[發(fā)明專利]一種蘭炭經(jīng)電石合成丙烯酸的系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711155092.0
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN107903162A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳黎陽;余海鵬;史雪君;蘇二強(qiáng);鄭慶慶;王飛;吳道洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華福工程有限公司
• 主分類號(hào): C07C51/14
• 分類號(hào): C07C51/14;C07C57/04;C01B32/942;C01B32/40
• 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: 回旋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種蘭炭經(jīng)電石合成丙烯酸的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

蘭炭又稱半焦，是以優(yōu)質(zhì)侏羅紀(jì)不粘煤和弱粘煤為原料，通過中低溫干餾(600-800℃)工藝生產(chǎn)制得的優(yōu)質(zhì)焦炭，蘭炭產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電石、鐵合金、化肥造氣、生鐵冶煉、高爐噴吹等生產(chǎn)領(lǐng)域和城市居民潔凈用煤。在我國(guó)蘭炭主要消費(fèi)領(lǐng)域中電石領(lǐng)域消費(fèi)量占蘭炭總消費(fèi)量的80％以上，其他領(lǐng)域消費(fèi)量總和占蘭炭總消費(fèi)量不超過20％。蘭炭生產(chǎn)電石過程中會(huì)產(chǎn)生富含CO的電石爐尾氣，目前大量的電石生產(chǎn)企業(yè)僅是將尾氣放空或火炬直接燒掉，浪費(fèi)了大量的CO資源。

目前蘭炭生產(chǎn)電石主要用于生產(chǎn)PVC，采用的催化劑主要為含汞催化劑，隨著PVC產(chǎn)能的飽和以及對(duì)環(huán)保的要求越來越高，急需尋找高附加值的電石下游產(chǎn)品。

乙炔羰基化制丙烯酸是以乙炔、CO和水為原料，在催化劑的作用下合成丙烯酸的過程。我國(guó)煤、天然氣資源豐富，而且富產(chǎn)電石，并且電石法制乙炔尾氣中含有大量的一氧化碳可作為乙炔羰基合成丙烯酸的羰基源，因此，此工藝在我國(guó)發(fā)展具有資源優(yōu)勢(shì)。

丙烯酸分子內(nèi)含有一個(gè)碳-碳雙鍵和一個(gè)羧基，是一種重要的化工基礎(chǔ)原料。丙烯酸被廣泛用作合成高分子材料的單體和合成丙烯酸酯，用于涂料、紡織、粘合劑、皮革、纖維等領(lǐng)域。開發(fā)由蘭炭生產(chǎn)丙烯酸的技術(shù)有很大發(fā)展前景。

目前，丙烯酸的工業(yè)生產(chǎn)主要采用丙烯部分氧化法和乙炔羰基合成法。丙烯部分氧化法以廉價(jià)的丙烯為原料，生產(chǎn)成本較低，但是此法過分依賴十分緊張的石油資源。而乙炔羰化法不依賴石油，特別適合于貧油、富氣、富煤國(guó)家或地區(qū)發(fā)展精細(xì)化工。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種蘭炭經(jīng)電石合成丙烯酸的系統(tǒng)及方法。能有效克服當(dāng)前石油法制丙烯酸工藝流程長(zhǎng)、投資高、水量需求大的缺點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明，提供一種蘭炭經(jīng)電石合成丙烯酸的系統(tǒng)，包括：

電石系統(tǒng)，電石系統(tǒng)包含電石爐，電石爐包括蘭炭入口、生石灰入口、電石出口和尾氣出口；

乙炔發(fā)生器，乙炔發(fā)生器包括電石入口、水入口和乙炔出口，乙炔發(fā)生器與電石系統(tǒng)相連；

分離提純裝置，分離提純裝置包括尾氣入口、一氧化碳出口以及廢氣出口，尾氣入口與電石爐的尾氣出口相連；

羰基化反應(yīng)器，羰基化反應(yīng)器包括乙炔入口、一氧化碳入口、水入口和丙烯酸產(chǎn)物出口，乙炔入口與乙炔發(fā)生器的乙炔出口相連，一氧化碳入口與分離提純裝置的一氧化碳出口相連。

進(jìn)一步地，羰基化反應(yīng)器還包括燃料氣入口，燃料氣入口用于為羰基化反應(yīng)器的加熱裝置提供燃料氣；燃料氣入口與分離提純裝置的廢氣出口相連。

進(jìn)一步地，電石系統(tǒng)還包含電石破碎裝置，電石破碎裝置用于對(duì)電石爐中產(chǎn)生的電石進(jìn)行破碎處理；電石破碎裝置具有物料入口和碎料出口；物料進(jìn)口與電石爐的電石出口相連，碎料出口與乙炔發(fā)生器的電石入口相連。

進(jìn)一步地，分離提純裝置是變壓吸附裝置、深冷分離裝置、膜分離裝置的一種或多種組合。

進(jìn)一步地，羰基化反應(yīng)器是釜式反應(yīng)器、列管式反應(yīng)器或漿態(tài)床反應(yīng)器。

根據(jù)本發(fā)明，還提供一種如上的系統(tǒng)由蘭炭合成丙烯酸的方法，包括：

1)將蘭炭和生石灰粉末輸送至電石爐進(jìn)行電石反應(yīng)，得到電石和富含一氧化碳的尾氣；

2)將電石在電石破碎裝置內(nèi)破碎，得到電石顆粒；將富含一氧化碳的尾氣經(jīng)過分離提純裝置處理，得到一氧化碳和剩余尾氣；

3)電石顆粒輸送至乙炔發(fā)生器中與水發(fā)生反應(yīng)，得到乙炔氣；

4)將水、步驟3)得到的乙炔氣和步驟2)得到的一氧化碳通入羰基化反應(yīng)器中并發(fā)生反應(yīng)，獲得產(chǎn)品丙烯酸。

進(jìn)一步地，步驟2)中產(chǎn)生的剩余尾氣輸送至羰基化反應(yīng)器的燃料氣入口，用于作為羰基化反應(yīng)器的加熱裝置的燃料氣。

進(jìn)一步地，步驟2)中，電石顆粒的粒徑不大于80mm。

更進(jìn)一步地，步驟2)中，電石顆粒的粒徑為50-80mm，可以在保證破碎成本較低的同時(shí)使乙炔氣的品質(zhì)和產(chǎn)率最佳。

進(jìn)一步地，步驟1)中，蘭炭與石灰粉的質(zhì)量比為(0.63-0.7)∶1。

進(jìn)一步地，步驟3)中，電石顆粒與水的質(zhì)量比為(4.2-4.8)∶1。

進(jìn)一步地，步驟2)中分離提純后的一氧化碳的純度可達(dá)99％以上。

本發(fā)明的有益效果是：