[發明專利]一種兩段式電石爐粉煤制乙烯的工藝及系統

有效

• 申請號: 201510431319.4
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN104987275B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 余海鵬;史雪君;車中山;張順利;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C5/09;C07C7/04;C10B53/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王文君,董媛

1.一種兩段式電石爐粉煤制乙烯的工藝，其特征在于，包括如下步驟：

(1)兩段式電石生產

將粉煤和生石灰粉料按照質量比(1-1.2):1進行混合、成型，所得成型固體原料進入兩段式電石爐的上段熱解爐腔進行中高溫熱解處理，得到固體產物和熱解氣體產物；所述上段熱解爐腔處理條件為：溫度為600～1000℃，時間為30～90min，所述粉煤和生石灰粉料進入兩段式電石爐前需破碎至20～100μm；

所述固體產物進入兩段式電石爐的下段冶煉爐腔進行電石生產，最終得到電石、電石尾氣；所得電石尾氣向上再進入兩段式電石爐的上段與其中的成型固體原料進行換熱；所述下段冶煉爐腔處理條件為：溫度為1400℃～1750℃，時間為5～30min；

(2)CO變換、脫碳制氫

在兩段式電石爐的上段換熱后的電石尾氣與熱解氣體產物混合得到混合尾氣，經過凈化后，一部分混合尾氣中的CO與蒸汽發生CO變換反應，所得產物進行脫碳，至所述氫氣中二氧化碳含量低于10ppm、冷卻分離得到氫氣；

(3)乙炔發生

步驟(1)所得電石與水進行反應得到乙炔及電石渣，乙炔經冷卻、凈化后送至乙炔加氫反應工序；

(4)乙炔加氫反應

在一定壓力下，采用液相溶劑吸收步驟(3)制得的乙炔，再將吸收乙炔的液相溶劑與步驟(2)所得氫氣一并送入加氫反應器；

(5)深冷分離

采用壓縮和深度冷卻方法將乙炔加氫反應所得產物進行深冷分離得到產物乙烯。

2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(1)中，所述粉煤為低階粉煤，選自長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、貧煤、瘦煤中的一種或多種；所述粉煤和生石灰粉料進入兩段式電石爐前需破碎至20～100μm。

3.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(3)中，將所述電石破碎至粒度為200～400mm，送入乙炔發生器中與水進行反應，生成的乙炔氣經冷卻、凈化脫除其中的磷化氫、硫化氫，再經堿中和去除其中的酸霧。

4.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于，步驟(4)中，所述氫氣與乙炔體積比為3～10:1；所述催化劑采用鈀為主活性組分、銀和釕為助劑、三氧化二鋁為載體的催化劑；所述加氫反應條件為：反應壓力為1.5～7.5MPa，反應溫度為130～185℃。

5.根據權利要求1-4任一所述的工藝，其特征在于，將步驟(2)產生的CO₂通入步驟(3)得到的電石渣中進行碳化反應得到碳酸鈣，再經表面改性、脫水、干燥得到粉狀碳酸鈣。

6.一種適用于權利要求1～5任一項所述兩段式電石爐粉煤制乙烯工藝的系統，其特征在于，包括兩段式電石生產單元、CO變換脫碳制氫單元、乙炔發生單元、乙炔吸收單元、乙炔加氫反應單元；

其中，所述兩段式電石生產單元為兩段式電石爐，所述兩段式電石爐包括相互連通的上段熱解爐腔和下段冶煉爐腔，且下段冶煉爐腔內設有加熱裝置；

所述兩段式電石生產單元的出氣口與CO變換脫碳制氫單元的進氣口管道連接，所述兩段式電石生產單元的電石出料口與乙炔發生單元的進料口管道連接；

所述乙炔發生單元的出氣口與乙炔吸收單元的進氣口管道相連；

所述乙炔加氫反應單元的進氣口與所述CO變換脫碳制氫單元的氫氣出氣口管道連接，其液相進口與所述乙炔吸收單元的液相出口管道相連；

所述系統還包括一深冷分離單元，所述深冷分離單元通過管道與乙炔加氫反應單元的氣體產物出口相連接。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述兩段式電石生產單元的下段冶煉爐腔可為燃氣熔分爐。

8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述系統還包括電石渣碳化單元，其分別與乙炔發生單元的電石渣出口及CO變換脫碳制氫單元的CO₂出口連接。