[发明专利]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

权利要求书

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㎜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； 

2)在所述的来自氢氧化钾装置的48％的氢氧化钾溶液与来自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，该装置充分利用合成氨装置生产过程中多余的二氧化碳； 

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、氮气及氩气等各组份分离开，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氧气，同时提供各装置所需的各压力等级氮气； 

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；来自空分装置氧气与原料天然气经预热后在乙炔装置乙炔炉中发生 部分氧化反应，生成粗乙炔混合气，再经加氢、提浓、净化得到精乙炔送至氯乙烯装置；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，启用该套装置生产乙炔；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㎜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氯乙烯装置做原料；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； 

6)来自乙炔装置的乙炔经干燥处理后与来自氢氧化钾装置的氯化氢气体经硫酸雾过滤器除去酸雾后通过流量控制按乙炔/氯化氢≈1的比例调节，并以氯化氢纯度修正，混合经加热到一定温度，在催化剂氯化汞的作用下进行气固相反应生成氯乙烯；副产盐酸进行脱析处理，回收大部分未反应的氯化氢；精馏尾气采用变压吸附回收氯乙烯及乙炔； 

7)来自氯乙烯装置的氯乙烯为原料，在聚氯乙烯装置采用悬浮聚合工艺技术，脱盐水为悬浮介质，在分散剂、引发剂等化学品存在下进行聚合反应，反应生成物经加压冷凝和料将汽提分离出未反应的氯乙烯，再经离心分离，干燥制得聚氯乙烯，分离出的氯乙烯循环利用； 

8)来自乙炔装置的乙炔尾气在合成氨装置经脱硫、加氢净化处理后，在二段转化炉中与空气在高温下充分混合燃烧，降低其中甲烷含量，出二段转化炉的转化气经中低变换降低一氧化碳的含量后，再经脱碳工序除去二氧化碳后经压缩合成制得合成氨，再经分离制得液氨输送至尿素装置；脱碳工序分离出的二氧化碳一部分用于生产碳酸钾产品，另一部分用于合成尿素；氨分离出的弛放气经膜分离回收氢，一部分循环合成氨，另一部分用于合成氯化氢；采用膜回收驰放气中的氢气，增加合成氨装置产量，降低消耗定额和运行费用；并进行二级膜回收，制取高纯度氢气，送钾碱装置；液氨采用球罐带压贮存，减少事故冰机的启动。 

9)尿素装置采用传统CO₂汽提法及深度水解解吸工艺技术，如上所述的原料二氧化碳及液氨来自合成氨装置，原料二氧化碳在合成压力下进入二氧化碳汽提塔与出尿素合成塔的尿素溶液逆流接触进行汽提，促使其中的甲铵分解，分解的氨和二氧化碳返回合成系统；出合成回路的尿素溶液经减压提浓、蒸发后 送造粒系统，最后得到粒状尿素产品；本装置将尿素生产中要排放的工艺冷凝液中的尿素分解成NH₃和CO2，再进行解吸将NH₃和CO₂从工艺冷凝液中分离出来回收至生产系统，使出界区工艺冷凝液中的NH₃和尿素含量都低于3ppm； 

10)来自乙炔装置副产的乙炔尾气在甲醇装置经脱硫、加氢净化处理后，使新鲜气中的氢碳比达到最佳时送入联合压缩机加压至5.0MPa后入甲醇合成塔合成甲醇，再经粗甲醇精馏以及变压吸附制氢工序制得甲醇产品。