由煤制備苯的系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種由煤制備苯的系統，包括：石灰石破碎裝置、煤破碎裝置、石灰窯、混料裝置、電石爐、電石破碎裝置、乙炔發生器、乙炔制苯反應器和分離裝置。其中，混料裝置具有生石灰入口、煤粉入口和混合物料出口；電石爐具有混合物料入口、電石出口和一氧化碳出口；乙炔發生器具有電石碎料入口、水入口和乙炔出口；制苯反應器具有乙炔入口，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。利用該系統能夠實現利用煤最大化制備苯，從而實現從低價值的煤到高附加值的苯的轉化。

A system for the preparation of benzene from coal

The utility model discloses a system for preparing benzene from coal including limestone crushing device, coal crushing device, lime kiln, mixing device, calcium carbide furnace, calcium carbide crushing device, acetylene generator, acetylene benzene reactor and separation device. The mixing device with lime, pulverized coal mixture entrance entrance and exit; calcium carbide furnace with mixed materials, calcium carbide and carbon monoxide export entrance exit; acetylene generator has the entrance, entrance and exit water acetylene calcium carbide scrap; benzene acetylene reactor with carbon dioxide, carbon monoxide entrance, entrance entrance, entrance, entrance of methane and hydrogen the benzene product export, 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.

