本實用新型總地涉及乙烯的制備工藝，具體涉及一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前在電石生產(chǎn)工藝中，電石在電石爐由2000℃以上的液態(tài)電石液流出電石爐至電石堝，然后在自然狀態(tài)下冷卻至室溫，無法利用電石顯熱，造成能源的極大浪費。另外，由電石乙炔生產(chǎn)乙烯的過程中，需要外供大量的氫氣與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烯，氫源成為乙炔下游生產(chǎn)的關(guān)鍵制約因素，尋找廉價氫源及其生產(chǎn)工藝與電石冶煉、電石乙炔制乙烯耦合為目前的研究熱點問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的在于提供一種將煤氣化和乙烯制備等技術(shù)耦合的新工藝。本實用新型首先提供了一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括氣化爐、煤氣分離提氫裝置和加氫反應(yīng)器；所述氣化爐包括煤粉入口、水蒸氣入口和富氫煤氣出口；所述煤氣分離提氫裝置包括富氫煤氣入口和氫氣出口，所述富氫煤氣入口與所述氣化爐的富氫煤氣出口相連；所述加氫反應(yīng)器包括氫氣入口、加氫催化劑入口、乙炔入口和乙烯出口，所述氫氣入口與所述煤氣分離提氫裝置的氫氣出口相連。在本實用新型的一個實施方案中，所述系統(tǒng)還包括電石爐、電石顯熱回收器和乙炔發(fā)生器；所述電石爐包括蘭炭入口、CaO入口和液態(tài)電石出口；所述電石顯熱回收器包括液態(tài)電石入口、水入口、水蒸氣出口和電石出口，所述液態(tài)電石入口與所述電石爐的液態(tài)電石出口相連，所述水蒸氣出口與所述氣化爐的水蒸氣入口相連；所述乙炔發(fā)生器包括電石入口、水入口和乙炔出口，所述電石入口與所述電石顯熱回收器的電石出口相連，所述乙炔出口與所述加氫反應(yīng)器的乙炔入口相連。在本實用新型的一個實施方案中，所述氣化爐還包括氣化催化劑入口。本實用新型將煤氣化與乙烯制備工藝耦合，利用煤氣化產(chǎn)生的煤氣中的氫氣與乙炔進行加氫反應(yīng)，制備乙烯，降低了生產(chǎn)成本。整個系統(tǒng)工藝路線非常簡單。此外，本申請還回收了電石液的顯熱，極大程度地降低損耗、節(jié)約了能源。附圖說明圖1為本實用新型實施例中的一種耦合制備乙烯的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。參考圖1，本實用新型提供的制備乙烯的系統(tǒng)包括氣化爐1、煤氣分離提氫裝置2、加氫反應(yīng)器3、電石爐4、電石顯熱回收器5和乙炔發(fā)生器6。氣化爐1包括煤粉入口101、水蒸氣入口、氣化催化劑入口和富氫煤氣出口。氣化爐1優(yōu)選為氣流床氣化爐。煤氣分離提氫裝置2包括富氫煤氣入口、氫氣出口和煤氣出口，富氫煤氣入口與氣化爐1的富氫煤氣出口相連。加氫反應(yīng)器3包括氫氣入口、加氫催化劑入口301、乙炔入口和乙烯出口302，氫氣入口與煤氣分離提氫裝置2的氫氣出口相連。電石爐4包括蘭炭入口401、CaO入口402、電石爐氣出口和液態(tài)電石出口。電石顯熱回收器5包括液態(tài)電石入口、水入口501、水蒸氣出口和電石出口，液態(tài)電石入口與電石爐4的液態(tài)電石出口相連，水蒸氣出口與氣化爐1的水蒸氣入口相連。電石顯熱回收器5的換熱方式為間接換熱。乙炔發(fā)生器6包括電石入口、水入口601、電石渣出口602和乙炔出口，電石入口與所述電石顯熱回收器5的電石出口相連，乙炔出口與加氫反應(yīng)器3的乙炔入口相連。其中，電石爐4、電石顯熱回收器5和乙炔發(fā)生器6并不是系統(tǒng)必須有的裝置，用于制備乙烯的乙炔可由電石制備，也可直接外購；作為氣化劑的水蒸氣可由水與液態(tài)電石間接換熱制得，也可由其他方式制備。本實用新型將煤氣化與乙烯制備工藝耦合，利用煤氣化產(chǎn)生的煤氣中的氫氣與乙炔進行加氫反應(yīng)，制備乙烯，降低了生產(chǎn)成本。整個系統(tǒng)工藝路線非常簡單。此外，本實用新型所有的設(shè)備均是在保溫、密閉及阻燃的條件下工作的，物料在各個設(shè)備間的輸送也均是在保溫及阻燃的條件下進行的，充分了利用了氣化及電石冶煉的高溫顯熱，極大地降低了損耗，節(jié)約了能源。此外，氣化爐1的操作壓力可為任意氣化爐所允許的壓力。下面參考具體實施例，對本實用新型進行說明。下述實施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述
