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天然气化工是化学工业分支之一。是以天然气为原料生产化工产品的工业，是燃料化工的组成部分，也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工等。今天小七为大家介绍天然气化工的完整产业链图，每一个细分领域都很明确，让你一目了然！
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合成气主要生产方法及系列化学品
简介合成气是以一氧化碳和氢气为主要组分，用作化工原料的一种原料气。合成气的原料范围很广，可由煤或焦炭等固体燃料气化产生，也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取，还可由重油经部分氧化法生产。
合成气的生产方法主要从烃类生产合成气，所用方法主要有蒸汽转化和部分氧化两种。
一蒸汽转化
1.天然气蒸汽转化 为在工业上实现天然气蒸汽转化反应，可采用连续转化和间歇转化两种方法。
（1）连续蒸汽转化流程 这是目前合成气的主要生产方法。
在天然气中配以0.25％～0.5％的氢气，加热到380～400℃时,进入装填有钴钼加氢催化剂和氧化锌脱硫剂的脱硫罐，脱去硫化氢及有机硫，使总硫含量降至0.5ppm以下。原料气配入水蒸气后于 400℃下进入转化炉对流段，进一步预热到 500～520℃,然后自上而下进入各支装有镍催化剂的转化管，在管内继续被加热，进行转化反应，生成合成气。
转化管置于转化炉中，由炉顶或侧壁所装的烧嘴燃烧天然气供热(见天然气蒸汽转化炉)。转化管要承受高温和高压，因此需采用离心浇铸的含25％铬和20％镍的高合金不锈钢管。连续转化法虽需采用这种昂贵的转化管，但总能耗较低，是技术经济上较优越的生产合成气的方法。
（2）间歇蒸汽转化流程，亦称蓄热式蒸汽转化法。
采用周期性间断加热来补充天然气转化过程所需的反应热。
过程可分为两个阶段： 首先是吹风（升温、蓄热）阶段：一部分天然气首先作为燃料与过量空气在燃烧炉内进行完全氧化反应，产生1300℃左右的高温烟气，经第一、二蓄热炉进入转化炉，从上而下穿过催化剂层，使催化剂吸收一部分热量。同时，烟气中的残余氧与催化剂中的金属镍发生氧化反应放出大量的热，进一步提高床层温度。烟气从转化炉底部出来时约850℃左右,经回收热量后放空。
然后是制气阶段：作为原料的天然气与水蒸气（如生产合成氨则另加空气）经蓄热炉预热到950℃左右,进入催化剂床层进行蒸汽转化反应。从催化剂床层出来的气体，温度约 850℃左右，同样经回收热量后，存入合成气气柜。中国曾采用间歇蒸汽转化炉，建设了一批小型合成氨厂，这些厂不用昂贵的合金钢转化管，其主要设备为耐火材料衬里的圆筒型转化炉，结构简单，建设费用低廉。缺点是常压操作，设备庞大，占地多，操作费用较高。现国际上还有用此法生产城市煤气的。
天然气水蒸汽重整法制备合成气是强吸热反应，反应过程需要大量吸热，能耗高，该反应属慢速反应，生产装置规模大和投资高，反应所得合成气H2/CO比过高，一般大于3/1（无CO?回收时），不适合作合成油的原料气。
2.轻质油蒸汽转化
是50年代英国卜内门化学工业公司开发的，1959年建成第一座工厂。
多方面与天然气蒸汽转化相似。C／H比较高，更因其中除烷烃外，还有芳烃甚至少量烯烃，易生成炭而析出，因此必须采用抗析炭的催化剂。一般仍采用镍催化剂，而以氧化钾为助催化剂，氧化镁为载体。
轻质油中含硫一般较天然气为高，而此催化剂对硫又很敏感，因此在蒸汽转化前，需先严格脱硫，并同时加氢。裂化轻油脱硫十分困难，极少用来制取合成气。用来制合成气的是直馏轻质油。由于轻质油价格较高，又有上述不利之处，因此只有在缺少天然气供应的地区，才发展以轻油原料的合成气生产。
二部分氧化
天然气或轻质油蒸汽转化的主要反应为强吸热反应，反应所需热量由反应管外燃烧天然气或其他燃料供给，而部分氧化法则是把管内外反应合为一体。本法可不预脱硫，反应器结构材料比蒸汽转化法便宜。此外，更主要的优点是不择原料，几乎从天然气到渣油的任何液态或气态烃都能适用。
