CN104945215A - 一种粉煤制备乙烯的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以粉煤为原料制备乙烯的方法及系统。所述方法包括：热解提质及冶炼生产电石、变压吸附提氢、CO变换、脱碳制氢、乙炔发生、乙炔加氢反应、深冷分离。该方法具有减少工艺能耗，扩大氢源来源，副产物回收利用的特点，不仅有助于减少环境污染，而且降低乙烯生产成本，大大提高经济效益，能够更好地用于大规模工业化生产。

Description

一种粉煤制备乙烯的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种以粉煤为原料制取乙烯的方法及系统，属于煤化工技术领域。
背景技术
乙烯是石油化学工业的一种主要原料，目前制备工艺主要是石脑油的裂解制烯烃和煤制烯烃。2015年国内乙烯总产能将达到2200万t/a左右，2020年国内乙烯产能进一步增加到3250万t/a，预计到2020年国内乙烯消费量为4800万吨，需求大于产能，这对于石油储备并不丰富的我国来说形成了严重的战略威胁。因此，寻求另一种新的来源和工艺方法制备大宗基础有机化工原料-乙烯，在工业生产领域替代石油作为原料，能够很大程度上缓解我国对于石油的依赖性。煤烯烃工艺主要由煤气化制合成气、合成气制取甲醇、甲醇制烯烃组成。但是该工艺技术流程长、工艺复杂、投资大，碳排放量高、尤其是对于水的需求大导致在缺水的区域无法进行。本发明提供一种利用电石法制备乙炔进而加氢反应得到乙烯，不同于煤制烯烃过程，电石制乙烯过程流程短、投资小、碳排放量低，尤其是乙炔选择性加氢过程不需要水为反应原料，水作为反应器冷却和升温介质，可分别循环使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种以粉煤为原料制备乙烯的方法，其具有减少工艺能耗，扩大氢源来源，副产物回收利用的特点，不仅有助于减少环境污染，而且降低乙烯生产成本，大大提高经济效益，能够更好地用于大规模工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种以粉煤为原料制备乙烯的方法，包括如下步骤：
(1)热解提质及冶炼生产电石
将粉煤和生石灰粉料混合、成型，所得成型固体原料进入转底电石炉的热解炉腔内进行热解处理，得到固体产物和热解气体产物；所述固体产物直接进入转底电石炉的冶炼炉腔内进行冶炼处理，最终得到固态电石、电石冶炼尾气；
(2)变压吸附提氢
热解处理生成的热解气体产物净化后经变压吸附得到氢气；
(3)CO变换、脱碳制氢
冶炼处理生成的电石冶炼尾气中的CO与蒸汽发生CO变换反应，所得产物经脱碳、冷却分离得到氢气；
(4)乙炔发生
步骤(1)所得固态电石与水进行反应得到乙炔及电石渣，乙炔经冷却、净化、中和后送至乙炔加氢反应工序；
(5)乙炔加氢反应
步骤(3)所得氢气与步骤(2)所得氢气合并，再与步骤(4)制得的乙炔以体积比3～10:1混合，在催化剂作用下发生乙炔选择性加氢反应；
(6)深冷分离
采用压缩和深度冷却方法将乙炔加氢反应所得产物进行深冷分离得到产物乙烯。
采用上述方法可直接以粉煤为原料制备乙烯，降低原材料成本；同时，通过转底电石炉分别控制热解炉腔和冶炼炉腔内热能分布、炉底转速以及反应时间，实现能量合理高效的利用；而且可使热解产物的显热得以充分利用，从而显著降低电石冶炼过程中的能耗；而且通过变压吸附提氢技术和CO变换反应制氢技术将反应中间产物得以充分利用，整个制乙烯过程中无外加氢源，有效降低生产成本。
