CN106946653A - 煤制乙二醇装置及制作乙二醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤制乙二醇装置及制作乙二醇的方法，该煤制乙二醇装置包括：煤储运装置，分别与煤储运装置连接的电石生产单元和快速热解装置，及与快速热解装置连接的半焦气化炉；所述电石生产单元中包括与所述煤储运装置连接的石灰窑，及与所述石灰窑依次连接的预热炉和电石炉；所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接。本发明提供的煤制乙二醇装置中所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接作为生产乙二醇的原料气；具有结构简单、环保和节能的优点。

Description

煤制乙二醇装置及制作乙二醇的方法

技术领域

本发明涉及汽车油箱预热技术领域，尤其是涉及一种煤制乙二醇装置及制作乙二醇的方法。

背景技术

我国是一个富煤、贫油、少气的国家，煤炭消费量占一次能源消费量的60％以上，这决定了在相当长的一段时间内，以煤为主的能源结构难以改变。从已探明的煤矿品质看，我国的中低阶煤所占比重非常大，因而合理而高效的利用中低阶煤生产高品质化工产品显得尤为重要。

近些年来，煤气化、煤热解、电石、煤气净化及煤气分离等技术的不断发展，使中低阶煤的清洁高效利用得到了越来越多的重视，同时如何以中低阶煤为原料生产高附加值化工产品也引起了相关学者的广泛研究。

乙二醇是一种重要的具有高附加值的石油化工原料，过去几年，我国乙二醇的产能呈现快速增长态势，但短期内仍满足不了市场需求，我国乙二醇的进口量占表观消费量的60％以上，国内乙二醇市场的发展潜力巨大。我国石油资源短缺，煤炭资源相对丰富，煤基乙二醇工艺具有明显的资源优势。随着煤气化技术的成熟及煤快速热解技术的发展，煤基乙二醇工艺也得到了不断的优化创新。

我国很多中低阶煤的品质差、灰分高、含水量高、粒径小，不适合通过煤气化的方式生产煤气。大量的中低阶煤没有得到合理的利用，造成了资源和成本的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤制乙二醇装置以解决现有技术中存在的中低阶煤的品质差、灰分高、含水量高、粒径小，不适合通过煤气化的方式生产煤气，大量的中低阶煤没有得到合理的利用，造成了资源和成本的浪费的技术问题。

本发明第一方面提供的煤制乙二醇装置，包括：

煤储运装置，分别与煤储运装置连接的电石生产单元和快速热解装置，及与快速热解装置连接的半焦气化炉；

所述电石生产单元中包括与所述煤储运装置连接的石灰窑，及与所述石灰窑依次连接的预热炉和电石炉；

所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接。

所述煤储运装置内设置有煤和石灰石的混合物，石灰石送至石灰窑生产生石灰。

本发明提供的煤制乙二醇装置中的中低阶煤一部分送至快速热解装置进行快速热解产生热解气产生热解气和半焦，还有一部分经过预热炉进行热解产出热解气。半焦气化炉将半焦气化，电石炉产生电石炉尾气。所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接作为生产乙二醇的原料气；具有结构简单、环保和节能的优点。

必要时一部分送至燃料气生产装置生产燃料气，燃料气生产装置与所述煤储运装置连接，所述燃料气生产装置中的燃气分别通入所述石灰窑、快速热解装置和预热炉内。

进一步地，所述石灰窑与所述预热炉之间设置有成型机。中低阶煤有一部分与来自石灰窑的生石灰经过成型机压制冷球。冷球输送至预热炉进行热解，产出热解气及热球。热球送电石炉生产电石，并副产电石炉尾气，电石可进一步用于生产下游乙炔基产品，如乙炔、PE、PVC等。

进一步地，还包括与所述收集装置连接的提纯装置，所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉的出气管均经过所述提纯装置后与所述收集装置连接。所述预热炉和所述快速热解装置的气体混合后通入所述收集装置中，电石炉的尾气也通入收集装置中。

快速热解生产的半焦一部分送至半焦气化炉，另一部分用于发电。热解气中氢含量较高，经过提纯装置处理后进入收集装置。电石炉尾气中CO含量高，经过提纯装置处理后进入收集装置。