1.天然气部分氧化 加入不足量的氧气，使部分甲烷燃烧为二氧化碳和水，此反应为强放热反应。在高温及水蒸气存在下，二氧化碳及水蒸气可与其他未燃烧甲烷发生吸热反应：
所以主要产物为一氧化碳和氢气，而燃烧最终产物二氧化碳不多。反应过程中为防止炭析出，需补加一定量的水蒸气。这样做同时也加强了水蒸气与甲烷的反应。
天然气部分氧化可以在催化剂的存在下进行，也可以不用催化剂。
①非催化部分氧化：天然气、氧、水蒸气在3.0MPa或更高的压力下，进入衬有耐火材料的转化炉内进行部分燃烧,温度高达1300～1400℃,出炉气体组成(体积％)约为:CO25、CO42、H252、CH40.5。反应器用自热绝热式。
②催化部分氧化：使用脱硫后的天然气与一定量的氧或富氧空气以及水蒸气在镍催化剂下进行反应。当催化床层温度约900～1000℃、操作压力3.0MPa时,出转化炉气体组成（体积％）约为： CO27.5、CO25.5 、H267、CH4＜0.5。反应器也采用自热绝热式，热效率较高。反应温度较非催化部分氧化法低。
天然气纯氧催化部分氧化法为温和放热反应，反应可在极大空速下进行，所得合成气H2/CO比一般低于2/1，反应温度在1200～1500 ℃。
2.重油部分氧化 各种重油，包括常压渣油、减压渣油及石油深度加工所得燃料油，都是部分氧化中常用的原料，反应产物主要也是一氧化碳和氢气。反应条件为：1200～1370℃，3.2～8.37MPa,不用催化剂,每吨原料加入水蒸气量约为400～500kg。水蒸气起气化剂作用，同时可以缓冲炉温及抑制炭的生成。这种反应器的出口气体用水直接急冷。
该法的缺点是：
目前，使用油吸收除炭，炭与吸收油再循环返回气化炉的方法。
三自热转化法
是将蒸汽转化法和部分氧化法结合在一步进行的合成气新工艺，它具有反应温度低，氧气消耗少，H2/CO比为2/1，组成适合于制备合成油等优点。
在POX和ATR法中，纯氧制备需要昂贵的空分设备投资和增加制氧成本。Syntroleum公司改进的ATR法使用空气代替氧气，避免了纯氧制备。
由于系统是自身热平衡的，省去了热转移系统，ATR反应器更简单，小型化。水碳比低于传统的ATR法，从而显着提高了其经济性。通过选择合适的水碳比、氧碳比和反应温度，可获得理想的合成油原料气。不过由于尾气不能循环，天然气的有效利用率不够高。
合成气系化学品由合成气可以生产一系列的化学品。
1氨及其产品
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
最主要的合成气化学品，是用合成气中的氢和空气中的氮在催化剂作用下加压反应制得的氨。
氨加工产品有尿素、各种铵盐(如氮肥和复合肥料)、硝酸、乌洛托品、三聚氰胺等。它们都是重要的化工原料。
合成氨的生产分为三部分：
造气——原(燃)料通人空气(氧气)和蒸汽，汽化成为水煤气(半水煤气)，该粗原料气由氢气、氮气、二氧化碳、一氧化碳和少量硫化氢、氧气及粉尘组成，原料气经废热锅炉回收热量后存于气柜；
变换净化——气柜来的原料气通过电除尘器除去粉尘进入气压机加压，经脱硫(脱除硫化氢)、变换(将一氧化碳转化为氢和二氧化碳)、脱碳(吸收脱除二氧化碳)后，再次加压进入铜洗塔(用醋酸铜氨液)和碱洗塔(用苛性钠溶液)进一步除去原料气中的一氧化碳和二氧化碳(含量降至十万分之三以下)，获得纯氢气和氢气混合气体；
合成——净化后的氢氮混合气(H2：N2＝3：1)经压缩机加压至30～32MPa进入合成塔，在铁触媒存在下高温合成为氨。
生产是在密封、高压、高温下连续进行的。
2甲醇及其产品
甲醇是合成气化学品中第二大产品，是一氧化碳和氢气在催化剂作用下反应制得的，其用途和加工产品十分广泛。
甲醇羰基化制得醋酸，是生产醋酸的主要方法，甲醇羰基化法是以甲醇、CO为原料合成乙酸。所用催化剂最初是Co配合物。1970年，美国Monsanto公司开发了CH3I促进的RhI3的催化剂体系，并使之工业化。
Rh工艺的优点在于反应压力相对较低(10～25 bar pco)，温度适中(175℃)，选择性>99%，没有副产品生成，产品纯度达食品级、药典级；甲醇经氧化脱氢可得甲醛，进一步可制得乌洛托品，后两者都是高分子化工的重要原料。
