新乙炔生产过程
- 格式：doc
- 大小：553.00 KB
- 文档页数：4
乙炔的生产与过程分析
乙炔用途广泛，生产方法也很多，从电石乙炔法到烃类裂解法，再到现在的煤直接制取乙炔法，但是这些生产方法都受到了生产原料的限制。
乙炔生产线控制系统设计要求
乙炔生产概况
二十世纪五十年代之前，乙炔化工在基本有机化学工业中占有相当重要的地位。
但后来随着石油烃类裂解工艺的发展，在很多有机合成领域，乙炔已逐步被石油烃类所取代，但也伴随着乙炔其他工艺方法的发展，特别是那些有着资源优势的地区，如当地的天然气、电石资源丰富，乙炔化工又重新被重视。
一、聚氯乙烯的反应路线
（1）电石乙炔法
是用电石与水反应制取乙炔，而电石一般是由生石灰与焦炭在电炉内用电极熔融制成，生产一吨电石理论上需2000度电，而实际上却需2800-x3000度电。
电石乙炔法又分为湿法和干法，湿法是将电石投入过量的水中，而+法是把少量的水洒在电石上，目前湿法技术已经比较成熟，干法只有山东、新疆有厂家在用，其中新疆天业化工干法乙炔年产40万吨。
干法乙炔的优势是耗水少，降低水的消耗量，另一方面也减少反应中生产的乙炔溶解的损失，但干法乙炔却又两个弱点:1、电石不可能完全参与反应，2、当前运行的装置反映出乙炔气体与固体粉尘很难分离，也就导致了乙炔的流失，除此之外，湿法乙炔要求所用的电石粒径在80~左右，用水带走热量，但这种方法用水量较大，需要后续的一些水处理工艺，投入成本较大，干法乙炔需要电石粒径在5~左右，这就增大了碎石的耗电量，它是用乙炔气和水蒸汽带走热量。
总之这二种方法都极大的造成了水资源的浪费，还需要大量的电能，同时造成环境的污染。
（2）由煤直接制取乙炔法
用氢等离子体或加氢的氢等离子体，可以将煤转化为乙炔。
德国一家矿业公司将氢氢混合气通入电弧放热的高温区，加入煤粉或者煤粒(小
于5-100微米)，用氢作淬冷剂，数据显示，该工艺的成本低，而且能耗非常低。
在国内，多家研究机构也开始研究等离子体裂解煤制取乙炔，如中科院等离子体研究所、中科院山西煤化所、太原理工大学等单位，除此之外中科院研究所同俄罗斯科学院西伯利亚分院进行合作的煤加氢等离子体制乙炔中试装置，已基本建成。
2001年，美国的乙炔生产能力是每年24万，其中68%的乙炔是主要是以天然气为原料，18%来自乙烯联产和14%的来自电石。
到2004年，美国、日本和西欧电石的需求量正在逐渐减少。
与国外的相比，我国的乙炔生产这些年发展速度很快，但总体是大而不强，主要的乙炔工艺基本上都是引进国外的技术，自主研发欠落后，而且电石乙炔法还占据着主导地位，电石的需求量也在逐年增加(2003年为450万吨，2004年为540万吨等)，这必然会导致环境污染，能耗高。
（3）部分氧化裂解法乙炔生产工艺
青海盐湖乙炔装置以天然气为主原料，氧气为辅助原料，经甲烷部分氧化、裂解反应生成含约6%乙炔的裂解气，裂解气经用NMP溶剂选择性吸收、解吸，分离出约99%纯度的乙炔送至VCM车间做原料，同时得到主要含氢气和一氧化碳的乙炔尾气(合成气)送往合成氨、甲醇装置用作原料;含有丁二炔、乙烯基乙炔及其它不饱和烃类的高级炔气送往电站用作燃料。
裂解气生成与压缩(部分氧化):部分氧化是本装置的关键工段，天然气和氧气经过预热炉加热至565℃左右后进入裂解炉，按一定比例混合，发生燃烧反应(也称为部分氧化反应)，生成裂解气含约6%的乙炔。
