摘要：针对天然气部分氧化裂解制乙炔工艺来说，其早期频繁出现的着火现象较为严重，不利于工艺生产的良好进行。对此，本文通过天然气裂解制乙炔工艺中的频繁早期着火原因进行了充分分析，通过相关的理论知识以及大量的实践应用后，提及了一些综合且全面的有效解决这一问题的对策，从而使得频繁早期着现象的发生得到了有效的减少，给安全高效的生产运行提供了一定保障。
关键词：天然气；裂解；制乙炔工艺；频繁；早期；着火原因
天然气裂解制乙炔工艺中的频繁早期着火，严重影响着企业安全、稳定、高效的生产。一些专业研究人员通过大量的实践研究分析，对早期频繁着火的基本原因进行了挖掘，进而明确了原料气中含有的铁屑以及天然气流量波动、相关人员操作不当等问题是引起早期频繁着火的主要原因，对此，根据以上问题，制定了相应针对性的解决对策，对天然气裂解制乙炔工艺中的频繁早期着火现象进行了有效的改善。
一、天然气裂解原理分析
天然气裂解炉的构成部分主要包含：混合室、燃烧器、反映室、冷却室以及壳体，其中的混合室内主要工作内容是对预热后的天然气以及氧气进行快速混合，之后会通过燃烧器进行充分燃烧进而进入到反应室，燃烧器的出口处是混合气进行燃烧的主要场所；此外，需要给裂解炉的燃烧器提供一部分辅氧，从而保障天然气-氧气混合气体的稳定燃烧，这部分起辅助作用的氧气会通过燃烧器的喷嘴部位进入到反应室内，而流量控制器会恒定燃烧用氧气的流量。反应室中进行部分氧化以及热裂解反应的天然气需要在1400摄氏度至1500摄氏度温度内进行。
二、天然气裂解制乙炔工艺中的频繁早期着火原因
在使用天然气部分氧化法开展制乙炔工艺过程中，铁屑粉尘类的杂质是会对其产生严重影响的物质。因为一旦存有这些杂质，就无法保障乙炔炉的稳定性能，同时这些粉尘也是影响乙炔炉早期着火现象产生的大部分原因。简单来说乙炔炉早期着火就是乙炔炉混合段的天然气以及氧气出现了原本这个阶段内不该出现的燃烧、进而产生着火现象[1]。
（一）铁屑杂质产生的原因和影响
乙炔快早期着火在-20摄氏度以下的环境中较为频繁，主要原因是天然气中存有一定水分在低温环境中会结冰，并且天然气中的丙烷很有可能与水产生一定反应进而形成一种固态水合物质，在天然气管道中这些固态水合物颗粒的流动性较强、且流动过程中会出现碰撞现象，从而导致天然气管道会脱落一些铁屑或焊渣等杂质，这些铁屑杂质会跟随气流进入到乙炔炉混合段内，此时铁屑与氧气就会通过氧化反应而生成二氧化铁，这种热作用反应会把原本天然气500摄氏度以上的温度再次升温，天然气达到着火点就会出现早期着火现象，进而使气体体积逐渐膨胀，造成乙炔炉混合段压力差过大，单乙炔台炉被迫停车、进而影响生产。
（二）天然气流量产生的原因和影响
调节阀调节天然气流量的过程中也会相对的起到一定节流功能，而天然气在低温的冬季不可避免的就会含有部分水分，而在调节阀的缩颈部位、水会产生结冰现象，从而使得天然气的流量逐渐变小，此时为了使流量值能够达到设定的标准，调节阀的自动打开功能就会开始工作，而随着阀门的移动冰块就会出现破裂，进而会到导致天然气流量骤然变大，而调节阀就会根据设定的标准流量值进行自动关小工作，一旦发生这个现象而导致的后果就是骤然增多或减小的天然气流量问题，促使烧嘴板内气流流量出现不稳定现象，如时大时小，此时回火的情况极有可能会发生，而一旦出现回火情况、就会产生火苗进而进入混合室内，进而造成早期着火问题[2]。此时为了对一些可能会出现的严重燃烧爆炸事故的发生得到有效避免，在这个工艺中对压差连锁进行了较为全面、合理的设置，使得火苗能够极大程度被25公斤的氮气所扑灭。
（三）操作员操作习惯原因
