淺析天然氣部分氧化法制乙炔的反應平衡

胡君

摘要：隨著我國對天然氣氧化法研究的加深，很多研究者都在致力于研究以及分析部分氧化法制乙炔的反應平衡，而這一方法主要就是建立在其反應方程的主體分析利用上，同時還要綜合分析其反應中一系列與反應相關的影響因素對這一部分氧化法反應平衡限度的影響，在此基礎上著重分析天然氣的甲烷轉換率，同時還要考慮反應中乙炔、氫氣、一氧化碳等氣體的收率，這樣我們才能綜合研究分析天然氣的部分氧化法，進而提高其選擇性。

關鍵詞：乙炔;天然氣;反應平衡;轉換率;收率

前言：隨著我國社會的進步，我們當今社會對能源的依賴性也是越來越高，天然氣資源也不例外。但是，我國的天然氣在東部較少，西部以及東南部儲量豐富，因此我們可以在這些儲量豐富的地區來將其生產的天然氣用部分氧化法來制作我們所需的化工原料乙炔，通過在其產地的深加工來進一步的提高我們天然氣資源的附加值，這對我國化工業的進步完善是有著非同一般的意義，同時也是解決我國能源問題的一個很好應對方法，所以本文就是在這一社會前提下，對我國現行的天然氣部分氧化法進行了相關的綜述以及分析，通過探究其在制備乙炔反應過程中的反應平衡的理論研究，從不同的方面對天然氣部分氧化法進行了相關的理論探究，研究了其分解特性和循環物流特性，對以后該方法的完善以及進一步深化還是意義重大的[1]。

一、天然氣部分氧化法研究現狀

就我國目前的研究現狀而言，我國研究天然氣深化加工的研究者本來就少，而研究天然氣部分氧化法的人那就是更少了，所以利用其氧化制乙炔的研究相比于國際一流水平還是有著一定的差距，同時我國參與該部分氧化法研究的人中，對甲烷、氧氣和部分氧化法其相關反應產物熱力學性質研究的人更是鳳毛麟角，所以我國的天然氣部分氧化法的研究還有待深入。就我國目前已經發表的與天然氣部分氧化法相關的著作和文章而言，經過總結以及大數據分析處理其研究特性后，本文發現我國的大部分研究文章以及論著都是研究的其反應的甲烷熱力學分解數據，同時這些研究還多數局限于其相應的獨立反應上，像我們現在新性的多重反應體系研究基本沒有。所以本文就是在這一前提下，總結分析了其反應室中甲烷在多重分解反應體系中所發揮的熱力學作用，致力于其相關的碳域、氧域， C2H2， 氫氣， 一氧化碳， 一氧化氮，水和碳等相關成分的研究分析，通過大數據分析法得出其相應的鏈式反應[2]。

二、獨立反應數和反應方程

在這一化學序列反應方程式中我們使用-號來表達乙炔燃燒室中所消耗的物質也就是反應物，而+號呢則是用來表達我們所反應生成的物質，0代表反應物平衡，都消耗沒有剩余。

三、天然氣分解反應系統的熱力學分析

我們可以發現反應1的平衡常數是和反應室的溫度變化成負相關的，其對應的數量級的下降還是很明顯的;而反應2的平衡常數也是和反應1是相同的，其也是隨著溫度的升高而逐步的進行降級。但是我們發現反應3則就是恰恰相反，該反應的平衡常數是與溫度呈現正相關關系的，也就是隨著其增加而逐步的升高。而反應4就是一直呈現平穩狀態，始終處于0.3左右，這就表明其受溫度變化的影響較小。最后，反應5的平衡常數則是受溫度變化影響最明顯的，其數量級隨著溫度的下降是異常的明顯。所以，我們通過圖三就可以總結出來，在其余反應條件不變的情況下，溫度對反應1、2、5的影響是呈現負相關的關系，而與反應3則是呈現正相關關系，但對反應4則是幾乎沒有影響的，同時這5個反應中，對溫度變化反應最敏感的是反應5，當溫度上升到一定的水平后，其平衡常數會處于一個相對較低的數值[5]。

總 結

總的來說，本文主要就是研究了天然氣部分氧化法制乙炔的反應平衡，該研究與分析通過了大數據分析，并且還進行了天然氣分解反應系統的熱力學研究總結，本文主要是在三個方面來詳細的講解該氧化方法的：首先是總結其相應的研究概述，指出現行研究的優缺點;其次是通過對其獨立反應數以及反應方程的相關數據以及相關鏈式反應式的綜述來講解其反應制乙炔的原理;最后通過對其對應的分解反應的相關的熱力學分析來闡述反應溫度對其各反應的影響[6]。

參考文獻：

[1]劉光明.烏克蘭天然氣制乙炔裂解爐運行探討[J].石化技術，2018（10）：209.

[2]唐利鐘，張福海.淺析天然氣部分氧化法制乙炔的反應平衡[J].化工設計通訊，2017（09）：174+258.

[3]劉利德，包慶山，龔小虎，趙云峰，保積龍，馬占武，程瑞波.天然氣制乙炔生產PVC工藝簡介[J].聚氯乙烯，2011（12）：11-13.

[4]王志方.天然氣制乙炔工藝的氫能利用與多聯產系統[D].北京化工大學，2018.

[5]王志方，鄭丹星.天然氣制乙炔與燃料電池的集成系統[J].華北電力大學學報（自然科學版）.2018（03）：51-56.

[6]楊原濤.部分氧化法天然氣制乙炔工藝技術探討[J].化工設計通訊.2017（08）：111.