制備電石的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及制備電石的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電石即碳化鈣（CaC2),與水反應(yīng)生成乙炔，以乙炔為原料可生成幾千種有機(jī)化工 產(chǎn)品，上世紀(jì)中葉之前被譽(yù)為有機(jī)合成之母。目前主要用于生產(chǎn)氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙 烯酸基等系列產(chǎn)品，我國70%以上的PVC(聚氯乙烯）生產(chǎn)源于電石乙炔。電石對(duì)我國的經(jīng) 濟(jì)發(fā)展具有十分重要的作用，近十余年來的產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，2013年產(chǎn)量達(dá)2200萬噸以上。
[0003] 電石生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)落后，目前主要有電熱法和氧熱法兩種生產(chǎn)工藝。電熱法采用 固定床（移動(dòng)床）一塊狀原料一電弧加熱的方法，由于塊狀原料接觸面積小，嚴(yán)重限制了原 料熱傳遞過程，使得工業(yè)反應(yīng)需在高溫下進(jìn)行（2000?2300°C)，每噸電石（純度80%)的 電耗高達(dá)3250kwh，是名副其實(shí)的"高耗能"產(chǎn)業(yè)。氧熱法是通過添加過量的燃料（煤、重 油或天然氣等），利用過量的燃料燃燒釋放熱量，以部分替代電弧供熱，減少電石生產(chǎn)過程 中的電量消耗，然而氧熱法采用塊狀原料，電石生產(chǎn)溫度在2000°C以上，依然存在高能耗問 題。目前為止，氧熱法制備電石工藝并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的 在于提出一種制備電石的方法，利用該方法可以提高熱量利用率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成 本、降低能耗和污染。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備電石的方法，該方法包括：將原煤 進(jìn)行干燥處理，以便獲得干燥原煤；將所述干燥原煤和石灰分別進(jìn)行粉碎處理，以便獲得原 煤粉末和石灰粉末；將過量的所述原煤粉末和所述石灰粉末進(jìn)行混合處理，以便獲得混合 物料；將所述混合物料進(jìn)行壓球處理，以便獲得球團(tuán)物料；將所述球團(tuán)物料進(jìn)行熱解處理， 以便獲得人造石油、人造天然氣和熱解固體產(chǎn)物，其中，所述熱解固體產(chǎn)物含有半焦和石 灰；將所述熱解固體產(chǎn)物熱送至燃燒倉內(nèi)進(jìn)行燃燒處理，以便得到炙熱固體；以及將所述 炙熱固體熱送至密閉電爐中進(jìn)行冶煉處理，以便獲得所述電石。
[0006] 本發(fā)明上述實(shí)施例的制備電石的方法將氧熱法和密閉電爐法相結(jié)合，通過預(yù)先以 過量的原煤粉末與石灰粉末混合，進(jìn)行熱解和燃燒，得到高溫且緊密接觸的含有半焦和石 灰的球團(tuán)物料，由此將該球團(tuán)物料在電爐內(nèi)進(jìn)行冶煉處理，由此可以顯著降低冶煉溫度，節(jié) 省冶煉時(shí)間，進(jìn)而節(jié)省能耗。
[0007] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備電石的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0008] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述原煤粉末和石灰粉末的平均粒度均為不大于20 微米，優(yōu)選地，所述原煤粉末和石灰粉末的平均粒度均小于10微米。
[0009] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述球團(tuán)物料的平均直徑為10?40毫米。由此獲得 的球團(tuán)可直接進(jìn)入旋轉(zhuǎn)床熱解爐。
[0010] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述原煤粉末和所述石灰粉末是按照質(zhì)量比為1.2: 1. 04進(jìn)行所述混合處理的，所述原煤粉末的質(zhì)量為制備電石所需理論量的1. 2?1. 3倍。
[0011] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述熱解處理是在450?800攝氏度和10?IOOOPa 的壓力下進(jìn)行40?120分鐘。由此可以深入提出原煤中揮發(fā)分，降低冶煉處理的能耗。。
[0012] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述熱解處理是在800攝氏度下進(jìn)行1小時(shí)。由此可 以深入提出原煤中揮發(fā)分，降低冶煉處理的能耗。
[0013] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述熱解固體產(chǎn)物的溫度為不低于450攝氏度，優(yōu)選 650?800攝氏度。由此可以利用熱解固體產(chǎn)物的顯熱，降低冶煉能耗。
[0014] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述炙熱固體產(chǎn)物的溫度為900?1000攝氏度。由此 可以利用炙熱固體產(chǎn)物的顯熱，降低冶煉能耗。
[0015] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述冶煉處理是在1400?2000攝氏度下進(jìn)行5?30 分鐘。由此可以進(jìn)一步提尚冶煉效率。