由醋酸甲酯羰基化生产醋酐，被认为是当前生产醋酐最经济的方法,1983年,美国田纳西伊斯曼公司建立了一个年产226.8kt（5亿磅）的工厂。此外，正在开发的尚有通过二醋酸乙二醇酯制醋酸乙烯，由甲醇生产低碳烯烃，由甲醇同系化生产乙醇，由甲醇通过草酸酯合成乙二醇等工艺。
以天然气为原料生产甲醇，大多采用蒸汽一段转化，低压合成，三塔精馏的技术， 工艺过程：以天然气为原料，采用中压蒸汽转化制甲醇合成气中、低压合成甲醇，三塔精馏制取精甲醇的工艺。
甲醇生产工艺装置共分以下四个工序：
（1）造气工序 a.天然气脱硫 在一定的温度、压力下，天然气通过氧化锰脱硫剂及氧化锌脱硫剂，将天然气中的有机硫、H2S脱至1PPM以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求，其主要反应为： COS MnO →MnS CO2；H2S MnO→MnS H2O；H2S ZnO→ZnS H2O
b.烃类的蒸汽转化 烃类的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂，在镍催化剂的作用下将烃类物质转化，得到合成甲醇的原料气。这一过程为吸热过程故需外供热量，转化所需的热量由转化炉辐射段燃烧燃料气提供。
在镍催化剂存在下其主要反应如下：CH4 H2O→CO 3H2 Q;CO H2O→CO2 H2 Q
(2)压缩工序 压缩工序包括原料气压缩、合成气压缩和循环气压缩。
由造气工序来的转化气，经合成气压缩到一定的压力，与合成工序来的循环气混合，进入循环气压缩机升压后返回合成系统。
(3)合成工序 甲醇合成是在一定的压力下，在催化剂的作用下，合成气中的一氧化碳，二氧化碳与氢反应生成甲醇，基本反应式为： CO 2H2=CH3OH Q；CO2 3H2=CH3OH H2O Q
在甲醇合成过程中，尚有如下副反应； 2CO 4H2=（CH3）O H2O；2CO 4H2=C2H5OH H2O；4CO 8H2=C4H5OH 3H2O
（4）精馏工序 粗甲醇中杂质种类较多，为了制备合格精甲醇产品，必须将杂质除去。在工业生产中，主要是利用各组份的沸点不同，用精馏的方法将甲醇与其它组份分开，也就是同时并且多次地运用部分汽化和部分冷凝的方法，以达到完全全分离混合液中各组分的连续操作过程。为完成此过程，采用三塔精馏流程，在预蒸馏塔中除去溶解性气体用低沸点杂质。在加压塔及常压塔中除去水及就沸点杂质，从而制得合格的精甲醇产品。
3费托合成产品：
合成气在铁催化剂作用下加压反应生成烃，也可发展为生产汽油和丙酮、醇等低沸点产品。
费—托法合成可将合成气转化成各种不同链长的烷烃和烯烃。当然，如果需要，也可将合成气生产其他液体产品，如甲醇、氨或二甲醚。
费—托法合成典型的是将合成气经过铁基或钴基催化剂作用转化为液态烃。工艺过程在中温（200℃～300℃）和中压（1～4 MPa）下进行。
这种方法是1923年由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch发明的，简称费托（FT）合成。费托合成技术1932年首先在德国实现工业化，到1939年，德国的9套FT装置已达到每天生产1.2万桶产品。
费托合成技术工业化生产经过几十年的沉浮，在20世纪90年代开始步入新的发展轨道。石油资源逐渐减少与劣质化的趋势和天然气探明可采储量的持续增加，使GTL再次成为大石油公司关注的焦点。 1993年，壳牌在马来西亚Bintulu的GTL工厂装置投入运营； 2002年，BP在美国阿拉斯加州Nikiski的试验装置投入运营； 2003年，康菲公司在美国俄克拉何马州Ponca城的试验装置开工； 同年10月，壳牌在卡塔尔的该公司第二套GTL项目签约； 2004年7月，埃克森美孚与卡塔尔政府签约，在卡塔尔北部的Ras Laffan投资70亿美元，建设世界上最大的GTL项目，并计划于2011年开始运营。
4氢甲酰化产品
即羰基合成的产品，包括直链和支链的C2～C17烯烃与合成气进行氢甲酰化反应的产品。羰基合成生成醛，再进一步催化加氢制得醇。它们是制增塑剂的重要原料。
