工业上乙炔的制备方法

工业制取乙炔的方法分为水解电石法、甲烷部分氧化法、等离子体裂解法。

一

电石法分为干法与湿法。

湿法电石法就是把电石（由煤与石灰石熔融而来）加入水中产生乙炔，缺点有：耗水量极大，反应不可控；而且由于水多，导致乙炔在水中部分溶解，降低乙炔产率；残渣（Ca(OH)₂石灰浆）含水量大，需要额外增加设备进行压滤。

干法电石法也是电石与水的反应，但不是电石投入水中，而是反过来，把水加入电石中。先将电石粉碎后，再把水以雾状的形式喷入。由于水是后加入的，可以控制，所以产生的Ca(OH)₂含水量低，不像湿法那样是糊状的，减少了对残渣的处理成本，可直接回收Ca(OH)₂。用水量有效降低（干法相对量为1，湿法相对量约为15），而且不用担心乙炔在水中溶解，产率提高。

不管是干法还是湿法工艺，都有扬尘污染、噪声污染等对人体有害的危险，且乙炔是可燃气体，所以爆炸也是此类工业中常见的危险。

另外，我们在实验室制备乙炔中知道，电石产生乙炔时也会产生H₂S、PH₃等气体，工业也是如此，具体副反应如下。

这些气体其一是会污染环境。其二，乙炔气体生产出来后有一大部分是用于合成工业原料氯乙烯，H₂S、PH₃对合成氯乙烯的催化剂有害。工业上常用浓硫酸或次氯酸钠除杂S、P污染物。

电石法制备乙炔依旧是我国制备乙炔的主流，占比约九成。

二

甲烷部分氧化法，是利用CH₄在高温下分解重整后生成乙炔。

大致流程是：先讲甲烷与氧气按照一定比例混合，加热到一定程度先进行部分燃烧，燃烧放热，可为后续的分解提供热量，进入乙炔炉后，燃烧与分解同时进行，分解重整后，快速进入淬冷室冷却。

我们知道烷烃在长时间高温下会裂解为C与H₂，如果能控制好时间，可以有不同产物。

与想象不同，高温下，CH₄的热稳定性不如乙炔，乙炔的热稳定性又不如C与H₂。甲烷在高温分解时，大体会经历CH₄→CₙHₘ→C+H₂。控制高温持续的时间，可以使CH₄分裂重整为乙炔，在该工艺流程中，会采取淬冷的方法使反应停留在乙炔阶段，防止其继续分解。

该法相比电石法，优点有材料易得（视国家而定），污染较少等。缺点是，由于是可燃气体与氧气在高温下反应，所以有爆炸的危险；甲烷既要燃烧提供热量，又要分解为炔，所以用气量会很大；反应过程会有较多的产物，分离起来也很麻烦。

三

等离子体裂解法是较为新式的制备方法。利用的是等离子体在高温时活性高，在极短时间内合成短链烃。等离子体原料可以来自天然气、焦炉气、煤层气等等低级烷。

相比传统的电石法，等离子体裂解法优点是清洁高效，无电石法产生的各种废渣废液废气，且产生的副产品都是利用价值高的气体，可回收利用。

难点是该反应为毫秒级反应，对设备、控制系统和工艺设计都有高要求。目前工艺不算成熟。

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