部分氧化的原理如下:天然气中的甲烷与氧气发生了部分氧化反应，热原料气体进入烧嘴板后被引燃火焰点燃，主火焰提供甲烷生成乙炔的反应热，并产生CO.跳、H20和C02。
主火焰释放的能量使剩下的天然气裂解成为自由基而生成乙炔、高级炔(HA)，同时生成了氢气、一氧化碳和水，并有少量二氧化碳、丁二炔、乙烯基乙炔和炭黑等。
这个反应在温度为1500-1700℃的燃烧室中发生。
主要反应方程式如下:
合成气反应:
CH4+q-> CO+从O+从Q=-278kJ / mol
乙炔生成反应:
(2-1)
2CH4 ->qHZ+3丛Q=+376k1 / mol
乙炔分解反应:
C2Hz + 2C+从Q = -227kJ / mol (2-3)
总反应式:
三、产品的分离
乙炔提浓:裂解气在经过冷却、洗涤及压缩等一系列工序后进入乙炔提浓工段，其目的主要是将乙炔从裂解气中分离出来。
乙炔提浓采用的方式是溶剂吸收，选用N一甲基毗咯烷酮(简称NMP)作为吸收溶剂。
乙炔提浓的原理是:用NMP溶剂在加压、常温条件下对裂解气及循环气的混合气体进行选择性的吸收，然后经过减压、真空、加热等过程使溶解于NMP溶剂中的气体分步解吸出来。
经过上述处理后的裂解气被分离成三种气体:富含氢气和一氧化碳的乙炔尾气、纯度约99% (Vol)的粗乙炔气及高级炔气。
乙炔净化:从提浓工序来的粗乙炔的纯度为98.8%，压力为0.0765Mpa(A)，再通过增压、净化等过程，获得乙炔的纯度为99.7%，压力约为0.13Mpa(A)，送至VCM装置作为原料。
净化工段先将乙炔碱洗后再酸洗，碱洗采用的是25%氢氧化钠溶液和酸洗采用的是98%浓硫酸。
乙炔净化原理是:通过25%氢氧化钠溶液洗涤除去乙炔气体中的二氧化碳，同时冷却了乙炔气体，再由98%浓硫酸对乙炔气进行二次洗涤，气体中的不饱和的烃以及少量乙炔被浓硫酸洗去，同时气体中的水分也被浓硫酸吸收。
四、乙炔的成本分析
由煤直接制取乙炔法:用氢等离子体或加氢的氢等离子体，可以将煤转化为乙炔。
德国一家矿业公司将氢氢混合气通入电弧放热的高温区，加入煤粉或者煤粒(小于5-100
微米)，用氢作淬冷剂，数据显示，该工艺的成本低，而且能耗非常低。
在国内，多家
研究机构也开始研究等离子体裂解煤制取乙炔，如中科院等离子体研究所、中科院山西
煤化所、太原理工大学等单位，除此之外中科院研究所同俄罗斯科学院西伯利亚分院进
行合作的煤加氢等离子体制乙炔中试装置，已基本建成
2001年，美国的乙炔生产能力是每年24万，其中68%的乙炔是主要是以天然气为原料，18%来自乙烯联产和14%的来自电石。
到2004年，美国、日本和西欧电石的需求量正在逐渐减少。
与国外的相比，我国的乙炔生产这些年发展速度很快，但总体是大而不强，主要的乙炔工艺基本上都是引进国外的技术，自主研发欠落后，而且电石乙炔法还占据着主导地位，电石的需求量也在逐年增加(2003年为450万吨，2004年为540 万吨等)，这必然会导致环境污染，能耗高。
五．、乙炔的反应装置
五．参考文献
[1] 刘清华. 溶解乙炔站的防火、防爆设计[J]. 沈阳化工,1994: 4-12.
[2] 严福英. 聚氯乙烯工艺学[M]. 化学工业出版社,1990.
[3] 张景林. 重大危险源辩识[M]. 煤炭工业出版社,2004.
[4] 长寿化工总厂技工学校. 氯丁二烯生产工艺[M]. 1994:20-35.
[5] 夏清, 等. 化工原理（下册）[M]. 天津：天津大学出
版社, 2005.。
