[实用新型]一种两段式电石炉粉煤制乙烯的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种两段式电石炉粉煤制乙烯的系统，属于煤化工技术领域。

背景技术

乙烯是石油化学工业的一种主要原料，目前制备工艺主要是石脑油的裂解制烯烃和煤制烯烃。2015年国内乙烯总产能将达到2200万t/a左右，2020年国内乙烯产能进一步增加到3250万t/a，预计到2020年国内乙烯消费量为4800万吨，需求大于产能，这对于石油储备并不丰富的我国来说形成了严重的战略威胁。因此，寻求另一种新的来源和工艺方法制备大宗基础有机化工原料-乙烯，在工业生产领域替代石油作为原料，能够很大程度上缓解我国对于石油的依赖性。煤烯烃工艺主要由煤气化制合成气、合成气制取甲醇、甲醇制烯烃组成。但是该工艺技术流程长、工艺复杂、投资大，碳排放量高、尤其是对于水的需求大导致在缺水的区域无法进行。本发明提供一种利用电石法制备乙炔进而加氢反应得到乙烯，不同于煤制烯烃过程，电石制乙烯过程流程短、投资小、碳排放量低，尤其是乙炔选择性加氢过程不需要水为反应原料，水作为反应器冷却和升温介质，可分别循环使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种两段式电石炉粉煤制乙烯的系统，利用其制备乙烯，可降低电耗，实现副产物的充分利用，不仅有助于减少环境污染，形成电石渣的回收利用系统，而且可以大大提高经济效益。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种两段式电石炉粉煤制乙烯的系统，包括两段式电石生产单元、CO变换脱碳制氢单元、乙炔发生单元、乙炔吸收单元、乙炔加氢反应单元；

其中，所述两段式电石生产单元为两段式电石炉，其包括管道连通的上段热解炉腔和下段冶炼炉腔，且下段冶炼炉腔内设有加热装置；

所述两段式电石生产单元的出气口与CO变换脱碳制氢单元的进气口管道连接，所述两段式电石生产单元的电石出料口与乙炔发生单元的进料口管道连接；

所述乙炔发生单元的出气口与乙炔吸收单元的进气口管道相连；

所述乙炔加氢反应单元的进气口与所述CO变换脱碳制氢单元的氢气出气口管道连接，其液相进口与所述乙炔吸收单元的液相出口管道相连；

所述系统还包括一深冷分离单元，其通过管道与乙炔加氢反应单元的气体产物出口相连接。

本实用新型所述的系统通过上下两段式电石炉将热解工艺与电石生产工艺有机结合，实现了电石生产工艺的连续化和热能有效利用，特别是电石炉尾气进入热解上段进行换热，有效降低整体生产能耗；由于热解气体产物和电石炉尾气的混合尾气进行变换反应，所得氢气完全用于乙炔加氢反应作为氢源，通过严格控制原料粉煤和生石灰粉料的配比，保证了所述氢气与电石法生产的乙炔的体积比，以使整个加氢反应完全无需外供氢气。

作为本实用新型另一实施方式，所述两段式电石生产单元的下段也可以是燃气熔分炉，其在本实用新型中的作用与下段冶炼炉腔相同。

为了充分利用制备过程中的废弃物，本实用新型所述系统还包括电石渣碳化单元，其分别与乙炔发生单元的电石渣出口及CO变换脱碳制氢单元的CO₂出口连接。

本实用新型所述系统中，所述CO变换脱碳制氢单元包括混合尾气净化装置、CO变换装置、脱碳装置；其中，所述混合尾气净化装置包括顺序连接的吸附过滤器、氧化铁脱硫槽、离心式压缩机、升温炉、预铁钼加氢反应器、一级铁钼加氢反应器、一级氧化锌脱硫槽、镍钴钼加氢反应器和二级氧化锌脱硫槽；所述脱碳装置包括脱碳塔和再生塔，所述二级氧化锌脱硫槽通过管道连接所述脱碳塔的底部，所述脱碳塔顶部设置有醇胺溶液进口，脱碳塔底部设置有醇胺溶液出口，所述醇胺溶液出口通过管路连接再生塔，再生塔的醇胺溶液出口与脱碳塔的醇胺溶液进口相连，再生塔顶部设置的CO₂出口连接所述电石渣碳化单元。作为本实用新型优选的实施方式，其中混合尾气净化装置的出气口还与两段式电石生产单元的下段冶炼炉腔的燃料进口管道连接。

本实用新型所述系统中，所述乙炔发生单元包括乙炔发生器、清净塔、碱中和塔以及冷凝干燥装置；其中，乙炔发生器底部设置有出气口，其通过管路顺次连接有清净塔、碱中和塔、冷凝干燥装置，所述冷凝干燥装置的乙炔气体出口通过管路连接乙烯制备单元。优选地，所述乙炔发生器内设有双层筛板，上层筛板的板条的间距为300mm，下层筛板的板条的间距为80mm。