由低階煤制備苯的系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了由低階煤制備苯的系統(tǒng)，包括：低階煤破碎裝置、石灰窯、生石灰破碎裝置、壓球裝置、焦?fàn)t、電石爐、電石破碎裝置、乙炔發(fā)生器、乙炔制苯反應(yīng)器和分離裝置。其中，壓球裝置具有低階煤粉末入口、生石灰粉末入口和物料球團(tuán)出口；焦?fàn)t具有物料球團(tuán)入口、煤焦油出口、荒煤氣出口和預(yù)熱球團(tuán)出口；電石爐具有混合物料入口、電石出口和一氧化碳出口；乙炔發(fā)生器具有電石碎料入口、水入口和乙炔出口，所述電石碎料入口與所述電石碎料出口相連；制苯反應(yīng)器具有乙炔入口，二氧化碳入口、一氧化碳入口、氫氣入口、甲烷入口和苯產(chǎn)物出口。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用煤最大化制備苯，從而實(shí)現(xiàn)從低價(jià)值的煤到高附加值的苯的轉(zhuǎn)化。

A system for preparing benzene from lower rank coals

The utility model discloses a system, preparation of benzene by low order coal including low rank coal crushing device, lime kiln, lime crushing device, pressure ball device, coke, calcium carbide furnace, calcium carbide crushing device, acetylene generator, acetylene benzene reactor and separation device. Among them, the ball device has the advantages of low rank coal powder, lime powder and entrance entrance material pellet outlet; oven with the material pellet entrance, the export of coal tar and gas exports and pellet exports; calcium carbide furnace with mixed materials, calcium carbide and carbon monoxide export entrance exit; acetylene generator has the entrance, entrance and exit of broken water acetylene calcium carbide the material, the calcium carbide scrap entrance and the carbide scrap outlet; benzene acetylene reactor with carbon dioxide, carbon monoxide entrance, entrance entrance, entrance, entrance and benzene hydrogen methane product export. The system enables the maximization of the use of coal to prepare benzene, thereby achieving the conversion from low value coals to high added values of benzene.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
由低階煤制備苯的系統(tǒng)
本技術(shù)涉及冶金
，具體而言，本技術(shù)涉及一種由低階煤制備苯的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
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(wú)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(kāi)發(fā)低階煤的清潔高效利用新途徑具有十分重大的顯示意義。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(lái)源于石油化工中的催化重整和烴類(lèi)熱解，僅有約10％來(lái)源于煤炭化工。但是目前石油資源越來(lái)越匱乏，因此，開(kāi)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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本技術(shù)的一個(gè)目的在于提出一種由低階煤制備苯的系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用低階煤最大化制備苯，極大地提高了苯的產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)從低價(jià)值的低階煤到高附加值的苯的轉(zhuǎn)化，且具有流程簡(jiǎn)單、加工難度低、工藝成本低且經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)點(diǎn)。