负责生产系统操作监控以及调节的操作人员，在调节操作参数时会根据生产的实际情况来进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而为了对整个裂解装置工艺的稳定性提供保障，应对各主要控制点的流量、液位、压力、温度等多项参数给予一定注意，同时还应对前后兼顾、全面平衡的原则严格坚守，对各项应控制的主要参数进行调整并稳定。有研究人员通过对早期着火次数进行长期的统计，并通过对主要控制参数趋势图分析后得出，操作人员的操作水平也是引起早期频繁着火现象的一部分原因。尤其是在以下几个环节：增减裂解炉负荷、预热炉温度矫正、向下游工序送气过程，不能把相应参数控制在稳定范围内，因而这几个环节发生早期频发着火的几率通常高于其它环节[3]。
三、天然气裂解制乙炔工艺中的频繁早期着火解决措施
（一）解决铁屑问题
为了对铁屑引起的早期着火给予有效解决，就必须做到清除干净天然气中存有的铁屑杂质。一，从出现铁屑问题的源头给予解决，在设备开车前期应进行化学除锈方式清洗天然气管道；二，在天然气进入预热炉的前期环节设置过滤器装置、对碰撞产生的铁屑杂质行过滤措施；三，条件允许情况下改变天然气管道，把原来管道更换为不锈钢管材质，唯一的缺点就是更换消耗的资金极大；四，把蒸汽加入到天然气进入预热炉前的环节；加入蒸汽这项措施效果较为明显，其提升了气体的质量纯度，通过对一些化学反应的利用、在铁屑进入混合段前期就让其开始氧化反应，使得铁屑在混合段的氧化得到了有效避免；同时还应把微量氧气加入到天然气管线上，此时为了保障微量氧气和天然气之间能够充分混合、要逆向加入氧气，并且加入氧气的位置应在总管口处，是为了保障足够的反应时间；天然气中含氧量应控制在0.3%（V）内，利用这一微量的氧气提前氧化天然气中的铁屑，有效实现了天然气中铁屑杂质的清除[4]。
（二）解决天然气流量不稳定问题
天然气流量不稳定的解决措施就是要在天然气进入流量调节阀之前就升高其温度，如此才能对天然气中含有的水分在调节阀缩颈处、因温度过低问题而出现的结冰问题给予有效解决[5]。主要措施就是在地面以上部分约400m的天然气管道做多股蒸汽伴热，进而把保温工作做好，将原来5-8摄氏度的天然气提温3摄氏度以上，有效改善天然气结冰问题并解决着火问题。
（三）加强操作人员培训力度
为了保障各环节标准参数控制，企业应保持定期对操作人员进行系统化的专业培训，同时通过以往早期着火的一些经验进行分析并通过实际操作，加强操作人员各项参数的控制力度，针对增减裂解炉负荷、预热炉温度矫正、向下游工序送气过程这几个容易频发着火问题的环节应加强针对性的培训，在实际操作以及以往经验中进行综合总结和分析，进而促使操作人员的操作能力得以有效提升。
结束语
天然气裂解制乙炔工艺，较为普遍存在的现象就是裂解炉早期频繁着火问题，这种着火问题的发生大幅度降低了生产的安全稳定性能，不利于产能的提高。通过本文的分析可以发现，裂解炉早期频繁着火原因包含偶然因素导致以外、还存有一部分操作人员问题。因此，面对天然气裂解制乙炔工艺中的早期着火问题，应在实际生产中不断发掘、对已经发生的经验进行综合总结，吸取经验教训、科学合理且有针对性的控制引发早期着火原因的问题点，才能使得早期着火问题的发生得以有效减少或避免，保障安全稳定的生产，提高产能。
参考文献：
[1]张红东，杨健，魏万强.抑制裂解炉早期着火的机理探讨及其处理措施[J].化工管理，2018（02）：205.
[2]贾永校.天然气制乙炔技术研究现状与思考[J].化工管理，2017（29）：155.
[3]杨原涛.部分氧化法天然气制乙炔工艺技术探讨[J].化工设计通讯，2017，43（08）：111.
[4]赵生斌，张红东，聂笑蓉.天然气制乙炔早期着火影响因素分析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（14）：110-111.
[5]李晓强，文甜露.天然气部分氧化制乙炔技术的比较[J].化工管理，2017（30）：104.
论文作者:兰伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：天然气论文; 乙炔论文; 铁屑论文; 频繁论文; 流量论文; 氧气论文; 操作论文; 《基层建设》2019年第19期论文;