本发明所述方法中，步骤(1)中，所述热解处理条件为：热解温度为500～1000℃，热解时间为15～60min；所述冶炼处理条件为：冶炼温度为1200～1380℃，冶炼时间为35～60min；通过对热解处理工艺条件的合理设置，脱除粉煤中部分硫、汞等有害元素，且热解副产的热解气体产物经PSA提氢得到的氢气作为氢源之一，提氢后的热解气体产物作为热解装置的燃料，极大提高了整体工艺的经济性；同时在焦炭冶炼电石过程中充分利用热解焦炭的显热，其冶炼温度相比常规冶炼工艺低800～1000℃，可见采用本发明所述热解-冶炼工艺显著提高工艺整体热效率，降低能耗30％以上。
本发明所述方法中，步骤(1)中，所述粉煤为低阶粉煤，选自长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤中的一种或多种；所述粉煤经破碎和筛分至1mm，之后磨至30μm以下；所述生石灰粉料为经过破碎和筛分至1mm、再磨至30μm以下的粉末状生石灰。
本发明所述方法中，步骤(1)中，所述粉煤和生石灰粉料按照固定碳与氧化钙的摩尔比为(2.6-2.8):1进行混合。
本发明所述方法中，步骤(2)中，所得氢气纯度≥99.99％；提氢后的热解气体产物回收作为热解装置的燃料。
本发明所述方法中，步骤(3)中，所述净化后的电石冶炼尾气中总硫脱至0.02ppm；所述脱碳的溶液选自MDEA(N-甲基二乙醇胺)、二异丙醇胺(DIPA)、MDEA和MEA(乙醇胺)的混合物、加入烷基醇胺和硼酸盐的碳酸钾溶液、环丁砜与二异丙醇胺的混合物；脱碳后所述氢气中二氧化碳含量低于10ppm。
本发明所述方法中，步骤(4)中，将所述电石破碎至粒度为200～400mm，送入乙炔发生器中与水进行反应，生成的乙炔气经冷却、净化脱除其中的磷化氢、硫化氢，再经碱中和去除其中的酸雾。
本发明所述方法中，步骤(5)中，所述加氢反应条件为：反应压力为0.2～1.5MPa，反应温度为140～220℃；所述催化剂采用20～100μm的钯为主活性组分、银和钌为助剂、三氧化二铝为载体的催化剂。
本发明所述加氢反应可在能够实现本发明所述效果的本领域常规反应器中进行，在本发明中优选浆态床反应器或鼓泡床等反应器，本发明对此不作具体限定。
本发明所述方法中，步骤(1)中，所述转底电石炉分为2个区域，即热解炉腔、与热解炉腔下部相连通的冶炼炉腔，同时还包括设置于所述热解炉腔外周墙内壁且在转底电石炉料板上方的多个辐射管燃烧器。
为了充分利用制备过程中的废弃物，将步骤(3)产生的CO2通入步骤(4)得到的电石渣中进行碳化反应得到碳酸钙，再经表面改性、脱水、干燥得到50～100nm的纺锤状的纳米碳酸钙。
本发明还提出一种实现上述以粉煤为原料制备乙烯方法的系统，包括热解提质及冶炼生产电石单元、变压吸附提氢单元、CO变换脱碳制氢单元、乙炔发生单元、乙炔加氢反应单元；
其中，所述热解提质及冶炼生产电石单元为转底电石炉，其包括热解炉腔、与热解炉腔直接相连通的冶炼炉腔及多个辐射管燃烧器；其中，所述多个所述辐射管燃烧器设置于所述热解炉腔处的外周墙的内壁上且位于转底电石炉料板的上方；
所述热解炉腔的煤气出口与变压吸附提氢单元的进气口管道连接，所述冶炼炉腔的尾气出口与CO变换脱碳制氢单元的进气口管道连接；所述转底电石炉的出料口与乙炔发生单元的进料口管道连接；
所述变压吸附提氢单元的出气口与所述CO变换脱碳制氢单元的出气口经管道合并后与乙炔加氢反应单元的氢气进口管道连接；
所述乙炔发生单元的乙炔气体出口与乙炔加氢反应单元的乙炔进口管道连接；
