一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)的制作方法

本實(shí)用新型總地涉及乙烯的制備工藝，具體涉及一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前在電石生產(chǎn)工藝中，電石在電石爐由2000℃以上的液態(tài)電石液流出電石爐至電石堝，然后在自然狀態(tài)下冷卻至室溫，無法利用電石顯熱，造成能源的極大浪費(fèi)。另外，由電石乙炔生產(chǎn)乙烯的過程中，需要外供大量的氫氣與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烯，氫源成為乙炔下游生產(chǎn)的關(guān)鍵制約因素，尋找廉價(jià)氫源及其生產(chǎn)工藝與電石冶煉、電石乙炔制乙烯耦合為目前的研究熱點(diǎn)問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的在于提供一種將煤氣化和乙烯制備等技術(shù)耦合的新工藝。本實(shí)用新型首先提供了一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括氣化爐、煤氣分離提氫裝置和加氫反應(yīng)器；所述氣化爐包括煤粉入口、水蒸氣入口和富氫煤氣出口；所述煤氣分離提氫裝置包括富氫煤氣入口和氫氣出口，所述富氫煤氣入口與所述氣化爐的富氫煤氣出口相連；所述加氫反應(yīng)器包括氫氣入口、加氫催化劑入口、乙炔入口和乙烯出口，所述氫氣入口與所述煤氣分離提氫裝置的氫氣出口相連。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括電石爐、電石顯熱回收器和乙炔發(fā)生器；所述電石爐包括蘭炭入口、CaO入口和液態(tài)電石出口；所述電石顯熱回收器包括液態(tài)電石入口、水入口、水蒸氣出口和電石出口，所述液態(tài)電石入口與所述電石爐的液態(tài)電石出口相連，所述水蒸氣出口與所述氣化爐的水蒸氣入口相連；所述乙炔發(fā)生器包括電石入口、水入口和乙炔出口，所述電石入口與所述電石顯熱回收器的電石出口相連，所述乙炔出口與所述加氫反應(yīng)器的乙炔入口相連。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述氣化爐還包括氣化催化劑入口。本實(shí)用新型將煤氣化與乙烯制備工藝耦合，利用煤氣化產(chǎn)生的煤氣中的氫氣與乙炔進(jìn)行加氫反應(yīng)，制備乙烯，降低了生產(chǎn)成本。整個(gè)系統(tǒng)工藝路線非常簡單。此外，本申請還回收了電石液的顯熱，極大程度地降低損耗、節(jié)約了能源。附圖說明圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對本實(shí)用新型的限制。參考圖1，本實(shí)用新型提供的制備乙烯的系統(tǒng)包括氣化爐1、煤氣分離提氫裝置2、加氫反應(yīng)器3、電石爐4、電石顯熱回收器5和乙炔發(fā)生器6。氣化爐1包括煤粉入口101、水蒸氣入口、氣化催化劑入口和富氫煤氣出口。氣化爐1優(yōu)選為氣流床氣化爐。煤氣分離提氫裝置2包括富氫煤氣入口、氫氣出口和煤氣出口，富氫煤氣入口與氣化爐1的富氫煤氣出口相連。加氫反應(yīng)器3包括氫氣入口、加氫催化劑入口301、乙炔入口和乙烯出口302，氫氣入口與煤氣分離提氫裝置2的氫氣出口相連。電石爐4包括蘭炭入口401、CaO入口402、電石爐氣出口和液態(tài)電石出口。電石顯熱回收器5包括液態(tài)電石入口、水入口501、水蒸氣出口和電石出口，液態(tài)電石入口與電石爐4的液態(tài)電石出口相連，水蒸氣出口與氣化爐1的水蒸氣入口相連。電石顯熱回收器5的換熱方式為間接換熱。乙炔發(fā)生器6包括電石入口、水入口601、電石渣出口602和乙炔出口，電石入口與所述電石顯熱回收器5的電石出口相連，乙炔出口與加氫反應(yīng)器3的乙炔入口相連。其中，電石爐4、電石顯熱回收器5和乙炔發(fā)生器6并不是系統(tǒng)必須有的裝置，用于制備乙烯的乙炔可由電石制備，也可直接外購；作為氣化劑的水蒸氣可由水與液態(tài)電石間接換熱制得，也可由其他方式制備。本實(shí)用新型將煤氣化與乙烯制備工藝耦合，利用煤氣化產(chǎn)生的煤氣中的氫氣與乙炔進(jìn)行加氫反應(yīng)，制備乙烯，降低了生產(chǎn)成本。整個(gè)系統(tǒng)工藝路線非常簡單。此外，本實(shí)用新型所有的設(shè)備均是在保溫、密閉及阻燃的條件下工作的，物料在各個(gè)設(shè)備間的輸送也均是在保溫及阻燃的條件下進(jìn)行的，充分了利用了氣化及電石冶煉的高溫顯熱，極大地降低了損耗，節(jié)約了能源。此外，氣化爐1的操作壓力可為任意氣化爐所允許的壓力。下面參考具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行說明。下述實(shí)施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述
