具有重质芳烃回用功能由粉煤制备轻质芳烃的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种具有重质芳烃回用功能的由粉煤制备芳烃的系统，其特征在于，包括快速热解装置、净化分离装置、混料罐、混合罐、过滤器、压球装置、电石炉、乙炔发生器、乙炔制芳烃反应器和分离系统。采用上述系统，由煤制芳烃，解决了由于石油资源有限带来的芳烃产量限制的问题，实现了低阶煤的清洁高效利用，乙炔制芳烃装置耦合了热反应和催化反应，提高了轻质芳烃产率，同时副产的重质芳烃可作为快速热解煤焦油的稀释剂，除去其所含大量粉尘，利于煤焦油的深加工。

【技术实现步骤摘要】
具有重质芳烃回用功能由粉煤制备轻质芳烃的系统
本技术涉及一种由中低阶粉煤制备轻质芳烃的组合工艺，更具体地，涉及一种中低阶粉煤经过快速热解装置后与生石灰混合生产电石，利用电石法生产乙炔，再由乙炔生产轻质芳烃的系统。
技术介绍
我国的能源格局一直是富煤、贫油、少气，煤炭储量可达世界煤炭储量的17％。其中褐煤、长焰煤等低阶煤资源储量丰富，占我国煤炭储量及煤炭产量50％以上，但由于低阶煤水含量高，直接燃烧或气化效率低且现有技术无法充分利用其资源价值，导致了煤炭资源的巨大浪费。2015年4月国家能源局发布了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020)》，将煤炭分质分级利用地位显著提高，大力倡导低阶煤提质技术的研发和示范。因此，开发低阶煤的清洁高效利用新途径具有十分重大的现实意义。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。目前，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。但是目前石油资源越来越匮乏，因此，开发新的由低阶煤生产苯等轻质芳烃的技术势在必行。
技术实现思路
本技术的目的主要是解决中低阶粉煤清洁高效利用和芳烃需求增长的问题，提供一种低阶煤与生石灰生产乙炔、氢气等，再由乙炔生产轻质芳烃的系统和方法，具体地，为了实现上述目的，本文提供了一种具有重质芳烃回用功能的由粉煤制备芳烃的系统，包括：快速热解装置，包括第一固体进口、第一气体出口、第二固体出口和第一液料出口；电石炉，包括第二固体入口、第三固体出口、第二气体出口，所述第二固体入口用于送入第二固体和第四固体；乙炔发生器，包括第三固体入口、第二液料入口，第三气体出口，所述第三固体入口与所述第三固体出口相连；乙炔制芳烃反应器，包括自上而下依次密封连接的进料管线、进料密封元件、气体分布器、反应套管、出料密封元件、出料管线，以及加热炉，所述进料管线用于通入第三气体及其他气体物料，所述反应套管中填装有陶瓷蜂窝体，所述反应套管贯穿设置在所述加热炉内部且所述加热炉正对所述反应套管的中部，所述出料管线用于排出产物；以及产物分离处理系统，包括分离系统和混合罐，所述分离系统具有产物入口、第三液料出口和第四液料出口，所述产物入口与所述乙炔制芳烃反应器的出料管线相连；所述混合罐具有第一液料入口、第四液料入口和第五液料出口，所述第一液料入口和素数第四液料入口分别与所述第一液料出口和所述第四液料出口相连。更具体地，所述产物分离处理系统还包括过滤器；所述过滤器包括第五液料入口、第六液料出口，所述第五液料入口与所述第五液料出口相连。更具体地，所述电石炉的第二气体出口处设置分流阀，所述分流阀具有第一分流口和第二分流口，所述乙炔制芳烃反应器的进料管线与所述分流阀的第一分流口相连。更具体地，所述乙炔发生器还与乙炔净化装置相连，所述乙炔净化装置具有第三气体进口和乙炔气出口，所述第三气体进口与所述第三气体出口连接，所述乙炔气出口与所述乙炔制芳烃反应器的进料管线相连。更具体地，所述系统还包括净化分离装置，所述净化分离装置与所述快速热解装置的第一气体出口相连，用于对第一气体净化分离。一种采用上述系统由粉煤制备芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)粉煤热解和热解气的净化：粉煤进入所述快速热解装置进行提质，得到半焦、热解气和煤焦油；(2)将步骤(1)得到的所述半焦与生石灰加入电石炉中反应，得到电石和一氧化碳；(3)步骤(2)得到的所述电石在所述乙炔发生器中与水反应，得到乙炔产物气；(4)芳烃连续生产：将步骤(3)中得到的所述乙炔产物气、步骤(2)得到的一氧化碳气连同氢气、甲烷一起作为反应气，连续通入乙炔制芳烃反应器中进行热反应和催化反应，得到芳烃产物；(5)芳烃产物分离：通过产物分离处理系统将步骤(4)中得到的芳烃产物分离，得到轻质芳烃、重质芳烃和乙烯；(6)煤焦油稀释：通过产物分离处理系统使所述重质芳烃和步骤(1)中得到的所述煤焦油混合得到稀释煤焦油。进一步地，步骤(6)还包括，使所述稀释煤焦油经过滤器过滤，得到过滤混合焦油，所述过滤混合焦油可用于生产轻质芳烃。进一步地，所述方法还包括：将所述热解气经净化分离装置净化分离后得到氢气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、其它轻质烃类，所述氢气、甲烷、二氧化碳用作步骤(4)的反应气用于生产芳烃。进一步地，来自所述电石炉的一氧化碳被分流阀分为两部分，一部分用作步骤(4)的反应气用于生产芳烃，另一部分与所述热解气经净化分离得到的一氧化碳、其它轻质烃类一起，用作所述方法的燃料气。