[发明专利]一种具有混芳脱苯功能的由煤制备芳烃的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及轻质芳烃的制备领域，具体涉及一种具有混芳脱苯功能的由煤制备芳烃的方法及系统。

背景技术

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。

现有技术的利用煤干馏产物煤焦油制取轻质芳烃的方法，所产轻质芳烃产量较少，没有充分利用煤炭资源来生产芳烃，不能从根本上解决石油资源匮乏带来的芳烃产量降低的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有混芳脱苯功能的由煤制备芳烃的方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种具有混芳脱苯功能的由煤制备芳烃的系统，包括：旋转床热解装置、电石炉、乙炔发生器、油气分离装置、洗苯塔、气体分离装置、乙炔制芳烃反应器、分离系统、脱苯蒸馏装置，其中，

所述旋转床热解装置的出料口连通至所述电石炉的物料入口，所述电石炉的电石出口连通至所述乙炔发生器的物料入口；

所述旋转床热解装置的热解油气出口连通至所述油气分离装置的物料入口，所述油气分离装置的热解气出口连通至所述洗苯塔的物料入口，所述洗苯塔的气体出口连通至所述气体分离装置的气体入口；

所述气体分离装置的氢气出口、甲烷出口和二氧化碳出口，所述电石炉的气体出口，所述乙炔发生器的气体出口分别连通至所述乙炔制芳烃反应器的进料管线；

所述乙炔制芳烃反应器的出料管线连通至所述分离系统，所述分离系统的轻质芳烃出口连通至所述脱苯蒸馏装置，所述脱苯蒸馏装置的第一出口连通至所述洗苯塔的洗油(在本文中，术语“洗油”和“残留液”可互换使用)入口，所述脱苯蒸馏装置的第二出口用于排出粗苯；

所述乙炔制芳烃反应器包括进料管线、气体分布器、反应套管、加热炉和出料管线，其中，所述进料管线和所述出料管线分别设置在所述反应套管的上端和下端，所述进料管线设置有入口和出口；所述气体分布器设置在所述反应套管的内部且位于所述反应套管的上端并且与所述进料管线的出口连通；所述反应套管内填充陶瓷蜂窝体；所述反应套管贯穿所述加热炉，所述加热炉正对所述反应套管的中部；所述进料管线分别连通所述气体分离装置的氢气出口、甲烷出口和二氧化碳出口，所述电石炉的气体出口，以及所述乙炔发生器的气体出口；所述出料管线连通至所述分离系统。

进一步地，所述系统还包括气体混合装置，所述气体混合装置的气体出口与所述乙炔制芳烃反应器的进料管线相连，所述气体混合装置的气体入口与所述气体分离装置的氢气出口、甲烷出口和二氧化碳出口相连。

进一步地，所述系统还包括压球装置，所述压球装置的出料口连通至所述旋转床热解装置的进料口。

进一步地，所述系统还包括净化装置，所述乙炔发生器的气体出口连接所述净化装置的气体入口，所述净化装置的气体出口连接所述乙炔制芳烃反应器的进料管线。

进一步地，所述反应套管的内径、所述反应套管的长度和所述加热炉的长度的比为(2-10):70:40，优选为1:14:8。

本发明还提供一种使用上述系统制备轻质芳烃的方法，包括以下步骤：

(1)将生石灰粉末和中低阶煤粉末混合得到混合粉料，将所述混合粉料投入旋转床热解装置中进行热解提质，得到热解油气和提质后的球团；

(2)步骤(1)中得到的热解油气经过油气分离装置进行油气分离后，得到热解气和煤焦油；将热解气经过洗苯塔脱除轻质烃类后，将脱除轻质烃类的热解气在气体分离装置中进行气体分离净化后，得到氢气、甲烷和二氧化碳、一氧化碳和其它轻质烃类；

(3)将步骤(1)得到的所述提质后的球团投入电石炉中，得到电石和一氧化碳；

(4)将步骤(2)得到的电石投入乙炔发生器中，与水反应，得到乙炔；