由煤制备苯的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种由煤制备苯的方法和系统。该方法包括：(1)将石灰石和煤分别进行破碎处理，得到石灰石碎料和煤粉；(2)将石灰石碎料进行烧制处理，得到生石灰和二氧化碳；(3)将生石灰与煤粉进行混合处理，得到混合物料；(4)将混合物料供给至电石炉进行电石反应，得到电石和一氧化碳；(5)将电石经破碎后与水反应，得到乙炔；以及(6)将乙炔、氢气、甲烷、步骤(2)产生的二氧化碳以及步骤(4)产生的一氧化碳通入乙炔制苯反应器中并发生反应，获得苯并副产乙烯。该方法能够实现利用煤最大化制备苯，从而实现从低价值的煤到高附加值的苯的转化，且具有流程简单、加工难度低、工艺成本低且经济性高的优点。

【技术实现步骤摘要】
由煤制备苯的方法和系统
本专利技术涉及冶金
，具体而言，本专利技术涉及一种由煤制备苯的方法和系统。
技术介绍
苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃为最重要的化工基础原料之一，广泛应用于生产橡胶、纤维、塑料和染料等化工产品。芳烃主要来源于石油化工中的催化重整和烃类热解，仅有约10％来源于煤炭化工。目前石油资源越来越匮乏，而我国又是一个煤炭大国，富煤少油。因此，开发新的有煤炭生产苯等轻质芳烃的技术势在必行。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种由煤制备苯的方法和系统，利用该方法和系统能够实现利用煤最大化制备苯，极大地提高了苯的产量，从而实现从低价值的煤到高附加值的苯的转化，且具有流程简单、加工难度低、工艺成本低且经济性高的优点。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种由煤制备苯的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将石灰石和煤分别进行破碎处理，以便得到石灰石碎料和煤粉；(2)将所述石灰石碎料在石灰窑内进行烧制处理，以便得到生石灰和二氧化碳；(3)将所述生石灰与所述煤粉进行混合处理，以便得到混合物料；(4)将所述混合物料供给至电石炉进行电石反应，以便得到电石和一氧化碳；(5)将所述电石经破碎后在乙炔发生器内与水反应，以便得到乙炔；以及(6)将所述乙炔、氢气、甲烷、步骤(2)产生的二氧化碳以及步骤(4)产生的一氧化碳通入乙炔制苯反应器中并发生反应，以便获得苯并副产乙烯。由此，根据本专利技术实施例的由煤制备苯的方法通过分别将石灰石和煤进行粉碎处理得到石灰石碎料和煤粉，进而将石灰石碎料进行烧制处理，得到生石灰和二氧化碳，生石灰和煤粉混合后，得到的混合物料经电石反应得到电石和一氧化碳，进一步将电石与水反应，得到乙炔，最后将乙炔与氢气、甲烷、前面反应产生的二氧化碳和一氧化碳混合通入乙炔制苯反应器进行反应，以便获得目标产物苯并副产乙烯。采用本专利技术的由煤制备苯的方法制备苯能够实现利用煤最大化制备苯，极大地提高了苯的产量，从而实现从低价值的煤到高附加值的苯的转化，且具有流程简单、加工难度低、工艺成本低且经济性高的优点。另外，根据本专利技术上述实施例的由煤制备苯的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述石灰石碎料的平均粒径不高于150mm，优选60～150mm。由此，可以保证石灰石碎料和煤粉混合均匀。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述煤的挥发分不高于10wt％。由此，可以显著提高由生石灰制备电石的产率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述煤粉的平均粒径为不高于40mm，优选25～40mm。由此，可以进一步使煤粉与石灰石碎料混合均匀。在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，将所述煤粉与所述生石灰按照质量比(0.6～0.8)：1进行所述混合处理。由此，可以进一步提高由生石灰制备电石的产率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(5)中，将所述电石破碎至粒径不高于80mm，优选将所述电石破碎至粒径为50～80mm。由此，可以显著提高由电石制备乙炔的产率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，所述反应是在600～1000摄氏度下进行的。由此，可以显著提高苯的产率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，所述反应是在850～950摄氏度下进行的。由此，可以进一步显著提高苯的产率。在本专利技术的一些实施例中，步骤(6)中，所述乙炔、所述氢气、所述甲烷、所述二氧化碳和所述一氧化碳的体积比为(1～2)：(1～4)：(1～2)：(1～3)：(0.5～1)。由此，可以进一步显著提高苯的产率。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种实施上述由煤制备苯的方法的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：石灰石破碎装置，所述石灰石破碎装置具有石灰石入口和石灰石碎料出口；煤破碎装置，所述煤破碎装置具有煤入口和煤粉出口；石灰窑，所述石灰窑内具有预热区和烧制区，所述预热区具有石灰石碎料入口，所述烧制区具有生石灰出口和二氧化碳出口，所述石灰石碎料入口与所述石灰石碎料出口相连；混料装置，所述混料装置具有生石灰入口、煤粉入口和混合物料出口，所述生石灰入口与所述生石灰出口相连，所述煤粉入口与所述煤粉出口相连；电石炉，所述电石炉具有混合物料入口、电石出口和一氧化碳出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；电石破碎装置，所述电石破碎装置具有电石入口和电石碎料出口，所述电石入口与所述电石出口相连；乙炔发生器，所述乙炔发生器具有电石碎料入口、水入口和乙炔出口，所述电石碎料入口与所述电石碎料出口相连；乙炔制苯反应器，所述制苯反应器具有乙炔入口，二氧化碳入口、一氧化碳入口、氢气入口、甲烷入口和苯产物出口，所述乙炔入口与所述乙炔出口相连，所述二氧化碳入口与所述二氧化碳出口相连，所述一氧化碳入口与所述一氧化碳出口相连；分离装置，所述分离装置具有苯产物入口、乙烯出口和苯出口，所述苯产物入口与所述苯产物出口相连。由此，根据本专利技术实施例的由煤制备苯的系统通过分别将石灰石和煤进行粉碎处理得到石灰石碎料和煤粉，进而将石灰石碎料进行烧制处理，得到生石灰和二氧化碳，生石灰和煤粉混合后，得到的混合物料经电石反应得到电石和一氧化碳，进一步将电石与水反应，得到乙炔，最后将乙炔与氢气、甲烷、前面反应产生的二氧化碳和一氧化碳混合通入乙炔制苯反应器进行反应，以便获得目标产物苯并副产乙烯。采用本专利技术的由煤制备苯的方法制备苯能够实现利用煤最大化制备苯，极大地提高了苯的产量，从而实现从低价值的煤到高附加值的苯的转化，且具有流程简单、加工难度低、工艺成本低且经济性高的优点。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的由煤制备苯的方法流程示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的由煤制备苯的系统结构示意图。图3是根据本专利技术一个实施例的由煤制备苯的系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种由煤制备苯的方法。下面参考图1，对根据本专利技术实施例的由煤制备苯的方法进行详细描述。根据本专利技术的实施例，该方包括：S100：将石灰石和煤分别进行破碎处理该步骤中，将石灰石和煤分别进行破碎处理，以便得到石灰石碎料和煤粉。具体的，石灰石是碳酸钙含量较高(一般在97％以上)，杂质较少的石灰石。煤是挥发分不高于10wt％的高品质煤或兰炭。专利技术人发现，通过将石灰石和煤分别进行粉碎处理，可以增大石灰石的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由煤制备苯的方法，其特征在于，包括：(1)将石灰石和煤分别进行破碎处理，以便得到石灰石碎料和煤粉；(2)将所述石灰石碎料在石灰窑内进行烧制处理，以便得到生石灰和二氧化碳；(3)将所述生石灰与所述煤粉进行混合处理，以便得到混合物料；(4)将所述混合物料供给至电石炉进行电石反应，以便得到电石和一氧化碳；(5)将所述电石经破碎后在乙炔发生器内与水反应，以便得到乙炔；以及(6)将所述乙炔、氢气、甲烷、步骤(2)产生的二氧化碳以及步骤(4)产生的一氧化碳通入乙炔制苯反应器中并发生反应，以便获得苯并副产乙烯。