所述系统还包括一深冷分离单元，其通过管道与乙炔加氢反应单元的气体产物出口相连接。
为了充分利用制备过程中的废弃物，本发明所述系统还包括电石渣碳化单元，其分别与乙炔发生单元的电石渣出口及CO变换脱碳制氢单元的CO2出口连接。
本发明所述系统中，所述热解炉腔内部还设有油气回收装置，用于回收热解产生的煤气和煤焦油。
本发明所述系统中，所述变压吸附提氢单元包括顺次连接的激冷装置、气液分离器、初冷器、电捕焦油器、洗苯塔和变压吸附系统，其中，变压吸附系统由2-6台并联的吸附器构成，每台吸附器内装填有吸附材料；各吸附器定时切换，交替吸附和再生，使热解气体产物不断输入，产品氢气不断输出。
本发明所述系统中，所述CO变换脱碳制氢单元包括电石冶炼尾气净化装置、CO变换装置、脱碳装置；其中，所述电石冶炼尾气净化装置包括顺序连接的吸附过滤器、氧化铁脱硫槽、离心式压缩机、升温炉、预铁钼加氢反应器、一级铁钼加氢反应器、一级氧化锌脱硫槽、镍钴钼加氢反应器和二级氧化锌脱硫槽；所述脱碳装置包括脱碳塔和再生塔，所述二级氧化锌脱硫槽通过管道连接所述脱碳塔的底部，所述脱碳塔顶部设置有醇胺溶液进口，脱碳塔底部设置有醇胺溶液出口，所述醇胺溶液出口通过管路连接再生塔，再生塔的醇胺溶液出口与脱碳塔的醇胺溶液进口相连，再生塔顶部设置的CO2出口连接所述电石渣碳化单元。
本发明所述系统中，所述乙炔发生单元包括乙炔发生器、清净塔、碱中和塔以及冷凝干燥装置；其中，乙炔发生器底部设置有出气口，其通过管路顺次连接有清净塔、碱中和塔、冷凝干燥装置，所述冷凝干燥装置的乙炔气体出口通过管路连接乙烯制备单元。优选地，所述乙炔发生器内设有双层筛板，上层筛板的板条的间距为300mm，下层筛板的板条的间距为80mm。
本发明所述系统中，所述乙炔加氢反应单元原则上可选择本领域技术人员所掌握的可实现本发明所述效果的反应器；在本发明中优选浆态床反应器；所述浆态床反应器设置有乙炔进口、氢气进口、气体产物出口；其中，浆态床反应器的乙炔进口与乙炔发生单元相连，浆态床反应器的氢气进口与氢气合并管道相连，浆态床反应器的气体产物出口与深冷分离单元相连。其中，所述浆态床反应器为有夹套的反应器，反应器内的顶部设有气液分离器、反应器底部设有气体分布器、指形管换热器位于气体分布器上方，冷凝器介于气液分离器和指形管换热器之间。
本发明所述系统中，所述深冷分离单元包括依次连接的闪蒸装置、脱乙烷塔、乙烯精馏塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔、脱丁烷塔、反丁烯精馏塔。
本发明提出的粉煤制乙烯工艺以廉价的粉煤作为电石制备的碳素原料，降低工艺能耗；通过电石转底炉将粉煤热解工序与电石冶炼工序组合在一起，使反应过程中产生的热量得到梯级充分利用，提高了工艺整体热效率，并降低能耗；充分利用热解气体产物变压吸附得到的氢气和电石炉尾气变换后得到的氢气用于乙炔加氢反应，通过控制原料粉煤和生石灰粉料的配比，保证了所述氢气与电石法生产的乙炔的体积比，完全无需外供氢气；电石冶炼尾气变换后的另一产物CO2与固废物电石渣反应生成纳米碳酸钙，不仅有助于减少环境污染，而且可以大大提高经济效益。
总而言之，本发明所述的粉煤制乙烯的方法不同于其它煤化工过程的二氧化碳高排放和对水资源的严重依赖，是典型的低碳、清洁煤转化过程，对推动我国煤资源清洁利用及乙炔化工产业的绿色可持续发展、节能减排具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明所述粉煤制备乙烯方法的工艺流程图。