在本技術(shù)的第一方面，本技術(shù)提出了由低階煤制備苯的系統(tǒng)，包括：低階煤破碎裝置，所述低階煤破碎裝置具有低階煤入口和低階煤粉末出口；石灰窯，所述石灰窯內(nèi)具有預(yù)熱區(qū)和燒制區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)具有石灰石入口，所述燒制區(qū)具有生石灰出口和二氧化碳出口；生石灰破碎裝置，所述生石灰破碎裝置具有生石灰入口和生石灰粉末出口，所述生石灰入口與所述生石灰出口相連；壓球裝置，所述壓球裝置具有低階煤粉末入口、生石灰粉末入口和物料球團(tuán)出口，所述低階煤粉末入口與所述低階煤粉末出口相連，所述生石灰粉末入口與所述生石灰粉末出口相連；焦?fàn)t，所述焦?fàn)t具有物料球團(tuán)入口、煤焦油出口、荒煤氣出口和預(yù)熱球團(tuán)出口，所述物料球團(tuán)入口與所述物料球團(tuán)出口相連；電石爐，所述電石爐具有預(yù)熱球團(tuán)入口、電石出口和一氧化碳出口，所述預(yù)熱球團(tuán)入口與所述預(yù)熱球團(tuán)出口相連；電石破碎裝置，所述電石破碎裝置具有電石入口和電石碎料出口，所述電石入口與所述電石出口相連；乙炔發(fā)生器，所述乙炔發(fā)生器具有電石碎料入口、水入口和乙炔出口，所述電石碎料入口與所述電石碎料出口相連；乙炔制苯反應(yīng)器，所述制苯反應(yīng)器具有乙炔入口，二氧化碳入口、一氧化碳入口、氫氣入口、甲烷入口和苯產(chǎn)物出口，所述乙炔入口與所述乙炔發(fā)生器的乙炔出口相連，所述二氧化碳入口與所述石灰窯的二氧化碳出口相連，所述一氧化碳入口與所述電石爐的一氧化碳出口相連，所述氫氣入口和甲烷入口分別與所述焦?fàn)t的荒煤氣出口相連；分離裝置，所述分離裝置具有苯產(chǎn)物入口、乙烯出口和苯出口，所述苯產(chǎn)物入口與所述苯產(chǎn)物出口相連。任選地，上述系統(tǒng)進(jìn)一步包括：凈化分離裝置，所述凈化分離裝置設(shè)置在所述焦?fàn)t的荒煤氣出口與所述乙炔制苯反應(yīng)器的氫氣入口和甲烷入口之間，所述凈化分離裝置適于分離出所述荒煤氣中的氫氣和甲烷。附圖說(shuō)明圖1是根據(jù)本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的由低階煤制備苯的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是利用本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的由低階煤制備苯的系統(tǒng)制備苯方法的流程示意圖。圖3是利用本技術(shù)另一個(gè)實(shí)施例的由低階煤制備苯的系統(tǒng)制備苯方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本技術(shù)，而不能理解為對(duì)本技術(shù)的限制。在本技術(shù)的一個(gè)方面，本技術(shù)提出了一種由低階煤制備苯的系統(tǒng)。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括：低階煤破碎裝置100、石灰窯200、生石灰破碎裝置300、壓球裝置400、焦?fàn)t500、電石爐600、電石破碎裝置700、乙炔發(fā)生器800、乙炔制苯反應(yīng)器900和分離裝置1000。其中，低階煤破碎裝置100具有低階煤入口110和低階煤粉末出口120；石灰窯200內(nèi)具有預(yù)熱區(qū)210和燒制區(qū)220，預(yù)熱區(qū)210具有石灰石入口201，燒制區(qū)220具有生石灰出口202和二氧化碳出口203；生石灰破碎裝置300具有生石灰入口310和生石灰粉末出口320，生石灰入口310與生石灰出口202相連；壓球裝置400具有低階煤粉末入口410、生石灰粉末入口420和物料球團(tuán)出口430，低階煤粉末入口410與低階煤粉末出口120相連，生石灰粉末入口420與生石灰粉末出口320相連；焦?fàn)t500具有物料球團(tuán)入口510、煤焦油出口520、荒煤氣出口530和預(yù)熱球團(tuán)出口540，物料球團(tuán)入口510與物料球團(tuán)出口430相連；電石爐600具有預(yù)熱球團(tuán)入口610、電石出口620和一氧化碳出口630，預(yù)熱球團(tuán)入口610與預(yù)熱球團(tuán)出口540相連；電石破碎裝置700具有電石入口710和電石碎料出口720，電石入口710與電石出口620相連；乙炔發(fā)生器800具有電石碎料入口810、水入口820和乙炔出口830，電石碎料入口810與電石碎料出口720相連；制苯反應(yīng)器900具有乙炔入口910，二氧化碳入口920、一氧化碳入口930、氫氣入口940、甲烷入口950和苯產(chǎn)物出口960，乙炔入口910與乙炔發(fā)生器800的乙炔出口830相連，二氧化碳入口920與石灰窯200的二氧化碳出口203相連，一氧化碳入口930與電石爐600的一氧化碳出口630相連，氫氣入口940和甲烷入口950分別與焦?fàn)t500的荒煤氣出口530相連；分離裝置1000具有苯產(chǎn)物入口1010、乙烯出口1020和苯出口1030，苯產(chǎn)物入口1010與苯產(chǎn)物出口960相連。