羰基合成法是在烯烃的双键引入一个醛基，从而增加一个碳链的反应。又称氢甲酰化反应，醛氢化即得醇。
羰基合成法经历了高压法，中压法，低压法。高压法催化剂为Co(CO)8，中压法CoH(CO)3PR3，低压法RhH(CO)(PR3)3。60年代，Wilkinson等研究开发了一种膦改性的Rh配合物催化剂，70年代，铑膦催化体系成功地工业化给羰基合成工艺带来巨大改变，这一成就被誉为合成史上划时代的进步。
与传统的Co催化剂比较，Rh催化剂选择性高(n∶i=10∶1)，反应条件温和(2020kPa，80～120℃)。1976年，采用英国Devy公司、Johnson Matthey公司和美国UCC公司联合技术的Pone年产136×103t丁醛装置顺利投产。
低压羰基合成工艺具有反应条件温和、设备简单、高效、高产率、催化剂容易回收等特点，因而发展迅速。1980年，用Rh催化剂生产的氢甲酰化产品不到10%，而到1995年，几乎80%的氢甲酰化产品的生产是用Rh催化剂。目前，对Rh催化剂的改进、研究仍在进行，例如以为配位体的水溶性催化剂1984年已在工厂使用，类似的还有为配位体的催化剂体系。为改进催化剂的回收、增加选择性，固定的Rh催化剂系统也在发展。
此外，正在开发中的尚有用合成气直接合成乙二醇、乙醇、醋酸、1,4－丁二醇等重要化工产品。
合成氨生产工艺流程
合成氨别名氨气，分子式NH3。是指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料。
合成氨的主要用途
氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位，其中约有80%氨用来生产化学肥料，20%为其它化工产品的原料。氨主要用于制造氮肥和复合肥料，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的1/2。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。
液氨常用作制冷剂，贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。
此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。
合成氨生产工艺流程
目前国内生产合成氨的工艺大同小异，忽略各自的设备差异和工艺上的微小不同，我们可以将氨的生产过程粗略的分为以下几步：造气、脱硫、变换、变换后脱硫、铜洗、氨合成，如下是此类流程的一个极简示意图： 1造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，主要过程为吹风和制气。具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。
2脱硫工段
煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。脱硫液再生后循环使用。
3变换工段
变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。
4变换气脱硫与脱碳
经变换后，气体中的有机硫转化为H2S，需要进行二次脱硫，使气体中的硫含量在25mg/m3。脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除，对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气，进入水分离器，分离出来的水排到地沟。变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精脱硫工段。
被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下，将从吸附塔下端释放出来，这部分气体称为解析气，解析气分两步减压脱附，其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常压的解吸气经阻火器排入大气。
