[发明专利]一种由煤热解气制丙烯酸的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是一种由煤热解气制丙烯酸的系统及使用该系统制备丙烯酸的方法。

背景技术

低阶煤快速热解工艺的热解气成分主要以CO和H₂为主，大约占到80％左右。热解气中含尘量大，炉尘具有粘、轻、细不易捕集的特点。而且热解气具有本身的潜热和显热，同时又具有难以除尘净化的大量粉尘。传统煤气的处理工艺是将煤气直接冷却，得到含尘煤焦油，煤焦油再加热进行加工，不仅能耗巨大，同时冷却过程中有废水废渣污染；或用氨水喷淋荒煤气降温、除尘，导致焦油中含尘量很高，同时带来废水和废渣污染，并且浪费了煤气的物理显热。不完善的尾气净化和利用技术不但对能源是极大的浪费，而且对于环境污染是相当大的危害。

因此，需要一种完善的尾气净化和利用技术，将煤热解气中的有效资源进行利用而且又不会对环境造成危害。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种由煤热解气制丙烯酸的系统，以及使用该系统制备丙烯酸的方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明，提供一种由煤热解气制丙烯酸的系统，包括：

油气分离装置，该油气分离装置具有进口和出口；气体进口用于通入煤热解气；

油气分离装置，所述油气分离装置的气体进口连接煤热解气管道，用于通入煤热解气；

旋风分离装置，所述旋风分离装置的进口与所述油气分离装置的出口相连；

净化装置，所述净化装置的进口与所述旋风分离装置的出口相连；

提纯装置，所述提纯装置的进口与所述净化装置的出口相连；以及

反应器，所述反应器包含气体进口、液体进口以及排出口，所述反应器的气体进口与所述提纯装置的出口相连。

进一步地，所述反应器的排出口连接有冷凝装置；冷凝装置具有气体出口及液体出口。

所述油气分离装置用于分离煤热解气中的焦油，通过从油气分离装置顶部喷入换热媒介或在内部设置装有换热媒介的管道使高温的煤热解气冷却，使煤热解气中的焦油液化将其从气体中分离。优选地，油气分离装置设置有换热装置，换热装置的换热介质出口连接换热管道，通过换热管道对反应器加热。

进一步地，所述换热管道可通过以下方式对所述反应器加热：换热管道通过接触和/或热辐射对反应器加热；或者换热管道与反应器外层连通，通过向反应器外层输送换热介质以对反应器内腔加热，所述反应器的液体进口和气体进口均通入至反应器内腔。

进一步地，换热管道上设置有流量阀，该流量阀用于控制换热管道内换热介质的流量，从而控制换热管道对反应器的加热程度。

反应器可以是现有技术中的双层反应器，将换热管道与双层反应器的外层连通向外层输送换热介质，通过换热介质对反应器内层加热，反应物通过液体进口和气体进口被输送至反应器内层在内层发生化学反应制备丙烯酸。通过调节换热介质的流量可以调节对反应器的加热状态，从而使反应器的温度控制在反应温度范围内。优选的，反应器装有冷却装置以在反应器温度超过反应温度范围时对反应器冷却。更优选的，反应器带有搅拌装置，用于搅拌反应物使得反应液受热均匀。

进一步地，提纯装置为变压吸附分离装置、变温吸附分离装置、深冷分离装置和膜分离装置的至少一种。

根据本发明，提供一种一种采用如上的系统制备丙烯酸的方法，包括以下步骤：

步骤一：通过油气分离装置冷却煤热解气并除去煤热解气中的焦油；

步骤二：将经过步骤一处理的煤热解气送入旋风分离装置除去煤热解气中的粉尘固体；

步骤三：将经过步骤二处理的煤热解气送入净化装置脱去煤热解气中的硫、氧、碳杂质；

步骤四：将经过步骤三处理的煤热解气送入提纯装置除去氢气、甲烷、二氧化碳气体，得到纯化一氧化碳气体；

步骤五：将步骤四得到的一氧化碳气体、乙炔和水送入反应器中反应生成丙烯酸。

进一步地，步骤一中通过油气分离装置冷却煤热解气所产生的热量输送至所述反应器用于对其加热。

进一步地，步骤五中先将乙炔溶解于有机溶剂和水中，再与一氧化碳反应。

进一步地，有机溶剂选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮或乙酰丙酮中的一种或多种组合。

进一步地，反应器内含有催化剂，催化剂含有至少一种钯盐。

更进一步地，钯盐包括卤化钯、乙酸钯、硝酸钯、硫酸钯。

进一步地，反应器的反应温度为100-150℃。

本发明的有益效果是：