[发明专利]制备电石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，本发明涉及制备电石的方法。

背景技术

电石即碳化钙(CaC₂)，与水反应生成乙炔，以乙炔为原料可生成几千种有机化工产品，上世纪中叶之前被誉为有机合成之母。目前主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品，我国70％以上的PVC(聚氯乙烯)生产源于电石乙炔。电石对我国的经济发展具有十分重要的作用，近十余年来的产量不断增长，2013年产量达2200万吨以上。

电石生产技术相对落后，目前主要有电热法和氧热法两种生产工艺。电热法采用固定床(移动床)—块状原料—电弧加热的方法，由于块状原料接触面积小，严重限制了原料热传递过程，使得工业反应需在高温下进行(2000～2300℃)，每吨电石(纯度80％)的电耗高达3250kw·h，是名副其实的“高耗能”产业。氧热法是通过添加过量的燃料(煤、重油或天然气等)，利用过量的燃料燃烧释放热量，以部分替代电弧供热，减少电石生产过程中的电量消耗，然而氧热法采用块状原料，电石生产温度在2000℃以上，依然存在高能耗问题。目前为止，氧热法制备电石工艺并未实现工业化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备电石的方法，利用该方法可以提高热量利用率和生产效率，降低生产成本、降低能耗和污染。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电石的方法，该方法包括：将原煤进行干燥处理，以便获得干燥原煤；将所述干燥原煤和石灰分别进行粉碎处理，以便获得原煤粉末和石灰粉末；将过量的所述原煤粉末和所述石灰粉末进行混合处理，以便获得混合物料；将所述混合物料进行压球处理，以便获得球团物料；将所述球团物料进行热解处理，以便获得人造石油、人造天然气和热解固体产物，其中，所述热解固体产物含有半焦和石灰；以及将所述热解固体产物热送至燃气熔融炉中，并向所述燃气熔融炉中通入少量空气，以便在所述燃气熔融炉中进行冶炼处理，并且获得所述电石。

由此本发明实施例的制备电石的方法将原煤和石灰碎成超细粉的形式，并进行共热解得到制备电石的直接原料半焦和石灰的混合物，并进一步地利用该直接原料热送至燃气熔融炉中制备电石。因此该方法将将热解与电石生产工艺相耦合，可以使用廉价的低阶煤替代价格昂贵的焦炭或兰炭制备电石，由此可以降低原料成本，避免了现有制备电石的方法采用焦炭或半焦和生石灰为原料制备电石的局限性。同时在热解过程中，能够副产高附加值的人造石油和人造天然气，提高经济性。且本发明上述实施例的制备电石的方法将原煤和生石灰进行粉碎后热解、冶炼，可以显著提高原煤粉末和石灰粉末的接触面积，提高二者的反应活性，由此可以显著降低冶炼能耗，以便进一步降低生产成本。同时可以进一步提高生产电石的效率。

另外，根据本发明上述实施例的制备电石的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述干燥原煤的含水量不大于3重量％。由此可以节省后续的冶炼处理的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述原煤粉末和石灰粉末的平均粒度均为不大于75微米，优选地，所述原煤粉末和石灰粉末的平均粒度均小于10微米。

由此可以显著增加原煤和石灰的接触面积，以便进一步降低热解和冶炼能耗。

在本发明的一些实施例中，所述球团物料的平均直径为10～40毫米。由此获得的球团可直接进入旋转床热解炉。

在本发明的一些实施例中，所述过量的原煤粉末和所述石灰粉末是按照质量比为1.2：1.04进行所述混合处理的，所述原煤粉末的质量为制备电石所需理论量的1.2～1.3倍。过量的半焦在燃气熔融炉中燃烧产生大量热量，由此可以进一步降低冶炼处理的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述热解处理是在450～800摄氏度和10～1000Pa的压力下进行40～120分钟。由此可以深入提出原煤中挥发分，降低冶炼处理的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述热解处理是在800摄氏度下进行1小时。由此可以深入提出原煤中挥发分，降低冶炼处理的能耗。

在本发明的一些实施例中，所述热解固体产物的温度为不低于450摄氏度，优选650～800摄氏度。由此可以利用热解固体产物的显热，降低冶炼能耗。

在本发明的一些实施例中，所述冶炼处理是在1400～2000摄氏度下进行5～30分钟。由此可以进一步提高冶炼效率。

在本发明的一些实施例中，所述冶炼处理是在1600～1750摄氏度进行10～15分钟。由此可以进一步提高冶炼效率。

附图说明