图2为本发明所述的粉煤制备乙烯系统的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种以烟煤为原料利用转底电石炉制乙烯的方法，如图1所示，具体步骤如下：
(1)热解提质及冶炼生产电石
预处理：采用气流磨将粒度在1mm以下的烟煤以及生石灰分别进行细磨处理，分别得到粒径低于30微米的颗粒占98.19％以上的烟煤粉末和生石灰粉末，接着将按照固定碳与氧化钙摩尔比2.8:1配好混合物并由气流送到润磨机中，加入8wt％的粘结剂焦油润磨10min，得到混合物料，通过圆盘制粒机得到粒径在8～30mm的物料球团；
热解：将物料球团直接由皮带转运到转底电石炉炉顶的料仓进料，转底电石炉包括热解炉腔、与热解炉腔直接相连通的冶炼炉腔及多个辐射管燃烧器。然后随着转底电石炉炉底的旋转，物料球团先进入辐射管热解炉腔在500～1000摄氏度下进行热解处理35分钟，脱除了粉煤中部分硫、汞等有害元素得到焦炭，并利用热解炉腔内的油气回收装置回收热解过程中产生的煤气和煤焦油；经计算，热解煤气中的氢气所占的体积比例为42％，如果在同样的工艺条件不添加生石灰粉料，煤热解获得的热解煤气中的氢气所占的体积比例为30％，由此可见，生石灰粉料的添加能够提高煤热解过程的氢气产率。
冶炼：随后焦炭进入冶炼炉腔内于1200～1380℃下进行冶炼处理42min，在球团内部发生固态电石反应，生成CaC2与电石冶炼尾气；冶炼结束后，热态电石CaC2在出料口由螺旋出料器输送到炉外，储存于敞口的耐火材料容器中。
(2)热解气体产物PSA提氢
热解得到的煤气激冷至85℃后经气液分离器分离进入横管初冷器冷却至22℃，再经过电捕焦油器除掉热解气体产物中夹带的焦油，脱除焦油后的热解气体产物经洗苯塔脱除热解气体产物中的苯，之后进入有数台并列操作的吸附器构成的变压吸附系统。每个吸附器内装填有吸附材料，其中一台吸附器通过热解气体产物时，热解气体产物中的杂质组分被吸附剂吸附而获得高纯度的氢气，氢气纯度≥99.99％，同时其它吸附器处于吸附床再生的不同阶段，各台吸附器定时切换，交替吸附和再生，使热解气体产物不断输入，产品氢气不断输出。
提氢后的热解气体产物可返回作为转底电石炉的燃料，极大提高了整体工艺的经济性。
(3)电石冶炼尾气CO变换、脱碳得氢
冶炼电石过程中产生的电石冶炼尾气首先经过螺杆压缩机压缩到0.8MPaG后进入吸附过滤器，除去电石冶炼尾气中的萘、焦油等杂质，脱除萘、焦油等的电石冶炼尾气进入氧化铁脱硫槽，脱除大部分无机硫和部分有机硫，之后经过离心式压缩机压缩至3.5MPaG进入升温炉和预铁钼和一级铁钼加氢反应器，使电石尾气中的大部分有机硫转化为无机硫，之后进入一级氧化锌脱硫槽，脱除其中的硫化氢，最后进入镍钴钼加氢反应器和二级氧化锌脱硫槽，使气体中的总硫脱至0.02ppm；
经过净化后的电石冶炼尾气中的CO与蒸汽于250℃发生CO变换反应形成氢气并回收其中的反应热副产蒸汽，所得氢气经分离器除去游离的液体及夹带的固体杂质后进入脱碳塔的底部，与由塔顶自上而下流动的醇胺溶液逆流接触，脱除其中的酸气成分，经出口分离器除去氢气中可能携带的溶液液滴，出脱碳塔氢气中二氧化碳含量低于10ppm，送往乙炔加氢反应工段的浆态床反应器；脱碳塔底部的醇胺溶液入再生塔进行再生，再生后的醇胺溶液经换热、冷却后进入脱碳塔内循环使用。
(4)乙炔发生