5碳化工段
（1）气体流程 来自变换工段的变换气，依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔，变换气中的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。反应热由冷却水箱内的冷却水移走。气体从付塔顶出来，进入尾气洗涤塔下部回收段，气体中的少量二氧化碳和微量的硫化氢被无硫氨水继续吸收，再进入上部清洗段。气体中微量二氧化碳被软水进一步吸收，最后达到工艺指标经水分离后，送往精脱硫塔进一步脱硫后，送往压缩机三段进口。
（2）液体流程 浓氨水由浓氨水泵从吸氨岗位浓氨水槽打入付塔，一方面溶解塔内的结疤，另一方面吸收主塔尾气中的剩余二氧化碳，逐步提高浓氨水的碳化度。然后，付塔的溶液由碳化泵从底部抽出，打入主塔，在主塔内进一步吸收变换气中的二氧化碳，生成含碳酸氢铵结晶的悬浮液，再由底部取出管压入分离岗位进行分离。
回收塔回收段中的无硫氨水来自合成或铜洗工段使用过的无硫氨水和回收段的稀氨水压入稀氨水压入吸氨岗位母液槽和稀氨水槽或送脱硫岗位使用，从回收段出来的水直接排污水沟。
6甲醇合成工段
联醇是将经变换、脱碳后的净化气中的CO：1-5%、CO2＜0.5%（其含量可根据生产所要求的醇氨比调节）与气体中的H2经压缩机加压到15MP后，依次经过洗氨塔、油分、预热器、废热锅炉进入合成塔，在催化剂的作用下合成为甲醇，同时起到气体净化的作用。醇后气中CO＜0.5%、CO2＜0.2%。出塔气体经水冷却到40℃左右，将气体中的甲醇冷凝，使气体中的甲醇含量小于0.5%，经醇分离器分离出甲醇后，一部分气体经甲醇循环机返回甲醇合成塔，大部分气体进入精炼工段。
7精炼工段
醇后工艺气中还含有少量的CO和CO2。但即使微量的CO和CO2也能使氨催化剂中毒，因此在去氨合成工序前，必须进一步将CO和CO2脱除。我们公司是采用醋酸铜氨液洗涤法，铜洗后的工艺气体中的含量将至25ppm以下。醇后气体由铜洗塔底部进入，与塔顶喷淋的醋酸铜氨液逆流接触，将工艺气中的CO和CO2脱除到25ppm以下，经分离器将吸收液分离后送往压缩机六段进口。铜氨液从铜洗塔经减压还原、加热、再生后，补充总铜、水冷却、过滤、氨冷后经铜氨液循环泵加压循环使用。
8压缩工段
压缩工段的压缩机为六段压缩。由于合成氨生产过程中，变换、脱碳、粗醇与氨合成分别在0.87MPa、3.7MPa、15MPa、27MPa条件下进行，压缩工段的任务就是提高工艺气体压力，为各个生产工段提供其所需的压力条件。
9氨合成工段
氨合成工段的主要任务是将铜洗后制得的合格N2、H2、混合气，在催化剂的存在下合成为氨。压缩机六段来的压力为27 MPa的新鲜补充气，与循环气混合后进入氨冷器、氨分离器、冷交换器，经循环机升压并经过油分离器除油后进入氨合成塔的内件与外筒的环隙，冷却塔壁，出来后经预热器升温后进入氨合成塔内件，完成反应后离开反应器，分别进入废热锅炉、预热器、软水加热器回收热量，最后经水冷器、冷交换器、氨冷器降温冷却，将合成的氨液化分离出系统，未反应的氮氢气循环使用。
10冷冻工段
由于氨合成工段需要通过液氨气化来产生低温生产条件，因此冷冻工段的任务就是把气态的氨重新液化。由氨蒸发器蒸发的气氨经气氨总管进入冰机前分离器，分离出液氨后进入氨压缩机加压，加压后的气氨经油分离器后进入水冷器，在此气氨冷凝为液氨并回到冰机液氨贮槽，由支出阀送给氨蒸发器循环使用或氨库。
乙炔主要特征及典型的生产方法
乙炔，分子式C2H2，俗称风煤和电石气，是炔烃化合物系列中体积最小的一员，主要作工业用途，特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔是无臭的，但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质，而有一股大蒜的气味。
乙炔的主要用途
乙炔可用以照明、焊接及切断金属（氧炔焰），也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。
