四，我國的天然氣制乙炔工藝流程中，熱量損失嚴重，通過水淬冷環(huán)節(jié)之后熱量再利用難以實現(xiàn)。第五，在對乙炔進行提純的過程中，往往采用酸洗、堿洗等工藝，雖然實現(xiàn)了對乙炔的提純，但是對廢酸、廢堿的處理問題也成為了一大難題，從而造成了嚴重的環(huán)境問題。

2 促進我國天然氣制乙炔技術的發(fā)展建議

2.1 降低淬冷過程的能源消耗

雖然天然氣制乙炔技術具有能耗低、污染小的優(yōu)點，但是與國外技術相比，仍然存在很大差距。尤其是制乙炔過程中的能耗問題。為此，應該在生產過程中重視淬火介質熱源的回收與利用，從而使天然氣制乙炔工藝的能源消耗控制在一個較低的范圍內。在制乙炔的實踐中，由于淬火后的炭黑水熱品質較低，回收利用難度非常大，從而導致能源消耗嚴重。如果對這些低溫熱源進行有效利用，必然會提高天然氣制乙炔工藝的熱效率[3]。

2.2 提高裝置的自動化水平

如果將生產裝置的自動化水平不斷提高對于生產質量和效率的提高有著重要意義。比如國外的乙炔爐都普遍采用自動刮炭裝置，極大地提高了生產效率。但是國內的天然氣制乙炔過程中，人工刮炭更為普遍，勞動強度大暫且不說，生產效率也得不到提高。

2.3 對工藝設備加以優(yōu)化

眾所周知，乙炔在深度裂解后的產物就是炭黑，在傳統(tǒng)的工藝中，天然氣制乙炔會產生大量的炭黑，為了除去炭黑等物質，除塵器等設備就不得不加入到生產裝置中，能耗驟然增加，操作難度也不斷提高。尤其是高級炔，由于該物質與乙炔性質相似、極易聚合，大大增加了乙炔提純的難度。為此，在天然氣制乙炔工藝中，對工藝設備進行優(yōu)化，是減少炭黑和高級炔產量的重要手段，也是提高生產效率、降低能耗的重要手段。

3 結語

天然氣制乙炔在工業(yè)生產中占據著重要地位，隨著技術的發(fā)展，其工藝也不斷完善。但是仍然存在很多問題沒有得到妥善處理。通過降低淬冷過程的能耗、提高自動化水平、優(yōu)化工藝設備等手段，我國的天然氣制乙炔技術必然能夠得到完善。另外，開發(fā)新技術也是必不可少的措施。通過對天然氣低溫等離子制乙炔技術的開發(fā)和完善，我國的天然氣制乙炔的生產效率必然會大大提高。

[1]安杰.天然氣制乙炔技術研究現(xiàn)狀與思考[J].現(xiàn)代化工,2013,33(1):5-8.

[2]姚文濤.淺談天然氣制乙炔凈化裝置中高級炔含量的控制[J].天然氣化工,2014,(4):60-62.

[3]吳躍明.天然氣制乙炔裝置炭黑循環(huán)冷卻水工藝研究[J].廣東化工,2014,41(13):173-174.