天然气制乙炔装置N—甲基吡咯烷酮对乙炔吸收效率的影响

天然气制乙炔装置N—甲基吡咯烷酮对乙炔吸收效率的影响

杨志超 王海平

四川天华化工集团股份有限公司 四川省 646207

摘要：本文研究了N-甲基吡咯烷酮对乙炔效率的影响，以及其在天然气制乙炔装置中的应用和乙炔的市场需求。N-甲基吡咯烷酮是一种具有特殊化学结构和性质的化合物，广泛应用于各个领域。乙炔是一种重要的化学物质，在工业和实验室中具有广泛的用途。研究发现，N-甲基吡咯烷酮可以作为乙炔的吸收溶剂，对乙炔的分离和提纯有着重要的影响。分析N-甲基吡咯烷酮溶剂参数变化对乙炔收率的影响，具有重要的实际应用和工业意义。天然气制乙炔装置是一种常见的生产乙炔的方法，其中N-甲基吡咯烷酮的应用可以提高乙炔的产量和质量。乙炔作为一种重要的化工原料，具有广阔的市场需求。因此，研究N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响对于提高乙炔生产的效率和质量具有重要意义。

关键词：N-甲基吡咯烷酮；乙炔；吸收溶剂；反应产物；天然气制乙炔装置

引言

N-甲基吡咯烷酮是一种具有特殊结构和性质的有机化合物。它具有多环结构和极性基团，使其在化学反应中具有独特的催化活性和选择性。乙炔是一种重要的化学物质，广泛应用于聚合物合成、化工原料生产和焊接等领域。为了提高乙炔的产量和质量，研究发现合适的吸收溶剂对乙炔的选择和分离具有重要作用。N-甲基吡咯烷酮作为一种吸收溶剂，在乙炔的分离和提浓中显示出良好的选择性能。因此，研究N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响具有实际应用和工业意义。

1 N-甲基吡咯烷酮的基本特性

N-甲基吡咯烷酮是一种重要的有机化合物，其化学结构和性质使其在多个领域具有广泛的应用。该化合物的独特结构和特性赋予了它许多有益的化学反应和催化性能。N-甲基吡咯烷酮的化学结构包括一个五元杂环，其中包含一个氧原子和四个碳原子。此外，它还含有一个甲基基团与吡咯烷酮环相连。这种特殊的化学结构使得N-甲基吡咯烷酮在化学反应中表现出独特的性质。N-甲基吡咯烷酮具有较高的溶解度，使其能够在广泛的溶剂中稳定存在，并且易于反应物的扩散和反应发生。此外，它还具有较低的蒸汽压，从而便于在反应体系中进行控制和操作。N-甲基吡咯烷酮在许多领域中具有重要的应用。在有机合成领域，它可以作为重要的中间体和催化剂，参与多种有机化学反应，例如酰基化、羟基化、烯烃的氧化等。此外，它还可以用作药物合成的重要原料，在药物研究和开发中具有广泛的应用。在材料科学领域，N-甲基吡咯烷酮具有较高的催化活性和选择性，可用于合成多种高性能材料。它可以作为催化剂催化聚合反应，用于合成聚合物和高分子材料。此外，由于其特殊的结构和性质，N-甲基吡咯烷酮还可以用于制备具有特定功能的材料，例如光学材料、电子材料和生物材料等。

2 乙炔的基本特性

乙炔是一种重要的化学物质，具有特定的化学结构和性质，广泛应用于工业和实验室中的多个领域。乙炔的化学结构由两个碳原子通过三重键连接而成，每个碳原子还与一个氢原子相连。这种线性结构赋予了乙炔独特的反应性和化学活性。乙炔具有高度的不饱和性，使其在化学反应中容易发生加成、聚合和氧化等反应。[1]乙炔具有较低的熔点和沸点，是一种易于液化和气化的气体。它在常温下是无色、无味的，并且可燃。乙炔的燃烧释放出高温和高能量，使其成为一种重要的燃料和燃烧源。乙炔在工业中具有广泛的用途。它可以用作溶剂和反应介质，在有机合成和催化反应中发挥重要作用。此外，乙炔也是合成化学品和塑料的重要原料，用于生产丙烯、醋酸乙烯和聚乙炔等化学品。另外，乙炔还被广泛应用于金属切割和焊接过程中的火焰燃烧。实验室中，乙炔常被用作化学反应的起始物或中间体。它可以用于合成各种有机化合物，例如醇、酮、醛等。由于乙炔的高度不饱和性，它还可以进行聚合反应，生成聚乙炔和其他聚合物，具有重要的科研和应用价值。

3 N-甲基吡咯烷酮对乙炔吸收的影响

N-甲基吡咯烷酮作为一种吸收溶剂，对乙炔从裂解气中分离和提浓具有重要影响。裂解气组分在N-甲基吡咯烷酮溶剂中不同的溶解度，使裂解气的分离成为可能，并在特定的工艺条件下实现高效的乙炔吸收率。

