天然氣化工生產工藝技術優化

曹 新

（陜西延長石油（集團）有限責任公司煉化公司，陜西延安 716000）

新材料與新技術New Material and New Technology

天然氣化工生產工藝技術優化

曹 新

（陜西延長石油（集團）有限責任公司煉化公司，陜西延安 716000）

天然氣作為清潔的能源，被廣泛應用。天然氣化工生產工藝技術措施的應用，對天然氣進行加工處理，經過化工工藝技術措施的優化，得到合格的化工產品，不斷滿足市場的需求。

天然氣；化工生產；工藝技術；優化

天然氣化工生產過程中，得到需要化工產品，如應用天然氣制備乙炔是化工生產的中間物料，經過壓縮處理、提純等工藝技術措施，得到需要乙炔量，滿足化工生產的需求。有必要對天然氣化工生產工藝進行優化，才能達到預期的生產目標。

1 天然氣化工生產概述

由于天然氣可以作為清潔的能源，發熱值高，對環境的污染小，用于工業的燃料或者家用燃料使用，具有非常廣闊的應用前景。天然氣可以用于合成氨，也可以生產甲醇。我國主要的天然氣化工產品以合成氨和尿素為主，甲醇生產為輔，也可以得到一定的副產品，滿足石油化工市場的需求。

傳統的天然氣合成氣的生產方式，是利用水蒸氣重整制合成氣。在反應爐內通入過量的水，防止催化劑失活，促進天然氣制成合成氣。

2 天然氣化工生產工藝技術優化

對天然氣資源進行加工處理，得到需要的石化產品，經過一系列的工藝技術措施，通過改變生產工藝及流程，獲得高收率的化工產品，滿足石油化工市場的需求。天然氣能夠經過化工生產過程，得到合格的化學品，不僅能夠生產出化工原料，而且能夠得到清潔的燃料，為人類創造更加綠色環保的燃料。

2.1 天然氣轉化制合成氣的工藝技術措施

天然氣轉換為合成氣的傳統工藝就是通過反應爐進行水蒸氣的重整過程，反應溫度比較高，需要消耗大量的天然氣，而且消耗更多的水，防止催化劑失效，而達不到合成的效果。而應用天然氣直接部分氧化制成合成氣，效果比較突出，節約大量的加工成本，得到需要的合成氣體。

天然氣水蒸氣的轉換反應主要包括甲烷轉化的主反應、高級烴的轉化反應、積炭的副反應等，通過化學反應的實施，得到較高的甲烷的轉換率，滿足合成氨及生產甲醇等工藝的技術要求。為了防止甲烷轉化過程中，積炭的發生，采取必要的預防措施，如提高水蒸氣的用量，優選性能良好的催化劑體系，控制好含烴原料的預熱溫度，就能夠有效減少積炭的出現。

2.2 甲烷轉化為二氧化碳的工藝技術措施

將甲烷轉化為二氧化碳氣體，生產工藝中，通過升高溫度并加入合適的催化劑體系，才能促進甲烷轉化為二氧化碳的轉化率。降低壓力，才能得到高的轉化率。獲得二氧化碳的途徑比較多，依據生產工藝條件，優選合適的獲得方式。如直接向天然氣體系中通入二氧化碳氣體，與甲烷、水一起經過預熱后，進入到反應器內，通過混合轉化，得到更高的二氧化碳收率。也可以通過空氣和天然氣進行充分燃燒，得到二氧化碳氣體。不需要再次預熱而直接進入到反應器，參與合成反應，得到需要的合成氣體。

2.3 天然氣的部分氧化工藝技術措施

將天然氣部分氧化，得到合格的合成氣體，為化工生產提供充足的原料，滿足化工生產的需求。在甲烷氧化反應制合成氣的過程中，不僅包含氧化反應，還存在一些副反應同時發生。如轉化反應，積炭和消炭反應等，甲烷的部分氧化和氧化反應之間具有一定的矛盾性，需要合理控制生產條件，才能滿足甲烷部分氧化的需求。

可以利用天然氣制乙炔，本身不具有毒性，但是濃度過高，會導致人的窒息，嚴重危機人身健康，必須加以重視。乙炔與氧混合具有麻醉作用，嚴重的狀況會導致人的死亡。乙炔是有機化學合成的重要原料，屬于中間物料，需要對天然氣化工生產進行控制和管理，才能得到更多的化工產品，滿足市場的需求。

甲烷制備乙炔時，中間產品是乙烯，很快經過脫氫處理后，得到乙炔，提高乙炔的收率。生產工藝中，首先得到稀乙炔，然后經過提純得到需要濃度乙炔，滿足乙炔質量的要求。部分氧化法加工生產的缺點是甲烷裂解需要的高溫環境下，溫度控制難度比較大。天然氣的消耗量過高，引起生產成本的增加。需要氧氣參與反應，導致生產工藝流程中不安全因素增多，很容易發生危險氣體爆炸的事故。裂解氣中含有氧氣，加劇了生產設備和管線的氧化腐蝕，增加了維護保養的費用，同時降低了設備的使用壽命。

通過高效催化劑體系的優化，可以將甲烷直接氧化制成氧化物，一般使用固體催化劑，得到甲醛。也可以采用無催化劑的均衡反應過程，得到較高的轉化率。

天然氣化工生產工藝技術中，可以實現多種產品的生產加工，如將甲烷芳構化，應用分子篩或者過渡金屬催化劑體系，形成芳香烴類物質。將甲烷轉換為高附加值的化工產品，得到更好的利用，也可以將甲烷經過處理，成為合格的清潔的能源，被社會利用。利用甲烷生產氫氣、合成氨、制備乙炔、甲醇等，滿足天然氣的加工生產需求，得到更高的利用效率。

3 結束語

通過對天然氣化工生產工藝技術優化研究，采取最佳的天然氣化工生產工藝技術措施，得到合格的產品，為天然氣生產企業帶來可觀的經濟效益。天然氣最好的用途是工業用燃料和家用燃料，能夠滿足各種需求，采取先進的天然氣化工生產工藝，節約生產成本，不斷提高天然氣化工的經濟效益。可以利用天然氣合成氨和尿素，成為我國天然氣的重大用途，甲醇的生產加工，促進天然氣化工生產的進步，為合理利用天然氣資源開辟了更廣闊的市場。

[1] 張冰，鄭健雄.淺談天然氣化工的利用與發展[J].化工管理，2014，（29）：228.

[2] 鄭開洋.淺談燃氣化工企業技術的優化管理[J].農家科技旬刊，2011，（6）：111.

O p t i mi z a t i o n o f N a t u r a l G a s C h e mi c a l P r o d u c t i o n T e c h n o l o g y

Cao Xin

Natural gas is widely used as a clean energy source.Natural gas chemical production process technology measures，the processing of natural gas，chemical technology through technical optimization，qualif i ed chemical products，and continuously meet the needs of the market.

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TE64

A

1003-6490（2017）08-0056-01

2017-06-09

曹新（1990—），男，甘肅平涼人，助理工程師，主要從事工藝技術工作。