由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)，包括：煤破碎裝置、石灰窯、生石灰破碎裝置、混料壓球裝置、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，混料壓球裝置具有生石灰入口、煤粉入口和物料球團(tuán)出口；電石爐具有物料球團(tuán)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；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，乙炔入口與乙炔出口相連，二氧化碳入口與二氧化碳出口相連，一氧化碳入口與一氧化碳出口相連。利用該系統(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 the preparation of benzene and ethylene from coal

The utility model discloses a system, production of benzene and ethylene production from coal including coal crushing device, lime kiln, lime crushing device, mixing ball device, calcium carbide furnace, calcium carbide crushing device, acetylene generator, acetylene benzene reactor and separation device. Among them, the mixing pressure ball device with lime, pulverized coal and pellet material entrance entrance exit; calcium carbide furnace, calcium carbide pellet material has the entrance exit and exit entrance with carbon monoxide; acetylene generator, water entrance and exit acetylene calcium carbide scrap; benzene acetylene reactor with carbon dioxide, carbon monoxide entrance, entrance entrance, entrance of hydrogen and methane entrance and export product of benzene, acetylene and acetylene outlet entrance, entrance and exit is connected with the carbon dioxide carbon dioxide, carbon monoxide and carbon monoxide entrance outlet. The system can realize the maximum utilization of coal to prepare benzene, so as to realize the conversion from low value coal to high added value benzene.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)
本技術(shù)涉及冶金
，具體而言，本技術(shù)涉及一種由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
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。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。目前石油資源越來越匱乏，而我國又是一個(gè)煤炭大國，富煤少油。因此，開發(fā)新的有煤炭生產(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)問題之一。為此，本技術(shù)的一個(gè)目的在于提出一種由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)利用煤最大化制備苯，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)。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，本技術(shù)提出了一種由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：煤破碎裝置，所述煤破碎裝置具有煤入口和煤粉末出口；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；混料壓球裝置，所述混料壓球裝置具有生石灰粉末入口、煤粉末入口和物料球團(tuán)出口，所述生石灰粉末入口與所述生石灰粉末出口相連，所述煤粉末入口與所述煤粉末出口相連；電石爐，所述電石爐具有物料球團(tuán)入口、電石出口和一氧化碳出口，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出口相連，所述二氧化碳入口與所述二氧化碳出口相連，所述一氧化碳入口與所述一氧化碳出口相連；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。由此，根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例的由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)通過將煤進(jìn)行粉末碎處理得到煤粉末，將石灰石經(jīng)燒制后破碎得到生石灰粉末，將煤粉末與生石灰粉末混合制球團(tuán)，并將物料球團(tuán)經(jīng)電石反應(yīng)得到電石和一氧化碳，進(jìn)一步將電石與水反應(yīng)，得到乙炔，最后將乙炔與氫氣、甲烷、前面反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳和一氧化碳混合通入乙炔制苯反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，以便獲得目標(biāo)產(chǎn)物苯并副產(chǎn)乙烯。采用本技術(shù)的由煤制備苯和乙烯的方法制備苯能夠?qū)崿F(xiàn)利用煤最大化制備苯，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)。本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。附圖說明本技術(shù)的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是根據(jù)本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是根據(jù)本技術(shù)另一個(gè)實(shí)施例的由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是利用本技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)制備苯和乙烯方法的流程示意圖。