3.1. 吸收塔压力对乙炔吸收的影响

   经过工业实践，较高的压力情况下，可以大大提升乙炔气体在N-甲基吡咯烷酮中的溶解度，使得吸收塔设备体积更小，所需的吸收溶剂N-甲基吡咯烷酮更少。同时较高的压力，也有利于后续降压气提系统的运行。

3.2. N-甲基吡咯烷酮温度乙炔吸收的影响

N-甲基吡咯烷酮在吸收气体后会产生吸收热，导致吸收溶剂温度升高，同时为保证后续解析彻底，会对饱和溶剂升温操作，温度的升高会明显降低乙炔气体在N-甲基吡咯烷酮溶剂中的溶解度。同时，不能过低的追求溶剂低温，因为过低的温度会导致溶剂的选择性下降，对气体的分离造成负面的影响。

3.3. N-甲基吡咯烷酮中聚合物含量对乙炔吸收的影响

在天然气部分氧化法制取乙炔工艺中，反应生成的裂解气中含有以丁二炔为主的高聚物，在后续的工艺过程中会生成聚合物并沉积在N-甲基吡咯烷酮溶剂中。溶剂中聚合物的升高会导致提浓系统的管道、和换热器等设备堵塞，同时会降低乙炔气体在N-甲基吡咯烷酮溶剂的溶解度。所以工业实践中采用连续采出、间断蒸馏的方式，让N-甲基吡咯烷酮溶剂中的聚合物含量维持在一个相对低的水平，以保证乙炔气体的吸收效率。

3.4. N-甲基吡咯烷酮中水含量对乙炔吸收的影响

在装置运行过程中，裂解气中饱和的水会留存在N-甲基吡咯烷酮溶剂中，导致溶剂水含量上升，同时为防止溶剂跑损，在解析塔顶部加入了冷凝液进行洗涤，这些水都会进入溶剂，使水含量上升。 随着水含量的上升，乙炔气体在N-甲基吡咯烷酮溶剂中溶解度下降，严重影响乙炔分离和提浓的效率。

4 实际应用和工业意义

N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响在实际应用和工业中具有重要意义。它在天然气制乙炔装置以及乙炔的用途和市场需求方面发挥着关键作用。天然气制乙炔装置是一种重要的工业装置，用于将天然气转化为乙炔。在这个过程中，N-甲基吡咯烷酮作为吸收剂扮演着关键角色。它能够很好的分离和提浓乙炔。通过研究和优化N-甲基吡咯烷溶剂的各种参数，可以提高天然气制乙炔装置的生产效率和经济性，满足乙炔市场的需求。乙炔在工业中具有广泛的用途和市场需求。它是生产化学品的重要原料，如醋酸乙烯、丙烯和塑料等。乙炔还可以用于制造金属切割和焊接的火焰，以及生产气体燃料和溶剂。此外，乙炔还被广泛应用于实验室研究、科学研究和医药领域。因此，N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响对于满足乙炔的应用和市场需求至关重要。通过深入研究N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响，可以改进乙炔分离和提浓工艺技术，提高乙炔的产率和质量。这不仅有助于满足工业对乙炔的需求，还可以提高工业生产的效率和经济性。

N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响在实际应用和工业中具有重要意义。它在天然气制乙炔装置中的应用以及乙炔的用途和市场需求方面发挥着关键作用。通过研究N-甲基吡咯烷酮在各种参数条件下对裂解气分离和乙炔提浓的影响，可以提高乙炔的生产效率和质量，满足工业对乙炔的需求。这对于推动工业生产的发展和满足市场需求具有重要的意义。

5 结语

本文探讨了N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响。乙炔作为一种重要的化学物质，在工业和实验室中具有广泛的应用和市场需求。而N-甲基吡咯烷酮作为乙炔装置工艺的吸收溶剂，在乙炔的分离和提浓中发挥关键作用。通过优化N-甲基吡咯烷酮溶剂的参数条件，可以提高乙炔的产率和选择性，满足工业对乙炔的需求。这对于促进工业生产的发展、推动有机化学领域的进步以及满足市场需求具有重要的意义，为相关领域的发展提供新的突破和创新。通过不断的研究和应用，我们可以更好地理解和利用N-甲基吡咯烷酮对乙炔的影响，为可持续发展和化学工业的进步做出贡献。

参考文献

[1]谢全兵.天然气部分氧化制乙炔装置加热炉对流段腐蚀原因分析及防护措施[J].天然气化工—C1化学与化工,2022,47(06):169-172.

[2]申凤玉,王华伟.废硫酸再生用原料及燃料研究[J].硫酸工业,2022(11):34-36+39.

[3]刘光明.天然气制乙炔装置裂解炉操作要点分析[J].科学技术创新,2021(20):58-59.