乙炔燃烧时能产生高温，氧炔焰的温度可以达到3200℃左右，用于切割和焊接金属。乙炔是有机合成的最重要原料之一，如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成，均可生成生产高聚物的原料。
乙炔在不同条件下，能发生不同的聚合作用，分别生成乙烯基乙炔或二乙烯基乙炔，前者与氯化氢加成可以得到制氯丁橡胶的原料2-氯-1，3-丁二烯。乙炔在400～500℃高温下，可以发生环状三聚合生成苯；以氰化镍Ni(CN)2为催化剂，在50℃和1.2～2MPa下，可以生成环辛四烯。
乙炔在高温下分解为碳和氢，由此可制备乙炔炭黑。一定条件下乙炔聚合生成苯，甲苯，二甲苯，,萘，蒽，苯乙烯，茚等芳烃。通过取代反应和加成反应，可生成一系列极有价值的产品。
安全与防护
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给予输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。
呼吸系统防护：一般不需要特殊防护，但建议特殊情况下佩带合适的自吸过滤式防毒面具（氧气含量与空气中氧含量一致或接近时）。
眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防静电工作服。
手防护：戴一般作业防护手套。
其他防护：工作现场严禁吸烟。避免长期反复接触。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业，必须有人监护。
泄漏应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑以收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
操作、储存、运输
操作注意事项：
储存方法：
运输注意事项： 采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽； 钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉； 高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动； 运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材； 装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸； 严禁与氧化剂、酸类、卤素等混装、混运； 夏季应早晚运输，防止日光曝晒； 中途停留时应远离火种、热源； 公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留； 铁路运输时要禁止溜放。
天然气制乙炔的主要方法电弧法：利用电弧产生的高温和热量使天然气裂解成乙炔。 部分氧化法：天然气制乙炔的主要方法，利用部分天然气燃烧形成的高温和产生的热量为甲烷裂解成乙炔创造条件。 热裂解法：利用蓄热炉将天然气燃烧产生的热量储存起来，然后再将天然气切换到蓄热炉中使之裂解生成乙炔。
部分氧化法
天然气部分氧化热解制乙炔的工艺包括两个部分，一是稀乙炔制备，另一个是乙炔的提浓。工艺流程如图所示。
1—预热炉 2—反应器 3—炭黑沉降槽 4—淋洗冷却塔 5—电除尘器 6—稀乙炔气柜 7—压缩机 8—预吸收塔 9—预解吸塔 10—主吸收塔 11—逆流解吸塔 12—真空解吸塔 13—二解塔
部分氧化法的不足之处：
1）部分氧化法是通过甲烷部分燃烧作为热源来裂解甲烷，因此形成的高温环境温度受限，而且单吨产品消耗的天然气量过大；
2）部分氧化法必须建立空分装置以供给氧气，由于有氧气参加反应，使生产运行处于不安全范围内，因而必须增设复杂的防爆设备。氧的存在还使裂解气中有氧化物存在，增加了分离和提浓工艺段的设备投资；