生产的电石经电石破碎机破碎为粒度200～400mm送入乙炔发生器与水进行反应，乙炔发生器内部设有双层筛板上层筛板的板条的间距为300mm，盛大于300mm的电石与水反应，下层筛板的板条的间距为80mm，盛大于80mm的电石与水反应，小于80mm的电石或粉末会溢流到副发生器中再次反应。这样大大提高了乙炔发生器的工作效率，提高电石利用率，为了使电石能够均匀的分布在筛板上，在发生器的上筛板设伞状分配锥，增加电石与水接触的表面积，以提高发生器的工作效率。电石与水接触水解后产生乙炔气，经副发生器上的高效水洗冷却塔洗涤后，进入清净塔脱除乙炔气中的磷化氢、硫化氢和砷化氢，出清净塔的乙炔气中磷化氢含量低于0.1ppm、硫化氢含量低于0.1ppm和砷化氢含量低于0.1ppm，脱除磷化氢、硫化氢和砷化氢和乙炔气进入碱中和塔除去乙炔气中的酸雾，脱除酸雾后的乙炔气经增压和冷凝后脱除乙炔气中的水分，脱水后的乙炔气中水的含量低于80ppm，送入乙炔加氢反应工序。
(5)乙炔加氢反应
粉煤的热解气体产物经净化PSA提氢后的氢气与电石冶炼尾气变换后的氢气与乙炔以3～10:1的比例混合进入乙炔加氢反应工序的浆态床反应器，在催化剂的作用下进行乙炔选择性加氢反应，生成乙烯等产物；乙炔加氢反应工序采用带有夹套、气体分布器、指形管换热器、冷凝器和气液分离器的浆态床作为反应器，催化剂采用20～100μm的钯为主活性组分、银和钌为助剂、三氧化二铝为载体的催化剂，反应压力为0.2～1.5MPa，反应温度为140～220℃；反应过程中通过控制夹套内导热油的循环流量和浆态床内指形管的冷却介质的流量，使反应的温度控制在140～220℃，浆态床上部的冷凝器，将蒸发的液相溶剂冷凝，冷凝的液相溶剂回流到浆态床内，浆态床反应器的顶部的气液分离器将反应产物中夹带的99％的液相溶剂与反应产物分离，落回浆态床内，反应产物从反应器顶部气体出口出浆态床反应器，进入深冷分离单元。
(6)深冷分离
将乙炔加氢的产物压缩至3.4～3.9MPa，然后气相逐级冷却和闪蒸，最后冷却至-163～-169℃，在氢气罐中分理出氢气，各闪蒸罐的液相进去脱乙烷塔，脱乙烷塔气相产品进入乙烯精馏塔得到乙烯产品，液相产品进入脱丙烷塔，脱丙烷塔气相产品进入丙烯精馏塔得到丙烯产品，液相产品进入脱丁烷塔，脱丁烷塔气相产品进入反丁烯精馏塔，塔顶得到反丁烯产品，液相产品为和混合的C5等产品。
(7)电石渣碳化
乙炔制备产生的电石渣由发生器排出入渣浆搅拌池，由泥浆泵抽到板框式压滤机挤压，使渣、水分离，分离后的水流回回水池中作为生产用水，而电石渣经洗涤、粗筛、除去机械杂质后过滤、干燥筛分至125μm以下之后在1050℃煅烧，煅烧过的电石渣冷却后加入水，水与氧化钙的质量比为20～40:1，得到氢氧化钙浆液，之后在氢氧化钙溶液中通入电石冶炼尾气变换后产生的CO2进行碳化得到碳酸钙溶液，碳酸钙溶液经十二烷基磺酸钠表面改性、脱水、干燥后得到粒径为50～100nm的纺锤状的纳米碳酸钙。
实施例2
一种实现实施例1所述粉煤制备乙烯方法的系统，如图2所示，包括热解提质及冶炼生产电石单元、变压吸附提氢单元、CO变换脱碳制氢单元、乙炔发生单元、乙炔加氢反应单元；
其中，所述热解提质及冶炼生产电石单元为转底电石炉，其包括热解炉腔、与热解炉腔直接相连通的冶炼炉腔及多个辐射管燃烧器；其中，所述多个所述辐射管燃烧器设置于所述热解炉腔处的外周墙的内壁上且位于转底电石炉料板的上方；
所述热解炉腔的煤气出口与变压吸附提氢单元的进气口管道连接，所述冶炼炉腔的尾气出口与CO变换脱碳制氢单元的进气口管道连接；所述转底电石炉的出料口与乙炔发生单元的进料口管道连接；
所述变压吸附提氢单元的出气口与所述CO变换脱碳制氢单元的出气口经管道合并后与乙炔加氢反应单元的氢气进口管道连接；