實用新型內(nèi)容中所示。下述實施例所用的檢測方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測方法。實施例1本實施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備乙炔，具體如下：準(zhǔn)備原料：將不粘煤破碎，選取粒徑≤0.5mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為8wt％；此煤的灰分含量為7wt％、揮發(fā)分含量為30wt％。將CaO破碎，分別選取粒徑≤30mm的CaO及粒徑≤0.2mm的粉狀CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤30mm的蘭炭。電石冶煉：取550kg蘭炭送入電石爐4中，再往里面加入1000kg的CaO，在1900℃下冶煉制備液態(tài)電石。顯熱回收：用液態(tài)電石與水換熱，得到固態(tài)電石和水蒸氣。乙炔制備：取950kg固態(tài)電石與1400kg水反應(yīng)制備乙炔。煤氣化：取1000kg煤粉送入氣化爐1中，再往氣化爐1中加入40kg粉狀CaO和960kg水蒸氣，在2000℃進行煤氣化，得到富氫煤氣。煤氣分離：將富氫煤氣送入煤氣分離提氫裝置2中進行分離，得到氫氣。乙烯制備：將305m2乙炔、4.5kg加氫催化劑和310m2氫氣送入加氫反應(yīng)器3中，在250℃下，乙炔和氫氣反應(yīng)生成乙烯。產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度請見表1。實施例2本實施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備乙炔，具體如下：準(zhǔn)備原料：將褐煤破碎，選取粒徑≤0.1mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為5wt％；此煤的灰分含量為15wt％、揮發(fā)分含量為35wt％。將CaO破碎，分別選取粒徑≤25mm的CaO及粒徑≤0.1mm的粉狀CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤25mm的蘭炭。電石冶煉：取700kg蘭炭送入電石爐4中，再往里面加入1000kg的CaO，在2050℃下冶煉制備液態(tài)電石。顯熱回收：用液態(tài)電石與水換熱，得到固態(tài)電石和水蒸氣。乙炔制備：取1014kg固態(tài)電石與1500kg水反應(yīng)制備乙炔。煤氣化：取1000kg煤粉送入氣化爐1中，再往氣化爐1中加入67kg粉狀CaO和800kg水蒸氣，在1200℃進行煤氣化，得到富氫煤氣。煤氣分離：將富氫煤氣送入煤氣分離提氫裝置2中進行分離，得到氫氣。乙烯制備：將311m2乙炔、4.7kg加氫催化劑和315m2氫氣送入加氫反應(yīng)器3中，在150℃下，乙炔和氫氣反應(yīng)生成乙烯。產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度請見表1。實施例3本實施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備乙炔，具體如下：準(zhǔn)備原料：將長焰煤破碎，選取粒徑≤0.3mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為6wt％；此煤的灰分含量為10wt％、揮發(fā)分含量為32wt％。將CaO破碎，分別選取粒徑≤20mm的CaO及粒徑≤0.08mm的粉狀CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤20mm的蘭炭。電石冶煉：取630kg蘭炭送入電石爐4中，再往里面加入1000kg的CaO，在2200℃下冶煉制備液態(tài)電石。顯熱回收：用液態(tài)電石與水換熱，得到固態(tài)電石和水蒸氣。乙炔制備：取997kg固態(tài)電石與1480kg水反應(yīng)制備乙炔。煤氣化：取1000kg煤粉送入氣化爐1中，再往氣化爐1中加入50kg粉狀CaO和600kg水蒸氣，在1600℃進行煤氣化，得到富氫煤氣。煤氣分離：將富氫煤氣送入煤氣分離提氫裝置2中進行分離，得到氫氣。乙烯制備：將315m2乙炔、4.5kg加氫催化劑和320m2氫氣送入加氫反應(yīng)器3中，在200℃下，乙炔和氫氣反應(yīng)生成乙烯。產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度請見表1。表1各實施例產(chǎn)物及液態(tài)電石出口的溫度實施例1實施例2實施例3煤氣/m3229723522346氫氣/m3137814131408電石/kg9501014997水蒸氣//kg960800600乙烯/m3294299302液態(tài)電石出口/℃176319752086從表1可以看出，本實用新型制得的煤氣中氫氣的含量比較多，完全可以用于制備乙烯。此外，由于利用了液態(tài)電石的顯熱，極大的降低了損耗，節(jié)約了能源。綜上，本實用新型將煤氣化與乙烯制備工藝耦合，利用煤氣化產(chǎn)生的煤氣中的氫氣與乙炔進行加氫反應(yīng)，制備乙烯，降低了生產(chǎn)成本。整個系統(tǒng)工藝路線非常簡單。此外，本申請還回收了電石液的顯熱，極大程度地降低損耗、節(jié)約了能源。最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。當(dāng)前第1頁1 2 3