【技術實現步驟摘要】
由煤制備苯的系統
本技術涉及冶金
，具體而言，本技術涉及一種由煤制備苯的系統。
技術介紹
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。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，而我國又是一個煤炭大國，富煤少油。因此，開發新的有煤炭生產苯等輕質芳烴的技術勢在必行。
技術實現思路
本技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本技術的一個目的在于提出一種由煤制備苯的系統，利用該系統能夠實現利用煤最大化制備苯，極大地提高了苯的產量，從而實現從低價值的煤到高附加值的苯的轉化，且具有流程簡單、加工難度低、工藝成本低且經濟性高的優點。根據本技術的第一方面，本技術提出了一種由煤制備苯的系統，該系統包括：石灰石破碎裝置，所述石灰石破碎裝置具有石灰石入口和石灰石碎料出口；煤破碎裝置，所述煤破碎裝置具有煤入口和煤粉出口；石灰窯，所述石灰窯內具有預熱區和燒制區，所述預熱區具有石灰石碎料入口，所述燒制區具有生石灰出口和二氧化碳出口，所述石灰石碎料入口與所述石灰石碎料出口相連；混料裝置，所述混料裝置具有生石灰入口、煤粉入口和混合物料出口，所述生石灰入口與所述生石灰出口相連，所述煤粉入口與所述煤粉出口相連；電石爐，所述電石爐具有混合物料入口、電石出口和一氧化碳出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；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；乙炔發生器，所述乙炔發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；乙炔制苯反應器，所述制苯反應器具有乙炔入口，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物入口、乙烯出口和苯出口，所述苯產物入口與所述苯產物出口相連。由此，根據本技術實施例的由煤制備苯的系統通過分別將石灰石和煤進行粉碎處理得到石灰石碎料和煤粉，進而將石灰石碎料進行燒制處理，得到生石灰和二氧化碳，生石灰和煤粉混合后，得到的混合物料經電石反應得到電石和一氧化碳，進一步將電石與水反應，得到乙炔，最后將乙炔與氫氣、甲烷、前面反應產生的二氧化碳和一氧化碳混合通入乙炔制苯反應器進行反應，以便獲得目標產物苯并副產乙烯。采用本技術的由煤制備苯的方法制備苯能夠實現利用煤最大化制備苯，極大地提高了苯的產量，從而實現從低價值的煤到高附加值的苯的轉化，且具有流程簡單、加工難度低、工藝成本低且經濟性高的優點。本技術的附加方面和優點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，或通過本技術的實踐了解到。附圖說明本技術的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1是根據本技術一個實施例的由煤制備苯的系統結構示意圖。圖2是根據本技術另一個實施例的由煤制備苯的系統結構示意圖。圖3是利用本技術一個實施例的由煤制備苯的系統制備苯方法的流程示意圖。具體實施方式下面詳細描述本技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號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施例是示例性的，旨在用于解釋本技術，而不能理解為對本技術的限制。在本技術中，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”應做廣義理解，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，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本技術中的具體含義。根據本技術的一個方面，本技術提出了一種由煤制備苯的系統。根據本技術的實施例，參考圖1-2，該系統包括：石灰石破碎裝置100、煤破碎裝置200、石灰窯300、混料裝置400、電石爐500、電石破碎裝置600乙炔發生器700、乙炔制苯反應器800和分離裝置900。根據本技術的實施例，石灰石破碎裝置100具有石灰石入口101和石灰石碎料出口102，且適于將石灰石進行破碎處理，以便得到石灰石碎料。其中，具體的，石灰石是碳酸鈣含量較高(一般在97％以上)，雜質較少的石灰石。煤是揮發分不高于10wt％的高品質煤或蘭炭。專利技術人發現，通過將石灰石進行破碎處理，可以增大石灰石的表面積，從而提高后續燒制處理的效率和產率，并降低反應的能耗。根據本技術的實施例，石灰石碎料的平均粒徑可以不高于150mm，優選60～150mm。專利技術人發現，在后續燒制處理，如果石灰石碎料的粒徑過大，則無法充分轉化為生石灰，且會使所需能耗較高；而如果將石灰石粉碎至更小粒徑，則會顯著提高粉碎處理的成本。專利技術人通過大量實驗發現，將石灰石粉碎成平均粒徑為60～150mm的石灰石碎料，可以在保證粉碎處理成本較低的同時，使石灰石碎料制備生石灰的反應效率、能耗和產率最佳。根據本技術的實施例，煤破碎裝置200具有煤入口201和煤出口202，且適于對煤進行破碎處理，以便得到煤粉，其中，煤是揮發分不高于10wt％的高品質煤或蘭炭。專利技術人發現，通過將煤進行破碎處理，可以使煤與后續步驟中的其他物料充分混合，從而提高反應效率和產率。根據本技術的實施例，煤的揮發分不高于10wt％。煤炭中揮發分較高時，煤炭與生石灰直接進入電石爐，電石爐中產生的氣體過多，容易造成塌料，并提高了電石爐的電耗。根據本技術的實施例，煤粉的平均粒徑可以不高于40mm，優選25～40mm。專利技術人通過大量實驗意外地發現，如果煤粉的平均粒徑過大，則無法與石灰石充分混合，從而降低后續電石反應的效率，且會使所需能耗升高；而如果將煤粉碎至更小粒徑，則會顯著提高粉碎處理的成本。專利技術人通過大量實驗發現，將煤粉碎成平均粒徑為25～40mm的煤粉，可以在保證粉碎處理成本較低的同時，使后續電石反應的效率、能耗和產率最佳。根據本技術的實施例，石灰窯300具有預熱區310和燒制區320，預熱區310具有石灰石碎料入口301，燒制區320具有生石灰出口302和二氧化碳出口303，石灰石碎料入口301與石灰石碎料出口102相連，石灰窯300適于對石灰石碎料進行燒制處理，以便得到生石灰和二氧化碳。具體的，先將石灰石運輸至石灰窯預熱區進行預熱，預熱后，再將石灰石運輸至燒制區進行燒制，得到的二氧化碳可以在后續制備苯反應中作為稀釋劑，降低反應氣的分壓，減少積炭。根據本技術的實施例，石灰窯預熱區的溫度為800～850攝氏度。專利技術人發現，預熱區溫度過低，則無法達到預熱效果，導致后續燒制反應效率降低；而預熱區溫度過高，則容易造成石灰石的損耗。根據本技術的實施例，石灰窯燒制區的溫度為900～1100攝氏度。專利技術人發現，如果燒制區的溫度過低，則無法使石灰石充分轉化為生石灰和二氧化碳；而如果燒制區溫度過高，則會使能耗升高并發生副反應，導致生石灰和二本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由煤制備苯的系統，其特征在于，包括：石灰石破碎裝置，所述石灰石破碎裝置具有石灰石入口和石灰石碎料出口；煤破碎裝置，所述煤破碎裝置具有煤入口和煤粉出口；石灰窯，所述石灰窯內具有預熱區和燒制區，所述預熱區具有石灰石碎料入口，所述燒制區具有生石灰出口和二氧化碳出口，所述石灰石碎料入口與所述石灰石碎料出口相連；混料裝置，所述混料裝置具有生石灰入口、煤粉入口和混合物料出口，所述生石灰入口與所述生石灰出口相連，所述煤粉入口與所述煤粉出口相連；電石爐，所述電石爐具有混合物料入口、電石出口和一氧化碳出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；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；乙炔發生器，所述乙炔發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；乙炔制苯反應器，所述制苯反應器具有乙炔入口，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物入口、乙烯出口和苯出口，所述苯產物入口與所述苯產物出口相連。...

【技術特征摘要】
1.一種由煤制備苯的系統，其特征在于，包括：石灰石破碎裝置，所述石灰石破碎裝置具有石灰石入口和石灰石碎料出口；煤破碎裝置，所述煤破碎裝置具有煤入口和煤粉出口；石灰窯，所述石灰窯內具有預熱區和燒制區，所述預熱區具有石灰石碎料入口，所述燒制區具有生石灰出口和二氧化碳出口，所述石灰石碎料入口與所述石灰石碎料出口相連；混料裝置，所述混料裝置具有生石灰入口、煤粉入口和混合物料出口，所述生石灰入口與所述生石灰出口相連，所述煤粉入口與所述煤粉出口相連；電石爐，所述電石爐具有混合物料入口、電石出口和一氧化碳出口，所述混合物料入口與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許梅梅，閆琛洋，朱元寶，史雪君，杜少春，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11