所述乙炔发生单元的乙炔气体出口与乙炔加氢反应单元的乙炔进口管道连接；
所述系统还包括一深冷分离单元，其通过管道与乙炔加氢反应单元的气体产物出口相连接。
其中，所述系统包括电石渣碳化单元，其分别与乙炔发生单元的电石渣出口及CO变换脱碳制氢单元的CO2出口连接。
其中，所述热解炉腔内部还设有油气回收装置，用于回收热解产生的煤气和煤焦油。
其中，所述变压吸附提氢单元包括顺次连接的激冷装置、气液分离器、初冷器、电捕焦油器、洗苯塔和变压吸附系统，其中，变压吸附系统由2-6台并联的吸附器构成，每台吸附器内装填有吸附材料；各吸附器定时切换，交替吸附和再生，使热解气体产物不断输入，产品氢气不断输出。
其中，所述CO变换脱碳制氢单元包括电石冶炼尾气净化装置、CO变换装置、脱碳装置；其中，所述电石冶炼尾气净化装置包括顺序连接的吸附过滤器、氧化铁脱硫槽、离心式压缩机、升温炉、预铁钼加氢反应器、一级铁钼加氢反应器、一级氧化锌脱硫槽、镍钴钼加氢反应器和二级氧化锌脱硫槽；所述脱碳装置包括脱碳塔和再生塔，所述二级氧化锌脱硫槽通过管道连接所述脱碳塔的底部，所述脱碳塔顶部设置有醇胺溶液进口，脱碳塔底部设置有醇胺溶液出口，所述醇胺溶液出口通过管路连接再生塔，再生塔的醇胺溶液出口与脱碳塔的醇胺溶液进口相连，再生塔顶部设置的CO2出口连接所述电石渣碳化单元。
其中，所述乙炔发生单元包括乙炔发生器、清净塔、碱中和塔以及冷凝干燥装置；其中，乙炔发生器底部设置有出气口，其通过管路顺次连接有清净塔、碱中和塔、冷凝干燥装置，所述冷凝干燥装置的乙炔气体出口通过管路连接乙烯制备单元。优选地，所述乙炔发生器内设有双层筛板，上层筛板的板条的间距为300mm，下层筛板的板条的间距为80mm。
其中，所述乙炔加氢反应单元为浆态床反应器；所述浆态床反应器设置有乙炔进口、氢气进口、气体产物出口；其中，浆态床反应器的乙炔进口与乙炔发生单元相连，浆态床反应器的氢气进口与氢气合并管道相连，浆态床反应器的气体产物出口与深冷分离单元相连。其中，所述浆态床反应器为有夹套的反应器，反应器内的顶部设有气液分离器、反应器底部设有气体分布器、指形管换热器位于气体分布器上方，冷凝器介于气液分离器和指形管换热器之间。
其中，所述深冷分离单元包括依次连接的闪蒸装置、脱乙烷塔、乙烯精馏塔、脱丙烷塔、丙烯精馏塔、脱丁烷塔、反丁烯精馏塔。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种以粉煤为原料制备乙烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)热解提质及冶炼生产电石
将粉煤和生石灰粉料混合、成型，所得成型固体原料进入转底电石炉的热解炉腔内进行热解处理，得到固体产物和热解气体产物；所述固体产物直接进入转底电石炉的冶炼炉腔内进行冶炼处理，最终得到固态电石、电石冶炼尾气；
(2)变压吸附提氢
热解处理生成的热解气体产物净化后经变压吸附得到氢气；
(3)CO变换、脱碳制氢
冶炼处理生成的电石冶炼尾气中的CO与蒸汽发生CO变换反应，所得产物经脱碳、冷却分离得到氢气；
(4)乙炔发生
步骤(1)所得固态电石与水进行反应得到乙炔及电石渣，乙炔经冷却、净化、中和后送至乙炔加氢反应工序；
(5)乙炔加氢反应
步骤(3)所得氢气与步骤(2)所得氢气合并，再与步骤(4)制得的乙炔以体积比3～10:1混合，在催化剂作用下发生乙炔选择性加氢反应；
(6)深冷分离