进一步地，所述半焦气化炉包括气化炉。

进一步地，所述半焦气化炉还包括与所述气化炉连接的空气分离装置和制浆装置，所述制浆装置与所述快速热解装置连接。空气分离装置所产氧气一部分供半焦气化使用，另一部分输送至收集装置。

进一步地，所述制浆装置与所述预热炉连接，所述预热炉用于给所述制浆装置提供热解废水。

本发明提供的煤制乙二醇装置利用热解废水配制水焦浆，实现工艺生产装置与环保装置的耦合，降低了投资和能耗。同时本发明实现了甲烷转化与半焦气化的工艺耦合，使甲烷转化和气化装置合二为一。

进一步地，所述空气分离装置还与所述收集装置连接。所述提纯装置和所述气化炉之间连接有用于将所述提纯装置中的甲烷气连接至所述气化炉的循环管道。所述循环管道用于将所述提纯装置提浓后的甲烷通入所述气化炉内，提浓后的甲烷进入气化炉，在高温气化的同时完成了甲烷转化，实现了甲烷转化与半焦气化的工艺耦合，使甲烷转化和气化装置合二为一。

来自快速热解装置的半焦，和来自电石生产单元及快速热解装置的热解废水混合后，配制水焦浆，热解废水含酚等难处理物质。水焦浆与来自空分装置的氧气及来自合提纯装置的甲烷气，一并进入气化炉完成半焦气化。甲烷在提纯装置得到浓缩，并输送至半焦气化炉进行转化。半焦气化所产煤气中CO含量较高，送合成提纯系统处理后，作为生产乙二醇的原料气。

进一步地，所述快速热解装置与发电机连接，发电可以供全厂使用。

本发明还提供了一种煤制乙二醇系统，其中，包括如上任一项所述的煤制乙二醇装置。

本发明还提供了一种制作乙二醇的方法，应用如上所述的煤制乙二醇装置，其中，具体步骤为：

S1、将中低阶煤放入煤储运装置内；

S2、中低阶煤通过快速热解装置、半焦气化炉和电石生产单元多元耦合联产乙二醇。

可以将中低阶煤分出一部分，将煤储运装置与燃料气生产装置连接，经过燃料气生产装置为热解装置、半焦气化炉和电石生产单元提供燃料。

进一步地，步骤S2中半焦气化炉的气化炉和电石生产单元中的电石炉产生煤气，快速热解装置和电石生产单元中的预热炉产生热解气。煤气中CO的含量较高，热解气中氢气含量较高，煤气与热解气混合成为乙二醇原料。

本发明提供的煤制乙二醇装置，使用时，通过中低阶煤的快速热解装置、半焦气化炉、电石生产单元的多元耦合联产乙二醇，实现了中低阶煤的分质分级梯级利用。电石炉尾气及半焦气化煤气中CO含量较高，快速热解装置及预热炉所产热解气中氢含量较高，通过这四种气体的合理搭配，更适合作为乙二醇生产的原料气，降低了变换负荷。热解气中的甲烷提浓后直接进入气化炉，在高温气化的同时完成了甲烷转化，实现了甲烷转化与半焦气化炉的工艺耦合。半焦气化的制浆水采用热解废水，实现工艺生产装置与环保装置的耦合，降低了投资和能耗。

本发明的有益效果为：

本发明提供的煤制乙二醇装置中所述电石生产单元中所述电石生产单元中包括与所述煤储运装置连接的石灰窑，及与所述石灰窑依次连接的预热炉和电石炉；所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接。本发明提供的煤制乙二醇装置中的中低阶煤一部分送至快速热解装置进行快速热解产生热解气产生热解气和半焦，还有一部分经过预热炉进行热解产出热解气。半焦气化炉将半焦气化，电石炉产生电石炉尾气。所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接作为生产乙二醇的原料气；具有结构简单、环保和节能的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的煤制乙二醇装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的煤制乙二醇装置中电石生产单元的结构示意图；

