一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统及方法，包括氢氧化钾装置、碳酸钾装置、乙炔装置、电石法乙炔装置、氯乙烯装置、聚氯乙烯装置、合成氨装置、尿素装置、甲醇装置、空分装置和供热中心。本发明专利技术采用石油天然气为主要原料生产PVC，各生产装置紧密结合，上个装置的产品、副产品、废气和废渣就是下一个装置的原料，使资源能够充分利用；将污染物消除在生产工艺过程中，从根本上减少或消除了污染，实现了资源利用效率的最大化和“三废”排放量的最小化的循环经济模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工产品的资源综合利用领域，更具体地，涉及一种以氯化钾和天然气为原料生产氢氧化钾、碳酸钾、聚氯乙烯、尿素及甲醇等化工产品并综合利用的生产系统及其方法。
技术介绍
中国天然气化工始于20世纪60年代初，现已初具规模。现如今，已兴建多座以天然气和油田伴生气为原料的大型合成氨厂，以及一批中、小型合成氨厂，使全国合成氨生产原料结构中，天然气所占的比例约达到半数；同时还兴建了天然气制乙炔工厂。聚氯乙烯树脂(PVC)作为氯碱工业最大的有机耗氯产品,对氯碱工业的发展及其碱、氯平衡都具有极其重要的作用。在我国聚氯乙烯行业产能迅速增长、而且电石法聚氯乙烯仍占据主导地位的情况下，本专利技术采用石油天然气为主要原料生产PVC，使我国PVC生产原料以电石乙炔为主向原料多样化迈出了可喜的一步。本专利技术中将天然气化工与盐化工有机结合，带动相关产业的进一步发展，对资源进行了合理有效的循环利用，实现了循环经济产业链的应用技术，完善了再生资源回收利用体系。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术针对现有技术的状况，专利技术一种新型生产系统及其方法，将天然气化工与盐化工有机结合，以氯化钾、天然气、空气等资源综合利用生产氢氧化钾、碳酸钾、聚氯乙烯、尿素及甲醇。技术方案:本专利技术的目的是通过下述技术方案来实现的:—种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，包括氢氧化钾装置、碳酸钾装置、乙炔装置、电石法乙炔装置、氯乙烯(VCM)装置、聚氯乙烯装置、合成氨装置、尿素装置、甲醇装置、空分装置和供热中心；所述氢氧化钾装置分别连接所述氯乙烯(VCM)装置、所述碳酸钾装置，所述氢氧化钾装置的产品或副产为所述氯乙烯(VCM)装置、所述碳酸钾装置的原料；所述乙炔装置分别连接所述供热中心、合成氨装置、氯乙烯(VCM)装置、甲醇装置，所述合成氨装置连接尿素装置，所述氯乙烯(VCM)装置连接聚氯乙烯装置；所述空分装置连接所述乙炔装置，为所述乙炔装置提供氧气作为原料；所述电石法乙炔装置可以作为所述乙炔装置的备用装置，当所述乙炔装置不能正常开车时，可启用该套装置生产C2H2 ；所述的供热中心主要是给整个产业链的各大装置供各压力等级蒸汽、供电，以汽定电，是该产业链自备电厂，多余的电量并到当地电网平衡；所述系统采用DCS控制系统控制，其生产操作安全可靠且稳定；所述氢氧化钾装置是将原料氯化钾(KCl)经离子膜电解得到氢氧化钾(KOH) 32 %溶液、氯气(Cl2)和氢气(H2), 32%的KOH溶液经降膜蒸发生产48%的液碱；48%的液碱部分经蒸发浓缩生产92~95%的固碱，另一部分去所述碳酸钾装置生产碳酸钾(K2CO3);所述电解产生的Cl2、H2经处理及压缩，采用二合一副产蒸汽的合成炉生产氯化氢(HCl)气体；HCl气体经冷却后一部分供所述氯乙烯(VCM)装置生产氯乙烯，另一部分经降膜吸收器吸收生产31 %的高纯盐酸自用供所述氢氧化钾装置自用；副产的过量Cl2,当设备处于事故状态或电解装置开停车时，送至Cl2液化工序生产液氯产品充装出售；如前所述的来自氢氧化钾装置的48%的KOH溶液与来自所述合成氨装置的二氧化碳(CO2)及来自天然气燃烧产生的高温CO2在流化床反应器中经碳化、干燥制得K2CO3产品，尾气经除尘、洗涤后放空，充分利用所述合成氨装置生产过程中多余的CO2,既节能又环保;所述空分装置是利用液化空气中各组份沸点的不同采用液化精馏方法将氧气(O2)、氮气(N2)及氩气(Ar)等各组份分离开，氧气输送至所述乙炔装置用于天然气氧化制取乙炔；氮气送往各大装置用于开停车置换及干气密封；氩气用于外销；该装置为乙炔装置提供工艺用02，同时提供各装置所需的各压力等级N2 ;本装置采用空气循环液氧内压缩流程，安全可靠、经济合理；所述乙炔装置采用天然气部分氧化制取乙炔技术，副产高级炔和乙炔尾气；来自空分装置的O2与原料天 然气(CH4)经预热后在所述乙炔装置的乙炔炉中发生部分氧化反应，生成粗乙炔(C2H2)混合气，再经加氢、提浓、净化得到精C2H2送至所述VCM装置；乙炔炉中副产的炭黑经水洗涤、澄清分离后送至焚烧炉焚烧，尾气达标排放；乙炔提浓工序经分离副产的高级炔输送至所述供热中心的电站锅炉用作燃料，副产的乙炔尾气输送至所述合成氨装置及所述甲醇装置用作原料，变废为宝，资源综合利用率高；所述电石法乙炔装置，当所述乙炔装置不能正常开车时，可启用该套装置生产C2H2 ；电石法乙炔装置将外购来的大电石块，经鄂式破碎机破碎成40~60 mm的电石颗粒，用皮带输送机送至电石加料斗，经氮气置换后进入乙炔发生器，电石与水反应生成粗C2H2和电石渣；粗C2H2经清净工序得精C2H2输送至VCM装置做原料；电石渣经压滤后得到的滤液重新返回到乙炔发生器中作为工艺水进行循环，将电石渣输运送至水泥厂做原料，减少了环保处理费用，降低了成本；本专利技术还公开一种以氯化钾和天然气为原料实现资源综合利用的生产方法，其反应过程及相应的工艺参数如下:I)在所述氢氧化钾装置中，将原料氯化钾(KCl)经离子膜电解得到氢氧化钾(KOH) 32%溶液、氯气(Cl2)和氢气(H2), 32%的KOH溶液经降膜蒸发生产48%的液碱；48%的液碱部分经蒸发浓缩生产92~95%的固碱，另一部分去碳酸钾装置生产碳酸钾(K2CO3)；如前所述电解产生的Cl2、H2经处理及压缩，采用二合一副产蒸汽的合成炉生产氯化氢(HCl)气体；HC1气体经冷却后一部分供氯乙烯(VCM)装置生产氯乙烯，另一部分经降膜吸收器吸收生产31 %的高纯盐酸自用供氢氧化钾装置自用；副产的过量Cl2,当设备处于事故状态或电解装置开停车时，送至Cl2液化工序生产液氯产品充装出售；2)在所述的来自氢氧化钾装置的48%的KOH溶液与来自合成氨装置的二氧化碳(CO2)及来自天然气燃烧产生的高温CO2在流化床反应器中经碳化、干燥制得K2CO3产品，尾气经除尘、洗涤后放空，该装置充分利用合成氨装置生产过程中多余的CO2，既节能又环保；3)在所述空分装置中，利用液化空气中各组份沸点的不同采用液化精馏方法将氧气(O2)、氮气(N2)及氩气(Ar)等各组份分离开，氧气输送至乙炔装置用于天然气氧化制取乙炔；氮气送往各大装置用于开停车置换及干气密封；氩气用于外销；该装置为乙炔装置提供工艺用02，同时提供各装置所需的各压力等级N2 ；4)在所述乙炔装置中，采用天然气部分氧化制取乙炔技术，副产高级炔和乙炔尾气；来自空分装置O2与原料天然气(CH4)经预热后在乙炔装置乙炔炉中发生部分氧化反应，生成粗乙炔(C2H2)混合气，再经加氢、提浓、净化得到精C2H2送至VCM装置；乙炔炉中副产的炭黑经水洗涤、澄清分离后送至焚烧炉焚烧，尾气达标排放；乙炔提浓工序经分离副产的高级炔输送至供热中心的电站锅炉用作燃料，副产的乙炔尾气输送至合成氨装置及甲醇装置用作原料；5)在所述电石法乙炔装置中，当天然气乙炔装置不能正常开车时，启用该套装置生产C2H2 ；电石法乙炔装置将外购来大的电石块，经鄂式破碎机破碎成40-60 mm的电石颗粒，用皮带输送机送至电石加料斗，经氮气置换后进入乙炔发生器，电石与水反应生成粗C2H2和电石渣；粗C2H2经清净工序得精C2H2输送至VCM装置做原料；电石渣经压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，包括氢氧化钾装置、碳酸钾装置、乙炔装置、电石法乙炔装置、氯乙烯装置、聚氯乙烯装置、合成氨装置、尿素装置、甲醇装置、空分装置和供热中心，其特征在于： 所述氢氧化钾装置分别连接所述氯乙烯装置、所述碳酸钾装置，所述氢氧化钾装置的产品或副产为所述氯乙烯装置、所述碳酸钾装置的原料；所述乙炔装置分别连接所述供热中心、合成氨装置、氯乙烯装置、甲醇装置，所述合成氨装置连接所述尿素装置，所述氯乙烯装置连接所述聚氯乙烯装置；所述空分装置连接所述乙炔装置，为所述乙炔装置提供氧气作为原料； 所述电石法乙炔装置可以作为所述乙炔装置的备用装置，当所述乙炔装置不能正常开车时，可启用该套装置生产C2H2； 所述的供热中心给整个产业链的各大装置供各压力等级蒸汽、供电； 所述系统采用DCS控制系统控制，其生产操作安全可靠且稳定。

【技术特征摘要】