采用压缩和深度冷却方法将乙炔加氢反应所得产物进行深冷分离得到产物乙烯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述热解处理条件为：热解温度为500～1000℃，热解时间为15～60min；所述冶炼处理条件为：冶炼温度为1200～1380℃，冶炼时间为35～60min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉煤为低阶粉煤，选自长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤中的一种或多种；所述粉煤经破碎和筛分至1mm，之后磨至30μm以下；所述生石灰粉料为经过破碎和筛分至1mm、再磨至30μm以下的粉末状生石灰。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述粉煤和生石灰粉料按照固定碳与氧化钙的摩尔比为(2.6-2.8):1进行混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，将所述电石破碎至粒度为200～400mm，送入乙炔发生器中与水进行反应，生成的乙炔气经冷却、净化脱除其中的磷化氢、硫化氢，再经碱中和去除其中的酸雾。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述催化剂采用钯为主活性组分、银和钌为助剂、三氧化二铝为载体的催化剂，所述加氢反应条件为：反应压力为0.2～1.5MPa，反应温度为140～220℃。
7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，将步骤(3)产生的CO2通入步骤(4)得到的电石渣中进行碳化反应得到碳酸钙，再经表面改性、脱水、干燥得到50～100nm的纺锤状的纳米碳酸钙。
8.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述转底电石炉分为2个区域，即热解炉腔和与热解炉腔下部相连通的冶炼炉腔，同时还包括设置于所述热解炉腔外周墙内壁且在转底电石炉料板上方的多个辐射管燃烧器。
9.一种以粉煤为原料制备乙烯方法的系统，其特征在于，包括热解提质及冶炼生产电石单元、变压吸附提氢单元、CO变换脱碳制氢单元、乙炔发生单元、乙炔加氢反应单元；
其中，所述热解提质及冶炼生产电石单元为转底电石炉，所述转底电石炉包括热解炉腔、与热解炉腔直接相连通的冶炼炉腔及多个辐射管燃烧器；其中，所述多个所述辐射管燃烧器设置于所述热解炉腔处的外周墙的内壁上且位于转底电石炉料板的上方；
所述热解炉腔的煤气出口与变压吸附提氢单元的进气口管道连接，所述冶炼炉腔的尾气出口与CO变换脱碳制氢单元的进气口管道连接；所述转底电石炉的出料口与乙炔发生单元的进料口管道连接；
所述变压吸附提氢单元的出气口与所述CO变换脱碳制氢单元的出气口经管道合并后与乙炔加氢反应单元的氢气进口管道连接；
所述乙炔发生单元的乙炔气体出口与乙炔加氢反应单元的乙炔进口管道连接；
所述系统还包括一深冷分离单元，所述深冷分离单元通过管道与乙炔加氢反应单元的气体产物出口相连接。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电石渣碳化单元，所述电石渣碳化单元分别与乙炔发生单元的电石渣出口及CO变换脱碳制氢单元的CO2出口连接。
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