[發(fā)明專利]一種具有污水回用功能由粉煤制備輕質(zhì)芳烴的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710534285.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN107176900A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳道洪;許梅梅;閆琛洋;于家琳;史雪君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華福工程有限公司
• 主分類號(hào): C07C2/48
• 分類號(hào): C07C2/48;C07C15/04;C02F1/58;C10H21/00;C02F103/34
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11278
• 代理人: 陳黎明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由中低階粉煤制備輕質(zhì)芳烴的組合工藝，更具體地，涉及一種中低階粉煤經(jīng)過快速熱解裝置后與生石灰混合生產(chǎn)電石，利用電石法生產(chǎn)乙炔，再由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

我國(guó)的能源格局一直是富煤、貧油、少氣，煤炭?jī)?chǔ)量可達(dá)世界煤炭?jī)?chǔ)量的17％。其中褐煤、長(zhǎng)焰煤等低階煤資源儲(chǔ)量豐富，占我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量及煤炭產(chǎn)量50％以上，但由于低階煤水含量高，直接燃燒或氣化效率低且現(xiàn)有技術(shù)無法充分利用其資源價(jià)值，導(dǎo)致了煤炭資源的巨大浪費(fèi)。2015年4月國(guó)家能源局發(fā)布了《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020)》，將煤炭分質(zhì)分級(jí)利用地位顯著提高，大力倡導(dǎo)低階煤提質(zhì)技術(shù)的研發(fā)和示范。因此，開發(fā)低階煤的清潔高效利用新途徑具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

苯、甲苯和二甲苯等輕質(zhì)芳烴為最重要的化工基礎(chǔ)原料之一，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)橡膠、纖維、塑料和染料等化工產(chǎn)品。目前，芳烴主要來源于石油化工中的催化重整和烴類熱解，僅有約10％來源于煤炭化工。但是目前石油資源越來越匱乏，因此，開發(fā)新的由低階煤生產(chǎn)苯等輕質(zhì)芳烴的技術(shù)勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要是解決中低階粉煤清潔高效利用和芳烴需求增長(zhǎng)的問題，提供一種低階煤與生石灰生產(chǎn)乙炔、氫氣等，再由乙炔生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴的系統(tǒng)和方法，

具體地，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本文提供了一種由粉煤制備輕質(zhì)芳烴的系統(tǒng)，包括：

快速熱解裝置、油氣分離裝置、凈化裝置、電石爐、乙炔發(fā)生器、乙炔制芳烴反應(yīng)器；

其中，

所述快速熱解裝置包括粉煤進(jìn)口、熱解油氣出口和半焦出口；

所述油氣分離裝置包括熱解油氣進(jìn)口、進(jìn)水口、煤焦油出口、熱解氣出口和污水出口，所述熱解油氣進(jìn)口與所述快速熱解裝置的所述熱解油氣出口相連；

所述凈化裝置包括熱解氣進(jìn)口、以及多個(gè)氣體出口，所述熱解氣進(jìn)口與所述熱解氣出口相連，所述多個(gè)氣體出口用于排出分離的氣體；

所述電石爐包括物料入口、電石出口、一氧化碳出口，所述物料入口用于送入生石灰和來自所述快速熱解裝置的半焦；

所述乙炔發(fā)生器包括電石入口、乙炔出口，所述電石入口與所述電石爐的電石出口相連；

所述乙炔制芳烴反應(yīng)器包括自上而下依次密封連接的進(jìn)料管線、氣體分布器、反應(yīng)套管和出料管線，以及加熱爐，所述進(jìn)料管線與所述乙炔出口、所述一氧化碳出口、所述凈化裝置的所述多個(gè)氣體出口可斷開式連接，所述反應(yīng)套管中填裝有陶瓷蜂窩體，所述反應(yīng)套管貫穿設(shè)置在所述加熱爐內(nèi)部且所述加熱爐正對(duì)所述反應(yīng)套管的中部。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括脫硫脫氮裝置，所述脫硫脫氮裝置包括污水進(jìn)口和凈化水出口，所述污水進(jìn)口與所述油氣分離裝置的污水出口相連。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括換熱器，所述凈化水出口連接所述換熱器；所述換熱器具有水蒸氣出口；所述水蒸氣出口與所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線可斷開式連接。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括氮?dú)夤蓿龅獨(dú)夤抻糜谙蛩鲆胰仓品紵N反應(yīng)器的進(jìn)料管線輸送氮?dú)狻?/p>

本發(fā)明中，“可斷開式連接”是指非固定連接，這樣的連接方式在需要連接時(shí)可以連接，在需要斷開時(shí)也可以斷開。

另一方面，本發(fā)明提供一種采用上述系統(tǒng)由粉煤制備芳烴的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)使粉煤進(jìn)入快速熱解裝置進(jìn)行提質(zhì)，得到半焦和熱解油氣，所述熱解油氣經(jīng)油氣分離裝置分離后得到熱解氣、煤焦油和污水，所述熱解氣經(jīng)凈化裝置凈化后得到氫氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、輕質(zhì)烴類；

(2)使生石灰與步驟(1)得到的所述半焦一起送入電石爐中反應(yīng)，得到電石和一氧化碳；

(3)使步驟(2)得到的電石在乙炔發(fā)生器中與水反應(yīng)，得到乙炔；

(4)將步驟(1)中得到的二氧化碳、氫氣、甲烷，步驟(2)得到的一氧化碳和步驟(3)中得到的乙炔加入乙炔制芳烴反應(yīng)器中進(jìn)行熱反應(yīng)和催化反應(yīng)，得到的液相產(chǎn)物即芳烴。

進(jìn)一步地，所述方法還包括污水凈化：通過脫硫脫氮裝置對(duì)步驟(1)中的污水凈化得到凈化水。

任選，當(dāng)步驟(4)所述的反應(yīng)過程進(jìn)行一段時(shí)間且所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中存在積炭時(shí)，所述方法還包括：步驟5)反應(yīng)器在線再生步驟：所述凈化水經(jīng)換熱器換熱得到水蒸氣，向所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中通入所述水蒸氣與積炭反應(yīng)，去除積炭，使反應(yīng)器在線再生，所述在線再生結(jié)束后繼續(xù)步驟(4)。

進(jìn)一步地，步驟5)中，向所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中通入所述水蒸氣之前，先通過所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線向所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中吹掃氮?dú)狻?/p>