【技术特征摘要】
1.一种由煤制备苯的方法，其特征在于，包括：(1)将石灰石和煤分别进行破碎处理，以便得到石灰石碎料和煤粉；(2)将所述石灰石碎料在石灰窑内进行烧制处理，以便得到生石灰和二氧化碳；(3)将所述生石灰与所述煤粉进行混合处理，以便得到混合物料；(4)将所述混合物料供给至电石炉进行电石反应，以便得到电石和一氧化碳；(5)将所述电石经破碎后在乙炔发生器内与水反应，以便得到乙炔；以及(6)将所述乙炔、氢气、甲烷、步骤(2)产生的二氧化碳以及步骤(4)产生的一氧化碳通入乙炔制苯反应器中并发生反应，以便获得苯并副产乙烯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石灰石碎料的平均粒径不高于150mm，优选60～150mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述煤的挥发分不高于10wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述煤粉的平均粒径为不高于40mm，优选25～40mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，将所述煤粉与所述生石灰按照质量比(0.6～0.8)：1进行所述混合处理。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，将所述电石破碎至粒径不高于80mm，优选将所述电石破碎至粒径为50～80mm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述反应是在600～1000摄氏度下进行的。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述反应是在850～950摄氏...

【专利技术属性】
技术研发人员：许梅梅，闫琛洋，朱元宝，史雪君，杜少春，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11