1.一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，包括氢氧化钾装置、碳酸钾装置、乙炔装置、电石法乙炔装置、氯乙烯装置、聚氯乙烯装置、合成氨装置、尿素装置、甲醇装置、空分装置和供热中心，其特征在于: 所述氢氧化钾装置分别连接所述氯乙烯装置、所述碳酸钾装置，所述氢氧化钾装置的产品或副产为所述氯乙烯装置、所述碳酸钾装置的原料；所述乙炔装置分别连接所述供热中心、合成氨装置、氯乙烯装置、甲醇装置，所述合成氨装置连接所述尿素装置，所述氯乙烯装置连接所述聚氯乙烯装置；所述空分装置连接所述乙炔装置，为所述乙炔装置提供氧气作为原料； 所述电石法乙炔装置可以作为所述乙炔装置的备用装置，当所述乙炔装置不能正常开车时，可启用该套装置生产C2H2 ； 所述的供热中心给整个产业链的各大装置供各压力等级蒸汽、供电； 所述系统采用DCS控制系统控制，其生产操作安全可靠且稳定。2.一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，其特征在于，所述氢氧化钾装置是将原料氯化钾经离子膜电解得到氢氧化钾32%溶液、氯气和氢气，32%的氢氧化钾溶液经降膜蒸发生产48%的液碱；48%的液碱部分经蒸发浓缩生产92~95%的固碱，另一部分去所述碳酸钾装置生产碳酸钾；所述电解产生的氯气和氢气经处理及压缩，采用二合一副产蒸汽的合成炉生产氯化氢气体；氯化氢气体经冷却后一部分供所述氯乙烯装置生产氯乙烯，另一部分经降膜吸收器吸收生产31 %的高纯盐酸自用供所述氢氧化钾装置自用；副产的过量氯气，当设备处于事故状态或电解装置开停车时，送至氯气液化工序生产液氯产品充装出售。3.一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，其特征在于，所述的来自氢氧化钾装置的48%的氢氧化钾溶液与来自所述合成氨装置的二氧化碳及来自天然气燃烧产生的高温二氧化碳在流化床反应器中经碳化、干燥制得碳酸钾产品，尾气经除尘、洗涤后放空。4.一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，其特征在于，所述空分装置利用液化空气中各组份沸点的不同采用液化精馏方法将氧气、氮气及氩气等各组份分离开，氧气输送至所述乙炔装置用于天然气氧化制取乙炔；氮气送往各大装置用于开停车置换及干气密封；氩气用于外销；该装置为乙炔装置提供工艺用氧气，同时提供各装置所需的各压力等级氮气。5.一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，其特征在于，所述乙炔装置采用天然气部分氧化制取乙炔技术，副产高级炔和乙炔尾气；来自空分装置的氧气与原料天然气经预热后在所述乙炔装置的乙炔炉中发生部分氧化反应，生成粗乙炔混合气，再经加氢、提浓、净化得到精乙炔送至所述氯乙烯装置；乙炔炉中副产的炭黑经水洗涤、澄清分离后送至焚烧炉焚烧，尾气达标排放；乙炔提浓工序经分离副产的高级炔输送至所述供热中心的电站锅炉用作燃料，副产的乙炔尾气输送至所述合成氨装置及所述甲醇装置用作原料。6.一种以氯化钾、天然气为原料实现资源综合利用的生产系统，其特征在于，所述电石法乙炔装置，当所述乙炔装置不能正常开车时，可启用该套装置生产乙炔；所述电石法乙炔装置将外购来的大电石块，经鄂式破碎机破碎成40~60 mm的电石颗粒，用皮带输送机送至电石加料斗，经氮气置换后进入乙炔发生器，电石与水反应生成粗乙炔和电石渣；粗乙炔经清净工序得精乙炔输送至乙炔装置做原料；电石渣经压滤后得到的滤液重新返回到乙炔发生器中作为工艺水进行循环，将电石渣输运送至水泥厂做原料。7.一种以氯化钾和天然气为原料实现资源综合利用的生产方法，其特征在于，其反应过程及相应的工艺参数如下: 1)在所述氢氧化钾装置中，将原料氯化钾经离子膜电解得到氢氧化钾32%溶液、氯气和氢气，32%的氢氧化钾溶液经降膜蒸发生产48%的液碱；48%的液碱部分经蒸发浓缩生产92~95%的固碱，另一部分去碳酸钾装置生产碳酸钾；如前所述电解产生的氯气和氢气经处理及压缩，采用二合一副产蒸汽的合成炉生产氯化氢气体；氯化氢气体经冷却后一部分供氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小松，李浩放，刘星明，王骏，李辉林，王林青，黄龙，赵得元，包庆山，刘国建，马珍，
申请(专利权)人：青海盐湖工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：青海;63