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天然气制乙炔与电石制乙炔的研究

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：1何峰 2宫雪丽

[导读] 摘要：乙炔是化工企业常用原料之一，随着我国科学技术不断发展，制备乙炔的方法也在不断更新。

        1.新疆美克化工股份有限公司新疆库尔勒市 841000
        2.中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司新疆库尔勒市 841000
        摘要：乙炔是化工企业常用原料之一，随着我国科学技术不断发展，制备乙炔的方法也在不断更新。就目前来看，企业中常用制备乙炔方法主要有天然气制乙炔和电石制乙炔两种，两种制备方法都是技术发展的产物，都有各自的优缺点。本文将通过介绍天然气制乙炔和电石制乙炔两种方法的现状及制备工艺，分别从投资、环保等方面对两种制备方法进行对比探究。
        关键词：天然气法；电石法；乙炔；制备工艺
        前言：在化工企业运行过程中，乙炔是比较常用的一种化工原料，在整个化工行业发展历程中有着相当重要作用。就目前最为常见的两种制备方式而言，电石制乙炔法应用更为广泛。但是电石法在运用过程中有着环境污染大、能源消耗量大的弊端，不利于生态环境建设。随着科学技术不断深入，电石法开始逐渐被天然气制乙炔法所取代。
        一、天然气制乙炔与电石制乙炔的现状分析
        （一）天然气制乙炔现状分析
        工业企业利用天然气法制备乙炔，可以为生产企业在生产技术上提供一定保障，天然气制乙炔方式其投入成本也相对较小，近年来，天然气制乙炔开始逐渐得已普及，逐渐成为现阶段企业制备乙炔的主要方法[1]。但是由于我国在以往制备乙炔过程中，没有重视发展天然气制备方式，影响了天然气制备乙炔的研究与发展，我国和其他国家相比存在着一定技术和设备差距。据相关资料记载，我国天然气制备乙炔的设备是1970年左右从德国引进的，距今已有50年左右的时间。在设备引进初期，并不是用来生产乙炔的，而是用来生产聚乙烯醇等相关化学产品的，当时这台设备的生产能力能够达到0.75t/a，可以说是我国制备化学产品的领路者。在近些年的科学技术发展进步过程中，我国在天然气制备乙炔的技术工艺方面也得到了突飞猛进的发展，极大的缩短了与其他国家差距。
        （二）电石制乙炔现状分析
        现阶段，利用电石法制备乙炔虽然已经得到了广泛的应用，但是随着我国科学技术的发展进步，电石法制备乙炔的问题点逐渐显露出来。首先，在对电石进行破碎处理时，在向机器加入电石过程中，经常会出现物料卡住的现象，影响机器正常运行，从而使碎石的大小不一。其次，在生产电石的时候，机械设备密封不严，跑漏料、机械内粉尘泄露的问题是有发生，这种问题对原材料造成极大浪费，增加了企业的运行成本，同时粉尘对周围的环境造成不可逆转的影响，不利于生态环境建设。最后，在电石法制备乙炔过程中，必须通过人工进行手动下料，在下料过程中会生成大量的粉尘，且下料工作量巨大，如若防范不及时，将会严重影响工作人员的身体健康。因此，虽然运用电石法制备乙炔已经得以广泛应用，但电石制备方法仍然存在着诸多不足，应当对其制备工艺进行进一步探究，使其更好的在工业企业制备乙炔中得已应用。
        二、天然气制备乙炔的相关概述
        天然气的主要成分为甲烷，其分子式为CH4，在经过1500摄氏度高温裂化之后形成乙炔C2H2以及氢气H2。
        近年来，我国天然气制备乙炔的技术方法在不断应用过程中已经相对成熟，但是相比于国外，由于技术、设备方面存在落差，在应用效果方面仍然存在一定差异，由此，在发展过程中，应当重视其技术工艺的改进措施。
        （一）回收利用淬火介质热源
        在回收利用淬火介质热源过程中，原则上是利用水淬法将其温度下降至100摄氏度，但是经过实际操作发现，淬火之后的质量不高，很难高效率进行回收再利用，造成大量热损失。介于此，需要改进低温热源，进而提高热效率[2]。
        在制备乙炔过程中，人们发现在我国大多数地区都在实行人工刮碳技术，这将对工作效率有着非常大的影响，在我国工业化水平不断发展进步的过程中，要重视避免存在人工操作，将机械自动化应用到工业生产中，促进天然气制备乙炔技术发展。

