[發明專利]一種帶水分回收系統的用低階煤生產輕質芳烴的系統及方法

在審

• 申請號: 201710534322.8
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107216895A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 許梅梅;閆琛洋;于家琳;史雪君;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京華福工程有限公司
• 主分類號: C10B53/04
• 分類號: C10B53/04;C10B57/18;C10B57/00;C10H19/00;C10H21/00;C07C2/48;C07C15/02;C01B32/942;C01B32/40
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及由低階煤制備輕質芳烴的組合工藝，更具體地，涉及一種用低階煤生產輕質芳烴的系統及方法。

背景技術

我國的能源格局一直是富煤、貧油、少氣。煤炭儲量可達世界煤炭儲量的17％。其中褐煤、長焰煤等低階煤資源儲量豐富，占我國煤炭儲量及煤炭產量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有技術無法充分利用其資源價值，導致了煤炭資源的巨大浪費。2015年4月國家能源局發布了《煤炭清潔高效利用行動計劃(2015-2020)》，將煤炭分質分級利用地位顯著提高，大力倡導低階煤提質技術的研發和示范。因此，開發低階煤的清潔高效利用新途徑具有十分重大的現實意義。

苯、甲苯和二甲苯等輕質芳烴都是非常重要的化工基礎原料，廣泛應用于生產橡膠、纖維、塑料和染料等化工產品。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，開發新的由低階煤生產苯等輕質芳烴的技術勢在必行。

現有技術中利用煤干餾產物煤焦油制取輕質芳烴的方法，該方法將煤焦油切割成<200℃輕質餾分和>200℃重質餾分，輕質餾分進入兩個固定床加氫反應器進行選擇性加氫，所得的產物經氣提、蒸餾、溶劑萃取等過程得到苯、甲苯、二甲苯等輕質芳烴。該方法用煤焦油替代石油制取輕質芳烴，是芳烴生產的有利補充。但是，煤干餾所得的煤焦油產量較低，一般小于5％，而煤焦油中<200℃餾分不到30％，高溫煤焦油中輕質組分含量更低，因此該方法所產輕質芳烴產量較少，沒有充分利用煤炭資源來生產芳烴，不能從根本上解決石油資源匱乏帶來的芳烴產量降低問題。

因此，為了克服現有技術中的技術缺陷，需要一種由中或低階煤生產苯等輕質芳烴的技術。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種用低階煤生產輕質芳烴的系統及方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種帶水分回收系統的用低階煤生產輕質芳烴的系統，包含：

混合器，該混合器包含第一物料進口和第二物料出口；

旋轉床熱解裝置，包括第二物料進口，第三物料出口和第一氣體出口，第二物料進口與第二物料出口相連；

電石爐，該電石爐包含第三物料進口、第四物料出口和第二氣體出口，電石爐的三物料進口與旋轉床熱解裝置的第三物料出口相連；

乙炔發生器，該乙炔發生器包含第四物料進口、第三氣體出口和第五物料出口，乙炔發生器的第四物料進口與電石爐的第四物料出口相連；乙炔發生器的第三氣體出口用于排出生成的乙炔；

乙炔制芳烴反應器，該乙炔制芳烴反應器具有進料管線、氣體分布器、反應套管、加熱爐和出料管線；進料管線設置有入口和出口，入口用于通入包含第三氣體的氣體物料；氣體分布器設置在反應套管的內部且位于反應套管的上端并且與進料管線的出口連通；反應套管內填充用于蓄熱的陶瓷蜂窩體；反應套管貫穿加熱爐，加熱爐正對反應套管的中部；出料管線與反應套管的下端連通；

水分回收系統，包括自然沉降器和蒸發濃縮器，自然沉降器具有第五物料進口和第六物料出口，第五物料進口與乙炔發生器的第五物料出口相連；蒸發濃縮器具有第六物料進口和第四氣體出口，第六物料進口與自然沉降器的第六物料出口相連。

進一步地，第二物料進口與第二物料出口之間設置有壓球裝置，壓球裝置用于對第二物料壓球。

進一步地，乙炔制芳烴反應器的進料管線的入口可斷開式地連接混合罐，混合罐用于混合通入乙炔制芳烴反應器的氣體。

進一步地，蒸發濃縮器的第四氣體出口與乙炔制芳烴反應器的進料管線的入口設置為可斷開式連接。

進一步地，乙炔制芳烴反應器的反應套管的內徑、反應套管的長度和加熱爐的長度的比例為(2-10)：70：40。

另一方面，本發明提供一種使用如上所述的系統生產芳烴的方法，包括以下步驟：

1)原料混合和熱解：將生石灰粉末和低階煤粉末在混合器中混合得混合粉料，混合粉料進入旋轉床熱解裝置進行熱解，得到熱解油氣和提質后物料；

2)生產電石：提質后物料進入電石爐中生產電石和一氧化碳；

3)生產乙炔：將步驟2)得到的電石在乙炔發生器中與水反應，得到乙炔和電石渣漿；

4)回收電石渣漿中的水分：使步驟3)所得的電石渣漿進入自然沉降器經過自然沉降后得到上清液，使上清液進入蒸發濃縮器進行蒸發濃縮得到水蒸氣；