實(shí)用新型內(nèi)容中所示。下述實(shí)施例所用的檢測方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測方法。實(shí)施例1本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備乙炔，具體如下：準(zhǔn)備原料：將不粘煤破碎，選取粒徑≤0.5mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為8wt％；此煤的灰分含量為7wt％、揮發(fā)分含量為30wt％。將CaO破碎，分別選取粒徑≤30mm的CaO及粒徑≤0.2mm的粉狀CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤30mm的蘭炭。電石冶煉：取550kg蘭炭送入電石爐4中，再往里面加入1000kg的CaO，在1900℃下冶煉制備液態(tài)電石。顯熱回收：用液態(tài)電石與水換熱，得到固態(tài)電石和水蒸氣。乙炔制備：取950kg固態(tài)電石與1400kg水反應(yīng)制備乙炔。煤氣化：取1000kg煤粉送入氣化爐1中，再往氣化爐1中加入40kg粉狀CaO和960kg水蒸氣，在2000℃進(jìn)行煤氣化，得到富氫煤氣。煤氣分離：將富氫煤氣送入煤氣分離提氫裝置2中進(jìn)行分離，得到氫氣。乙烯制備：將305m2乙炔、4.5kg加氫催化劑和310m2氫氣送入加氫反應(yīng)器3中，在250℃下，乙炔和氫氣反應(yīng)生成乙烯。產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度請見表1。實(shí)施例2本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備乙炔，具體如下：準(zhǔn)備原料：將褐煤破碎，選取粒徑≤0.1mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為5wt％；此煤的灰分含量為15wt％、揮發(fā)分含量為35wt％。將CaO破碎，分別選取粒徑≤25mm的CaO及粒徑≤0.1mm的粉狀CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤25mm的蘭炭。電石冶煉：取700kg蘭炭送入電石爐4中，再往里面加入1000kg的CaO，在2050℃下冶煉制備液態(tài)電石。顯熱回收：用液態(tài)電石與水換熱，得到固態(tài)電石和水蒸氣。乙炔制備：取1014kg固態(tài)電石與1500kg水反應(yīng)制備乙炔。煤氣化：取1000kg煤粉送入氣化爐1中，再往氣化爐1中加入67kg粉狀CaO和800kg水蒸氣，在1200℃進(jìn)行煤氣化，得到富氫煤氣。煤氣分離：將富氫煤氣送入煤氣分離提氫裝置2中進(jìn)行分離，得到氫氣。乙烯制備：將311m2乙炔、4.7kg加氫催化劑和315m2氫氣送入加氫反應(yīng)器3中，在150℃下，乙炔和氫氣反應(yīng)生成乙烯。產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度請見表1。實(shí)施例3本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備乙炔，具體如下：準(zhǔn)備原料：將長焰煤破碎，選取粒徑≤0.3mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為6wt％；此煤的灰分含量為10wt％、揮發(fā)分含量為32wt％。將CaO破碎，分別選取粒徑≤20mm的CaO及粒徑≤0.08mm的粉狀CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤20mm的蘭炭。電石冶煉：取630kg蘭炭送入電石爐4中，再往里面加入1000kg的CaO，在2200℃下冶煉制備液態(tài)電石。顯熱回收：用液態(tài)電石與水換熱，得到固態(tài)電石和水蒸氣。乙炔制備：取997kg固態(tài)電石與1480kg水反應(yīng)制備乙炔。煤氣化：取1000kg煤粉送入氣化爐1中，再往氣化爐1中加入50kg粉狀CaO和600kg水蒸氣，在1600℃進(jìn)行煤氣化，得到富氫煤氣。煤氣分離：將富氫煤氣送入煤氣分離提氫裝置2中進(jìn)行分離，得到氫氣。乙烯制備：將315m2乙炔、4.5kg加氫催化劑和320m2氫氣送入加氫反應(yīng)器3中，在200℃下，乙炔和氫氣反應(yīng)生成乙烯。產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度請見表1。表1各實(shí)施例產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3煤氣/m3229723522346氫氣/m3137814131408電石/kg9501014997水蒸氣//kg960800600乙烯/m3294299302液態(tài)電石出口/℃176319752086從表1可以看出，本實(shí)用新型制得的煤氣中氫氣的含量比較多，完全可以用于制備乙烯。此外，由于利用了液態(tài)電石的顯熱，極大的降低了損耗，節(jié)約了能源。綜上，本實(shí)用新型將煤氣化與乙烯制備工藝耦合，利用煤氣化產(chǎn)生的煤氣中的氫氣與乙炔進(jìn)行加氫反應(yīng)，制備乙烯，降低了生產(chǎn)成本。整個(gè)系統(tǒng)工藝路線非常簡單。此外，本申請還回收了電石液的顯熱，極大程度地降低損耗、節(jié)約了能源。最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁1 2 3