[0016] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述冶煉處理是在1600?1750攝氏度進(jìn)行10?15 分鐘。由此可以進(jìn)一步提尚冶煉效率。
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的制備電石的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備電石的方法，該方法包括：將原煤進(jìn) 行干燥處理，以便獲得干燥原煤；將干燥原煤和石灰分別進(jìn)行粉碎處理，以便獲得原煤粉末 和石灰粉末；將過量的原煤粉末和石灰粉末進(jìn)行混合處理，以便獲得混合物料；將混合物 料進(jìn)行壓球處理，以便獲得球團(tuán)物料；將球團(tuán)物料進(jìn)行熱解處理，以便獲得人造石油、人造 天然氣和熱解固體產(chǎn)物，其中，熱解固體產(chǎn)物含有半焦和石灰；將熱解固體產(chǎn)物熱送至燃燒 倉內(nèi)進(jìn)行燃燒處理，以便得到炙熱固體；以及將炙熱固體熱送至密閉電爐中進(jìn)行冶煉處理， 以便獲得電石。
[0020] 本發(fā)明上述實(shí)施例的制備電石的方法將氧熱法和密閉電爐法相結(jié)合，通過預(yù)先以 過量的原煤粉末與石灰粉末混合，進(jìn)行熱解和燃燒，得到高溫且緊密接觸的的含有半焦和 石灰的球團(tuán)物料，由此將該球團(tuán)物料熱送至電爐內(nèi)進(jìn)行冶煉處理，由此可以顯著降低冶煉 溫度，節(jié)省冶煉時(shí)間，進(jìn)而節(jié)省能耗。
[0021] SlOO :干燥處理
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，首先原煤進(jìn)行干燥，以便獲得經(jīng)過干燥原煤。根據(jù)本發(fā) 明的具體實(shí)施例，原煤的類型并不受特別限制，例如可以為廉價(jià)的低階煤，由此可以降低成 本。并且采用低階煤作為制備電石的原料還可以擴(kuò)大現(xiàn)有制備電石方法對(duì)原煤的選擇范 圍，避免僅以半焦為原料制備電石的限制。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，石灰可以是將石灰石 經(jīng)過焙燒處理獲得。
[0023] 經(jīng)干燥處理后的原煤，其含水量低于3wt%，避免了由于原煤中外水較高，水與石 灰反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣在熱解過程中經(jīng)加熱，分解產(chǎn)生氧化鈣，導(dǎo)致型球粉化。因 此根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)原煤進(jìn)行干燥，使得經(jīng)過干燥原煤的含水量低于3wt %，對(duì) 后續(xù)熱解工序具有重要意義。
[0024] S200 :粉碎處理
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，將經(jīng)過干燥原煤和石灰分別進(jìn)行粉碎處理，以便獲得 原煤粉末和石灰粉末。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，所得原煤粉末和石灰粉末的粒徑大小并 不受特別限制。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，將原煤和石灰進(jìn)行粉碎成粒度較小的粉末可以有效降低電石 冶煉溫度。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以將原煤和石灰破碎至平均粒徑為不大于20微米 的原煤粉末和石灰粉末，優(yōu)選破碎至平均粒度為小于10微米。由此，將原煤和石灰以超細(xì) 粉的形式進(jìn)行混合，使得原煤和石灰可以充分進(jìn)行接觸，增加了二者接觸面積，由此進(jìn)一步 降低冶煉處理的反應(yīng)溫度，縮短反應(yīng)時(shí)間，降低反應(yīng)能耗和生產(chǎn)成本。
[0026] S300 :混合處理
[0027] 進(jìn)一步地，將過量的原煤粉末和石灰粉末進(jìn)行混合處理，從而可以獲得混合物料。 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，由于存在過量的原煤，因此其中的一部分原煤與氧化鈣反應(yīng)生 成電石，剩余的原煤在燃燒倉內(nèi)燃燒進(jìn)而為冶煉電石提供一部熱量，進(jìn)而為密閉電爐節(jié)省 了能耗。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的具體示例，原煤粉末與石灰粉末的混合配比并不受特別限制，過量 的原煤粉末可以以原煤粉末與石灰粉末制備電石發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)所需的實(shí)際理論量來計(jì) 算。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，原煤粉末和石灰粉末可以按照質(zhì)量比為I. 2 :1. 04進(jìn)行混合 處理。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例，混合物料中原煤粉末的含量可以為制備電石所需 理論量的1. 2?1. 3倍。由此不僅可以使得原煤粉末與石灰粉末充分反應(yīng)，同時(shí)過量的半 焦，在燃燒倉中接觸空氣燃燒，放出大量熱，獲得炙熱固體原料，可以顯著降低電石冶煉能 耗。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，加入的過量的原煤可以在后續(xù)的燃燒處理燃燒掉，由 此提高球團(tuán)物料的溫度，進(jìn)而為冶煉處理節(jié)省能耗。而燃燒處理不需要消耗能耗，只需要將 熱解后得到的熱解固體產(chǎn)物在燃燒倉內(nèi)與空氣接觸，即可發(fā)生燃燒反應(yīng)。
[0030] S400 :壓球處理