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        （二）充分利用制备乙炔所产生的副产物
        在天然气法制备乙炔过程中，由于天然气的组成成分包含炔烃、合成气等物质，在制备过程中会产生大量副产物，将副产物充分利用，提高企业经济效益是一项重要发展举措。
        （三）利用化学设备进行制备优化
        在通过运用天然气制备乙炔过程中，平均每生产一吨乙炔就会产生五十公斤左右炭黑物质，在操作过程中为了使去除炭黑效果更好，需要应用除尘器等设备，运用这个设备，会增加整个工作过程中的工作难度，并且造成大量能源消耗。在生产过程中，裂解气中存在的乙炔含量并不高，由于高级炔烃与乙炔在性质方面存在着相似相对性，二者很容易发生聚合反应，对乙炔的分离和纯化造成一定的影响[3]。由此，为了提高生产效率，避免形成大量炭黑及高级炔烃，对乙炔制备造成影响，应当重视优化化学生产设备，提高制备过程中的时效性、便捷性，降低能源消耗量。
        三、电石制备乙炔的相关概述
        电石主要成分为碳化钙，其分子式为CaC2，在电石制备乙炔过程中是通过电石与水反应生成乙炔C2H2和氢氧化钙Ca（OH）2。
        依据电石法制备乙炔现状分析，为提高乙炔制备工艺，提高制备效率降低企业运行成本，可以从以下几点措施进行改进：
        （一）降低设备加料口高度
        在电石制备乙炔过程中，由于加料口高度过高且坡度过于陡峭，很容易造成添加电石时造成设备卡料的问题发生，为了对问题进行避免，可以适当降低加料口的高度，并增加其长度，使投放电石的坡度变缓，电石在进入设备之前有足够的缓冲空间，从而使设备可以正常运行，保护设备不受损害[4]。
        （二）提高设备密封性
        运用厚皮带对设备密封面进行密封，可以很大程度上减少设备运行过程中粉尘的外漏，减少粉尘对环境的污染同时也为工作人员提供了舒适度更高的工作环境，保证工作人员身体健康不受侵害。避免粉尘外漏对于节约电石原料也要一定促进意义，保证企业的经济效益。
        四、天然气制乙炔与电石制乙炔的对比
        （一）投资运行对此
        在投资运行方面，电石法要比天然气制备乙炔更具有优越性。天然气制备乙炔过程中虽然相对机械化，效率高，但是其过程需要有氧气的参与，在工作过程中必须配置防爆措施避免发生意外事故。因此，极大增加了运行成本，在设备维护方面需要很大的成本输出。然而电石法制备过程中，运用国内设备完全可以达到制备目的，节约成本的同时，制备效率也不低，有较高经济性。
        （二）环保方面对比
        天然气法制备乙炔所产生的各种气体，例如：氢气、一氧化碳等。经过一系列燃烧处理，排放到环境中，对环境几乎没有什么影响，所产生的污废水经过处理之后也可以完全达到排放标准[5]。在电石法制备过程中，废水中所存在的硫化物、磷化物很难进行净化处理，很有可能造成环境破坏。由此从环保角度来看，天然气法更加环保。
        结束语：综上所述，无论是电石法制备乙炔还是天然气法制备乙炔都有其各自的优点和劣势。在工业企业运行过程中，应当结合我国先进科学技术手段以及相关政策，不断创新，选择对于企业发展最为合理的制备方式，从而提升企业的经济效益，促进化工产业稳定发展。
        参考文献：
        [1]王印龙，郭青宁.天然气制乙炔技术研究现状与思考[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（8）：189-190.
        [2]马猛钢，刘轩.浅析天然气制乙炔工艺[J].魅力中国，2020，（27）：390.
        [3]韩风刚，周吉贤.乙炔的制备及性质实验改进[J].商品与质量，2019，（31）：133.
        [4]李向斌，魏强，于健炜，等.电石法制乙炔装置散排乙炔回收利用[J].聚氯乙烯，2020，48（6）：35-36.
        [5]陈磊.电石法乙炔生产中电石单耗的影响因素分析[J].化工设计通讯，2019，45（6）：56-56，60.