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似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(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)中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本技術(shù)中的具體含義。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)方面，本技術(shù)提出了一種由煤制備苯的系統(tǒng)。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，參考圖1-2，該系統(tǒng)包括：煤破碎裝置100、石灰窯200、生石灰破碎裝置300、混料壓球裝置400、電石爐500、電石破碎裝置600乙炔發(fā)生器700、乙炔制苯反應(yīng)器800和分離裝置900。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，煤破碎裝置100具有煤入口101和煤出口102，且適于對(duì)煤進(jìn)行破碎處理，以便得到煤粉末，其中，煤是揮發(fā)分不高于10wt％的高品質(zhì)煤或蘭炭。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，通過將煤進(jìn)行破碎處理，可以使煤與后續(xù)步驟中的其他物料充分混合，從而提高反應(yīng)效率和產(chǎn)率。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，煤的揮發(fā)分不高于10wt％。煤炭中揮發(fā)分較高時(shí)，煤炭與生石灰直接進(jìn)入電石爐，電石爐中產(chǎn)生的氣體過多，容易造成塌料，并提高了電石爐的電耗。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，煤粉末的平均粒徑可以不高于20微米，優(yōu)選不高于10微米。專利技術(shù)人通過大量實(shí)驗(yàn)意外地發(fā)現(xiàn)，通過將煤細(xì)磨至微米級(jí)別，具體可以磨成不高于20微米的煤粉末，由此可以使得煤粉末與生石灰粉末的接觸面積顯著增大，進(jìn)而顯著降低二者的反應(yīng)能，提高二者的反應(yīng)效率。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，石灰窯200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，石灰窯200適于對(duì)石灰石碎料進(jìn)行燒制處理，以便得到生石灰和二氧化碳。具體的，先將石灰石運(yùn)輸至石灰窯預(yù)熱區(qū)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后，再將石灰石運(yùn)輸至燒制區(qū)進(jìn)行燒制，得到的二氧化碳可以在后續(xù)制備苯反應(yīng)中作為稀釋劑，降低反應(yīng)氣的分壓，減少積炭。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，石灰石是碳酸鈣含量較高(一般在97％以上)，雜質(zhì)較少的石灰石。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，石灰窯預(yù)熱區(qū)的溫度為800～850攝氏度。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，預(yù)熱區(qū)溫度過低，則無法達(dá)到預(yù)熱效果，導(dǎo)致后續(xù)燒制反應(yīng)效率降低；而預(yù)熱區(qū)溫度過高，則容易造成石灰石的損耗。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，石灰窯燒制區(qū)的溫度為900～1100攝氏度。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，如果燒制區(qū)的溫度過低，則無法使石灰石充分轉(zhuǎn)化為生石灰和二氧化碳；而如果燒制區(qū)溫度過高，則會(huì)使能耗升高并發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致生石灰和二氧化碳的產(chǎn)率降低。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，生石灰破碎裝置300具有生石灰入口301和生石灰粉末出口302，且適于將生石灰進(jìn)行破碎處理，以便得到生石灰粉末。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，經(jīng)破碎得到的生石灰粉末的平均粒徑不高于20微米，優(yōu)選不高于10微米。專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，將生石灰細(xì)磨成微米級(jí)別，具體可以磨成不高于20微米的生石灰粉末，由此可以使得煤粉末與生石灰粉末的接觸面積顯著增大，進(jìn)而顯著降低二者的反應(yīng)能，提高二者的反應(yīng)效率。根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例，混料壓球裝置400具有生石灰粉末入口401、煤粉末入口402和物料球團(tuán)出口403，生石灰粉末入口401與生石灰粉末出口302相連，煤粉末入口402與煤粉末出口102相連，混料壓球裝置400適于將生石灰與煤粉末進(jìn)行混合處理，以便得到物料球團(tuán)。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，煤粉末與生石灰的混合比例并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)，其特征在于，包括：煤破碎裝置，所述煤破碎裝置具有煤入口和煤粉末出口；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；混料壓球裝置，所述混料壓球裝置具有生石灰粉末入口、煤粉末入口和物料球團(tuán)出口，所述生石灰粉末入口與所述生石灰粉末出口相連，所述煤粉末入口與所述煤粉末出口相連；電石爐，所述電石爐具有物料球團(tuán)入口、電石出口和一氧化碳出口，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出口相連，所述二氧化碳入口與所述二氧化碳出口相連，所述一氧化碳入口與所述一氧化碳出口相連；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】
1.一種由煤制備苯和乙烯的系統(tǒng)，其特征在于，包括：煤破碎裝置，所述煤破碎裝置具有煤入口和煤粉末出口；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；混料壓球裝置，所述混料壓球裝置具有生石灰粉末入口、煤粉末入口和物料球團(tuán)出口，所述生石灰粉末入口與所述生石灰粉末出口相連，所述煤粉末入口與所述煤粉末出口相連；電石爐，所述電石爐具有物料球團(tuán)入口、電石出口和一氧化碳出口，所述物料...

【專利技術(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，
類型：新型
國別省市：北京,11