3）裂化气组成比较复杂，C2H2为8.54%、CO为25.65%、CO2为3.32%、CH4为5.68%和H2为55%。这给分离提浓工艺的消耗及人员配置等诸方面都带来了麻烦，从而增加了运行成本。
电弧法电弧法制乙炔是利用气体电弧放电产生的高温对天然气进行热裂解制得乙炔的。图为天然气电弧法制乙炔的工艺流程图。 1—电弧炉 2—炭黑沉降器 3—旋风分离器 4—泡沫洗涤塔 5—湿式电滤器 6—碱洗塔 7—油洗塔 8—气柜 9—解吸塔 10—加器 11—冷却器 12—贮槽 13—泵
电弧法的优缺点： 电弧法要求天然气中的CH4的含量要较高。以甲烷的量为92.3 %的天然气使用电弧法裂解所得裂解气制的烃类体积分数（%）如下表所示。
优点：迅速地作用在反应物上，烃转化为乙炔比部分氧化法明显高很多；做到了原料的循环利用，提高了原料利用率，并提高了乙炔产率；
缺点：对操作变化很敏感，当操作不当会导致大量的副产物形成，因此不能很好地控制甲烷的裂解程度，因而尽管已经工业化，但并未得到广泛使用。
氢氰酸的主要用途及4种典型生产工艺
氰化氢HCN亦名无水氢氰酸。是一种剧毒化学品在常温常压下极易扩散。
这种性质使它在运输和使用中受到限制，甚至还可能被恐怖分子用来危害人类。鉴于这些，主要的氢氰酸生产国家开始对氢氰酸的生产和使用进行了严格的限制。
氢氰酸主要用途
氢氰酸的用途很广，可用于制造尼龙、杀虫剂、丙烯腈和丙烯酸树脂、金银铜等的电镀、金银等的采矿业、制药灭鼠药、有机合成等离子蚀刻等。
尤其是已二醇和甲基丙烯酸酯树脂，对氢氰酸的需求就显示出很大的市场强劲。
危险防护
健康危害：抑制呼吸酶，造成细胞内窒息。
急性中毒：短时间内吸入高浓度氰化氢气体，可立即呼吸停止而死亡。非骤死者临床分为4期: 可致眼、皮肤灼伤，吸收引起中毒。
慢性影响：神经衰弱综合征、皮炎。
燃爆危险：本品易燃，高毒。
急救措施
皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用流动清水或5%硫代硫酸钠溶液彻底冲洗至少20分钟，在有六氟灵的情况下立即使用六氟灵冲洗，建议一次使用一整瓶，就医。
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。也可使用六氟灵进行冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸(勿用口对口)和胸外心脏按压术。给吸入亚硝酸异戊酯，就医。
食入：饮足量温水，催吐。用1：5000高锰酸钾或5%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医。
消防措施
危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。长期放置则因水分而聚合，聚合物本身有自催化作用，可引起爆炸。
有害燃烧产物：氮氧化物。
灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。消防人员必须穿戴全身专用防护服，佩戴氧气呼吸器，在安全距离以外或有防护措施处操作。灭火剂：干粉、抗溶性泡沫、二氧化碳。用水灭火无效，但须用水保持火场容器冷却。用雾状水驱散蒸气。
防爆措施：加入0.001%-0.5%的硫酸，磷酸，甲酸等酸性物质作稳定剂或用活性炭吸附储存，水含量控制在1%以内，防止其自聚合催化反应。
操作、储存、运输
操作注意事项：
储存注意事项：
运输注意事项： 铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装； 运输前应先检查包装容器是否完整、密封，运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏； 严禁与酸类、氧化剂、食品及食品添加剂混运； 运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备； 运输途中应防曝晒、雨淋，防高温； 运输时所用的槽(罐)车应有接地链，槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电； 中途停留时应远离火种、热源； 公路运输时要按规定路线行驶，禁止在居民区和人口稠密区停留。
