[发明专利]一种利用焦炉气制备乙炔的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工产品制备方法领域，尤其涉及乙炔的一种制备方法。

背景技术

乙炔是世界化学工业中“有机合成之母”，也是我国列入发展计划的八大基础有机原料之一。应用范围广泛，有几千种衍生化学品，其主要工业衍生物有氯乙烯（聚氯乙烯）、醋酸乙烯（聚醋酸乙烯）、1.4丁二醇、丙烯酸及醋酸、乙醛、氯化物及合成维生素A、E、K等。天然气制乙炔无环境污染，目前已成为发达国家生产乙炔的主要方法，也已有相当规模。国内以前仅有川维一家，现在国内天然气制乙炔技术已基本成熟，已有数家在建和拟建，总规模达数十万吨/年。

我国目前乙炔生产主要靠电石乙炔。每吨电石耗电3150KWh，消耗焦炭580Kg，石灰900多Kg。而3吨电石生产1吨乙炔，加上净化步骤，每吨乙炔耗电将达到10000KWh以上。同时大量的电石渣需进行处理，所以无论从能耗和环境上来讲，都是一种很大的负担。

而另外一方面，我国是焦炭生产大国，年生产能力3亿吨以上，每吨焦炭副产焦炉气400m³，除自用，民用和商用燃料外，每年放散的焦炉气超过200亿m³，造成巨大的污染和资源浪费。

由焦炉气通过甲烷化反应来制备合成天然气，国内多家厂家正在建生产装置。最大装置处理量达10×10⁴ m³/h焦炉气，生产甲烷作为燃料天然气或进一步液化为LNG，作为燃料输出。由焦炉气制备的合成天然气也可以用来生产乙炔产品。甲烷在反应室中进行燃烧与裂解反应：

CH₄ +2O₂ = CO₂ + 2H₂O                    （1）

2CH₄ = C₂H₂ + 3H₂                        （2）

CH₄ + 0.5 O₂ = CO + 2H₂                  （3）

CO + H₂O = CO₂ + H₂                      （4）

C₂H₂ = 2C + H₂                           （5）。

其中反应式（1）、（3）、（4）为放热反应，反应式（2）、（5）为吸热反应。而乙炔生产工艺是习用的天然气制乙炔工艺，此技术国内已基本成熟。

习用的焦炉气制合成天然气工艺在甲烷化后必须分离掉氢。在这一步，因为焦炉气氢碳比很高，氢过剩，由此甲烷化后必须分离掉未消耗的氢，现有一些技术，通过在甲烷化过程中补碳（加入CO和/或CO₂），从而消耗掉多余的氢。而天然气制乙炔除得到产品乙炔外，还得到含H₂，CO等组分的尾气，需要进一步处理，此尾气一般用来生产甲醇。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种利用焦炉气生产乙炔的方法，既可省去原焦炉气甲烷化必须要进行的甲烷提纯步骤，同时又可大幅增加最后乙炔产量，取得一举两得的效果；且相对与我国广泛的生产乙炔的电石法相比，具有明显的节能与减排效果。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种利用焦炉气制备乙炔的方法，包括以下步骤：将本方法最后产生的部分乙炔尾气直接返回与焦炉气混合进行甲烷化反应，甲烷化后的气体无需分离，直接进入乙炔装置生产乙炔。

作为优选，所述直接返回焦炉气的乙炔尾气占焦炉气的体积比为50%～80%。

作为优选，将部分乙炔尾气进行变换制取纯氢或直接制取纯氢，将制得的纯氢与剩余乙炔尾气一起加入到焦炉气中进行甲烷化反应。

工艺过程为：焦炉气经过预处理，经进一步净化后与部分乙炔尾气混合，进入甲烷化装置，甲烷化后气体直接送入乙炔装置，得到产品气乙炔。而乙炔尾气一部分与焦炉气混合，一起进入甲烷化装置,另一部分可以送去甲醇装置生产甲醇。如果不需要生产甲醇，可取出小部分乙炔尾气通过变压吸附方法制取纯氢，或取出小部分乙炔尾气进行变换反应，再通过变压吸附方法制取纯氢，制取的纯氢与未进行变换反应的乙炔尾气一起加入到焦炉气中，得到的混合气去进行甲烷化反应。