进一步地，步骤(3)中得到的所述乙炔产物气在通入所述乙炔制芳烃反应器之前，通过乙炔净化装置净化，得到乙炔气，然后将所述乙炔气通入所述乙炔制芳烃反应器。根据本技术的具体实施方式，提供了一种由粉煤制备轻质芳烃的系统，包括：快速热解装置、净化分离装置、混料罐、混合罐、过滤器、压球装置、电石炉、乙炔发生器、乙炔制芳烃反应器和分离系统；其中，快速热解装置包括粉煤进口、热解气出口、半焦出口和煤焦油出口；净化分离装置包括热解气进口、以及多个出口，热解气进口与热解气出口相连，多个出口用于排出分离的气体，包括二氧化碳、氢气和甲烷；混料罐包括半焦入口、生石灰入口和混合粉料出口，半焦入口与半焦出口相连；压球装置包括混合粉料入口和球团出口，混合粉料入口与混合粉料出口相连；电石炉包括球团入口、电石出口、一氧化碳出口，球团入口与球团出口相连；乙炔发生器包括电石入口、乙炔产物气出口，电石入口与电石出口相连；乙炔制芳烃反应器包括自上而下依次密封连接的进料管线、进料密封元件、气体分布器、反应套管、出料密封元件和出料管线，以及加热炉，进料管线与乙炔产物气出口、一氧化碳出口、净化分离装置的多个出口相连，反应套管中填装有陶瓷蜂窝体，反应套管贯穿设置在加热炉内部且加热炉正对反应套管的中部；分离系统包括入口以及多个出口，多个出口用于排出分离的乙烯、轻质芳烃和重质芳烃，入口与乙炔制芳烃反应器的出料管线相连；混合罐包括煤焦油入口、重质芳烃入口和混合焦油出口，煤焦油入口与煤焦油出口相连，重质芳烃入口与分离系统的用于排出重质芳烃的出口相连；过滤器包括混合焦油入口、过滤混合焦油出口，混合焦油入口与混合焦油出口相连。更进一步地，电石炉的一氧化碳出口处设置分流阀，分流阀具有第一分流口和第二分流口，乙炔制芳烃反应器的进料管线与分流阀的第一分流口相连，分流阀的第二分流口排出的一氧化碳用作所述系统的燃料气。更进一步地，反应套管为内衬陶瓷的不锈钢反应管，反应套管的内径、长度和加热炉长度的比例为(2～10)：70：40。这里，反应套管的内径、长度和加热炉长度的比例优选为1:14:8。一种采用上述系统由粉煤制备芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将粉煤干燥后破碎，进入所述快速热解装置进行提质，得到半焦、热解气和煤焦油，所述热解气经所述净化分离装置净化后得到氢气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、其它轻质烃类；(2)步骤(1)得到的所述半焦破碎后与生石灰在所述混料罐中混合得到混合粉料，将所述混合粉料加入所述压球装置中进行压球处理，得到的球团进入所述电石炉中反应，得到电石和一氧化碳；(3)步骤(2)得到的所述电石冷却破碎后在所述乙炔发生器中与水反应，生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有重质芳烃回用功能的由粉煤制备芳烃的系统，其特征在于，包括：快速热解装置，包括第一固体进口、第一气体出口、第二固体出口和第一液料出口；电石炉，包括第二固体入口、第三固体出口、第二气体出口，所述第二固体入口用于送入第二固体和第四固体；乙炔发生器，包括第三固体入口、第二液料入口，第三气体出口，所述第三固体入口与所述第三固体出口相连；乙炔制芳烃反应器，包括自上而下依次密封连接的进料管线、进料密封元件、气体分布器、反应套管、出料密封元件、出料管线，以及加热炉，所述进料管线用于通入第三气体及其他气体物料，所述反应套管中填装有陶瓷蜂窝体，所述反应套管贯穿设置在所述加热炉内部且所述加热炉正对所述反应套管的中部，所述出料管线用于排出产物；以及产物分离处理系统，包括分离系统和混合罐，所述分离系统具有产物入口、第三液料出口和第四液料出口，所述产物入口与所述乙炔制芳烃反应器的出料管线相连；所述混合罐具有第一液料入口、第四液料入口和第五液料出口，所述第一液料入口和素数第四液料入口分别与所述第一液料出口和所述第四液料出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种具有重质芳烃回用功能的由粉煤制备芳烃的系统，其特征在于，包括：快速热解装置，包括第一固体进口、第一气体出口、第二固体出口和第一液料出口；电石炉，包括第二固体入口、第三固体出口、第二气体出口，所述第二固体入口用于送入第二固体和第四固体；乙炔发生器，包括第三固体入口、第二液料入口，第三气体出口，所述第三固体入口与所述第三固体出口相连；乙炔制芳烃反应器，包括自上而下依次密封连接的进料管线、进料密封元件、气体分布器、反应套管、出料密封元件、出料管线，以及加热炉，所述进料管线用于通入第三气体及其他气体物料，所述反应套管中填装有陶瓷蜂窝体，所述反应套管贯穿设置在所述加热炉内部且所述加热炉正对所述反应套管的中部，所述出料管线用于排出产物；以及产物分离处理系统，包括分离系统和混合罐，所述分离系统具有产物入口、第三液料出口和第四液料出口，所述产物入口与所述乙炔制芳烃反应器的出料管线相连；所述混合罐具有第一液料入口、第四液料...

【专利技术属性】
技术研发人员：许梅梅，闫琛洋，于家琳，史雪君，吴道洪，
申请(专利权)人：北京华福工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11