主要生产工艺
生产HCN的传统工艺主要有Andrussow法以及由它引出的一系列氨氧化法、BMA法、丙烯腈副产法、轻油裂解法。
在国外主要使用直接法，也就是Andrussow法。
我国主要采取丙烯腈副产法生产氰化氢。主要氢氰酸生产企业有上海石化股份有限公司、大庆石化总厂、抚顺石化公司、河北诚信、安徽曙光等 。
1安氏法
氨氧化法就是在氨氧化催化剂的存在下，将氨源和氧源以及可氨氧化的有机物高温转化为氰化物的方法。
最传统的氨氧化法是Andrussow法，是由德国I.G公司安德罗索夫（L.Andrussow）提出，并在德国首先实现工业化生产氢氰酸的一种方法。
Andrussow法亦称安氏法或直接法，采用的主要原料是甲烷、氨气和氧气，故又叫甲烷氨氧化法。它是20世纪50年代完成的工业生产方法，是生产氢氰酸的主要方法。
该法是在常压、1000℃以上的条件下，将原料混合气通入由铂、铑合金催化剂（铂和铑按9:1制成直径为0.076 mm的丝网）或由铂铱合金制成的丝网状催化剂床，进行的氨氧化反应，其反应式为： 2CH4 2NH3 3O2→2HCN 6H2O
需要注意的是，该法的转化率一般为60~70%，且为保证产率，生产过程要求较高的温度和较短的时间，使反应速度达到平衡。
2BMA法
BMA法也是一种传统的工艺方法，它产生于与20世纪50年代末。
它是对Andrussow法的改进，即在BMA法中不需要氧气参加反应。是甲烷和氨气在常压、l3000C以上的条件下进行的反应，使用的催化剂是管状的铂固定反应床，长约2m，内径约16 ~l8 mm。
该反应是在铂床的内表面进行的，为了保证反应温度，一般在管状催化剂的周围充入可燃性气体。反应过程是将甲烷和氨气的混合气体通入反应床，并迅速加热到1300℃。
需要注意为了避免催化剂生碳，甲烷和氨气最好按分子数比为1.08：l.001反应。反应式为NH3 CH4=HCN 3H2。
该法的产率为80~85%，很显然与直接法相比产率有所提高，而且生成的氢气还可以循环利用，但使用该法生产氢氰酸投资很大，而且与安氏法相比反应时间较长，造成更多的NH3和CH4分解为N2和焦炭，从而影响了产率。
3丙烯晴副产法
丙烯腈副产法是20世纪60年代开发的索亥俄工艺，它是用丙烯氨氧化法制丙烯腈副产氢氰酸的方法。
世界丙烯脂生产约90%采用该工艺。
该法以石油气中丙烯、氨和空气为原料，丙烯与氨按一定比例混合送入氧化反应器，由分布器均匀分散到催化剂床层中，空气按一定比例从反应器底部进入经分布板向上流动，与丙烯、氨混合并使催化剂床层流化。反应物在440~4500C和催化剂作用下生成丙烯腈。同时生成氰化氢、乙腈、一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸及水等。主反应方程式为： CH6 NH3 3/2O2→C3H3N 3H2O
生成氰化氢的副反应为： CH3CH=CH2 O2→3HCN 6H2O
副产品氰化氢约为主产品丙烯腈的0.1~0.15倍。
丙烯腈副产法也有很多不可忽略的缺点，如易燃易爆气体的泄露等问题。但是大型丙烯腈装置副产氢氰酸在目前是成本最低、最经济的方法，它显示了经济合理的绝对优势。
4轻油裂解法
轻油裂解法是以轻油（或汽油）、液氨和烧碱为主要原料，石油焦粒和氮气为辅助原料的生产法。
首先使轻油和液氨气化，并按比例在雾化器中混合预热至2800C，通过三相电极浸入石油焦粒层导电发热的沸腾反应炉，在常压、14500C高温下即可裂解成含20~25%氢氰酸的裂解气。
该法是我国研究开发的生产工艺，目前为国内部分中小企业所采用。
由于该生产工艺中采用的原料、中间产品和最终产品多为易燃易爆或剧毒有害物质，生产操作中潜在的危险性较大，加之有些中小企业设备简陋、人员素质低下事故隐患很多。因此一般不采用该法生产氢氰酸。
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发表于 2022-9-14 14:56:20
