[發明專利]具有重質芳烴回用功能由粉煤制備輕質芳烴的系統和方法

在審

• 申請號: 201710534872.X
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107216896A
• 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: 陳黎明

技術領域

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

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為最重要的化工基礎原料之一，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。

發明內容

本發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的問題，提供一種低階煤與生石灰生產乙炔、氫氣等，再由乙炔生產輕質芳烴的系統和方法，

具體地，為了實現上述目的，本文提供了一種具有重質芳烴回用功能的由粉煤制備芳烴的系統，包括：

快速熱解裝置，包括第一固體進口、第一氣體出口、第二固體出口和第一液料出口；

電石爐，包括第二固體入口、第三固體出口、第二氣體出口，所述第二固體入口用于送入第二固體和第四固體；

乙炔發生器，包括第三固體入口、第二液料入口，第三氣體出口，所述第三固體入口與所述第三固體出口相連；

乙炔制芳烴反應器，包括自上而下依次密封連接的進料管線、進料密封元件、氣體分布器、反應套管、出料密封元件、出料管線，以及加熱爐，所述進料管線用于通入第三氣體及其他氣體物料，所述反應套管中填裝有陶瓷蜂窩體，所述反應套管貫穿設置在所述加熱爐內部且所述加熱爐正對所述反應套管的中部，所述出料管線用于排出產物；以及

產物分離處理系統，包括分離系統和混合罐，所述分離系統具有產物入口、第三液料出口和第四液料出口，所述產物入口與所述乙炔制芳烴反應器的出料管線相連；所述混合罐具有第一液料入口、第四液料入口和第五液料出口，所述第一液料入口和素數第四液料入口分別與所述第一液料出口和所述第四液料出口相連。

更具體地，所述產物分離處理系統還包括過濾器；所述過濾器包括第五液料入口、第六液料出口，所述第五液料入口與所述第五液料出口相連。

更具體地，所述電石爐的第二氣體出口處設置分流閥，所述分流閥具有第一分流口和第二分流口，所述乙炔制芳烴反應器的進料管線與所述分流閥的第一分流口相連。

更具體地，所述乙炔發生器還與乙炔凈化裝置相連，所述乙炔凈化裝置具有第三氣體進口和乙炔氣出口，所述第三氣體進口與所述第三氣體出口連接，所述乙炔氣出口與所述乙炔制芳烴反應器的進料管線相連。

更具體地，所述系統還包括凈化分離裝置，所述凈化分離裝置與所述快速熱解裝置的第一氣體出口相連，用于對第一氣體凈化分離。

一種采用上述系統由粉煤制備芳烴的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)粉煤熱解和熱解氣的凈化：粉煤進入所述快速熱解裝置進行提質，得到半焦、熱解氣和煤焦油；

(2)將步驟(1)得到的所述半焦與生石灰加入電石爐中反應，得到電石和一氧化碳；

(3)步驟(2)得到的所述電石在所述乙炔發生器中與水反應，得到乙炔產物氣；

(4)芳烴連續生產：將步驟(3)中得到的所述乙炔產物氣、步驟(2)得到的一氧化碳氣連同氫氣、甲烷一起作為反應氣，連續通入乙炔制芳烴反應器中進行熱反應和催化反應，得到芳烴產物；

(5)芳烴產物分離：通過產物分離處理系統將步驟(4)中得到的芳烴產物分離，得到輕質芳烴、重質芳烴和乙烯；

(6)煤焦油稀釋：通過產物分離處理系統使所述重質芳烴和步驟(1)中得到的所述煤焦油混合得到稀釋煤焦油。

進一步地，步驟(6)還包括，使所述稀釋煤焦油經過濾器過濾，得到過濾混合焦油，所述過濾混合焦油可用于生產輕質芳烴。

進一步地，所述方法還包括：將所述熱解氣經凈化分離裝置凈化分離后得到氫氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、其它輕質烴類，所述氫氣、甲烷、二氧化碳用作步驟(4)的反應氣用于生產芳烴。