由此，采用本技術(shù)實(shí)施例的由低階煤制備苯的系統(tǒng)，首先由煤制芳烴，解決了由于石油資源有限帶來(lái)的芳烴產(chǎn)量限制的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了從低價(jià)值的低階煤到高附加值的芳烴的轉(zhuǎn)變過(guò)程；其次，將低階煤粉末與生石灰粉末混合后壓球，再進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，顯著提高了煤與生石灰的接觸面積，提高反應(yīng)效率，可利用低階煤本身具有的粘結(jié)性，減少壓球的難度；另外，低階煤和生石灰球團(tuán)進(jìn)入焦?fàn)t提質(zhì)，氣體產(chǎn)物可作為燃料氣和乙炔制苯反應(yīng)原料氣；提質(zhì)煤與生石灰生產(chǎn)電石，制備乙炔，作為制苯反應(yīng)器的原料氣，實(shí)現(xiàn)了低階煤的清潔高效利用。因此，采用本技術(shù)實(shí)施例的由低階煤制備苯的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用粉煤最大化制備苯，極大地提高了苯的產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)從低價(jià)值的煤到高附加值的苯的轉(zhuǎn)化，且具有流程簡(jiǎn)單、加工難度低、工藝成本低且經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)點(diǎn)。下面參考圖1詳細(xì)描述本技術(shù)具體實(shí)施例的由粉煤制備苯的系統(tǒng)。低階煤破碎裝置100根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，低階煤破碎裝置100具有低階煤入口110和低階煤粉末出口120。由此，將低階煤經(jīng)干燥后進(jìn)行破碎處理，以便得到低階煤粉末。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，低階煤為揮發(fā)分大于35wt％的低品質(zhì)煤。揮發(fā)分熱解所得的荒煤氣凈化可得到氫氣、甲烷、一氧化碳、輕質(zhì)烴類(lèi)等可燃組分，其中甲烷和氫氣可作為步驟S600中乙炔制苯反應(yīng)器的原料，其余可燃?xì)怏w和步驟S400中電石爐得到的一部分一氧化碳可為步驟S200和步驟S300中焦?fàn)t的燃燒室的熱本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種由低階煤制備苯的系統(tǒng)，其特征在于，包括：低階煤破碎裝置，所述低階煤破碎裝置具有低階煤入口和低階煤粉末出口；石灰窯，所述石灰窯內(nèi)具有預(yù)熱區(qū)和燒制區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)具有石灰石入口，所述燒制區(qū)具有生石灰出口和二氧化碳出口；生石灰破碎裝置，所述生石灰破碎裝置具有生石灰入口和生石灰粉末出口，所述生石灰入口與所述生石灰出口相連；壓球裝置，所述壓球裝置具有低階煤粉末入口、生石灰粉末入口和物料球團(tuán)出口，所述低階煤粉末入口與所述低階煤粉末出口相連，所述生石灰粉末入口與所述生石灰粉末出口相連；焦?fàn)t，所述焦?fàn)t具有物料球團(tuán)入口、煤焦油出口、荒煤氣出口和預(yù)熱球團(tuán)出口，所述物料球團(tuán)入口與所述物料球團(tuán)出口相連；電石爐，所述電石爐具有預(yù)熱球團(tuán)入口、電石出口和一氧化碳出口，所述預(yù)熱球團(tuán)入口與所述預(yù)熱球團(tuán)出口相連；電石破碎裝置，所述電石破碎裝置具有電石入口和電石碎料出口，所述電石入口與所述電石出口相連；乙炔發(fā)生器，所述乙炔發(fā)生器具有電石碎料入口、水入口和乙炔出口，所述電石碎料入口與所述電石碎料出口相連；乙炔制苯反應(yīng)器，所述制苯反應(yīng)器具有乙炔入口，二氧化碳入口、一氧化碳入口、氫氣入口、甲烷入口和苯產(chǎn)物出口，所述乙炔入口與所述乙炔發(fā)生器的乙炔出口相連，所述二氧化碳入口與所述石灰窯的二氧化碳出口相連，所述一氧化碳入口與所述電石爐的一氧化碳出口相連，所述氫氣入口和甲烷入口分別與所述焦?fàn)t的荒煤氣出口相連；分離裝置，所述分離裝置具有苯產(chǎn)物入口、乙烯出口和苯出口，所述苯產(chǎn)物入口與所述苯產(chǎn)物出口相連。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種由低階煤制備苯的系統(tǒng)，其特征在于，包括：低階煤破碎裝置，所述低階煤破碎裝置具有低階煤入口和低階煤粉末出口；石灰窯，所述石灰窯內(nèi)具有預(yù)熱區(qū)和燒制區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)具有石灰石入口，所述燒制區(qū)具有生石灰出口和二氧化碳出口；生石灰破碎裝置，所述生石灰破碎裝置具有生石灰入口和生石灰粉末出口，所述生石灰入口與所述生石灰出口相連；壓球裝置，所述壓球裝置具有低階煤粉末入口、生石灰粉末入口和物料球團(tuán)出口，所述低階煤粉末入口與所述低階煤粉末出口相連，所述生石灰粉末入口與所述生石灰粉末出口相連；焦?fàn)t，所述焦?fàn)t具有物料球團(tuán)入口、煤焦油出口、荒煤氣出口和預(yù)熱球團(tuán)出口，所述物料球團(tuán)入口與所述物料球團(tuán)出口相連；電石爐，所述電石爐具有預(yù)熱球團(tuán)入口、電石出口和一氧化碳出口，所述預(yù)熱球團(tuán)入口與所述預(yù)熱球團(tuán)出口相連；電石破碎裝置，所述電石破碎裝置具有電石入口和電石碎料出口...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許梅梅，閆琛洋，朱元寶，史雪君，杜少春，吳道洪，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：北京,11