摘要:天然气非催化部分氧化法已广泛实现工业化,如何进一步降低成本仍是该技术面临的挑战。基于计算流体力学并结合GRI-Mech 3.0化学反应机理,对天然气空气部分氧化制乙炔进行了数值模拟,探讨了其在化学反应及工艺方面的可行性。结果表明,氮气不参与反应;在预热温度为923 K、氧烃比(n(O2)/n(CH4))为0.7和进料流速为200~300 m/s条件下,反应器出口乙炔的浓度(物质的量分数)可达8.9%,高于工业生产过程(7.8%);生成合成气的氢碳比(n(H2)/n(CO))为1.8,略低于以纯氧为氧化剂时的氢碳比。尽管天然气空气部分氧化在产品分离阶段工艺更为复杂,但由于无需高能耗的空分设备及其相关单元操作,仍展现出良好的应用前景。