图3为本发明的另一个实施例提供的煤制乙二醇装置的结构示意图；

图4为图3的具体结构示意图；

图5为本发明的又一个实施例提供的煤制乙二醇装置的结构示意图。

附图标记：

10-煤储运装置； 11-燃料气生产装置；

12-电石生产单元； 13-快速热解装置；

14-半焦气化炉； 15-提纯装置；

16-收集装置； 21-石灰窑；

22-成型机； 23-预热炉；

24-电石炉； 31-发电机；

41-空气分离装置； 42-制浆装置；

43-气化炉。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的煤制乙二醇装置的结构示意图；图2为本发明实施例一提供的煤制乙二醇装置中电石生产单元的结构示意图。如图1和图4所示，本发明第一方面的实施例提供的煤制乙二醇装置，包括：

煤储运装置10，分别与煤储运装置10连接的电石生产单元12和快速热解装置13，及与快速热解装置13连接的半焦气化炉14；

所述电石生产单元12中包括与所述煤储运装置10连接的石灰窑21，及与所述石灰窑21依次连接的预热炉23和电石炉24；

所述预热炉23、快速热解装置13、电石炉24和半焦气化炉14均与收集装置16连接。

所述煤储运装置10内设置有煤和石灰石的混合物，石灰石送至石灰窑21生产生石灰。

本发明提供的煤制乙二醇装置中的中低阶煤一部分送至快速热解装置13进行快速热解产生热解气产生热解气和半焦，还有一部分经过预热炉23进行热解产出热解气。半焦气化炉14将半焦气化，电石炉24产生电石炉尾气。所述预热炉23、快速热解装置13、电石炉24和半焦气化炉14均与收集装置16连接作为生产乙二醇的原料气；具有结构简单、环保和节能的优点。

必要时一部分送至燃料气生产装置11生产燃料气，燃料气生产装置11与所述煤储运装置10连接，所述燃料气生产装置11中的燃气分别通入所述石灰窑21、快速热解装置13和预热炉23内。

进一步地，所述石灰窑21与所述预热炉23之间设置有成型机22。中低阶煤有一部分与来自石灰窑21的生石灰经过成型机22压制冷球。冷球输送至预热炉23进行热解，产出热解气及热球。热球送电石炉24生产电石，并副产电石炉尾气，电石可进一步用于生产下游乙炔基产品，如乙炔、PE、PVC等。

进一步地，所述半焦气化炉14包括气化炉43。

进一步地，所述半焦气化炉14还包括与所述气化炉43连接的空气分离装置41和制浆装置42，所述制浆装置42与所述快速热解装置13连接。空气分离装置41所产氧气一部分供半焦气化使用，另一部分输送至收集装置16。

进一步地，所述空气分离装置41还与所述收集装置16连接。所述提纯装置15和所述气化炉43之间连接有用于将所述提纯装置15中的甲烷气连接至所述气化炉43的循环管道。所述循环管道用于将所述提纯装置提浓后的甲烷通入所述气化炉内，提浓后的甲烷进入气化炉，在高温气化的同时完成了甲烷转化，实现了甲烷转化与半焦气化的工艺耦合，使甲烷转化和气化装置合二为一。

进一步地，所述快速热解装置13与发电机31连接，发电可以供全厂使用。

本发明还提供了一种收集装置16煤制乙二醇系统，其中，包括如上任一项所述的煤制乙二醇装置。

本发明还提供了一种制作乙二醇的方法，应用如上所述的煤制乙二醇装置，其中，具体步骤为：

S1、将中低阶煤放入煤储运装置10内；

S2、中低阶煤通过快速热解装置13、半焦气化炉14和电石生产单元12多元耦合联产乙二醇。可以将中低阶煤分出一部分，将煤储运装置与燃料气生产装置连接，经过燃料气生产装置为热解装置、半焦气化炉和电石生产单元提供燃料。

进一步地，步骤S2中半焦气化炉14的气化炉43和电石生产单元12中的电石炉24产生煤气，快速热解装置和电石生产单元中的预热炉产生热解气。煤气中CO的含量较高，热解气中氢气含量较高，煤气与热解气混合成为乙二醇原料。

实施例二

图3为本发明的另一个实施例提供的煤制乙二醇装置的结构示意图；图4为图3的具体结构示意图。如图3和图4所示，进一步地，还包括与所述收集装置16连接的提纯装置15，所述预热炉23、快速热解装置13、电石炉24和半焦气化炉14的出气管均经过所述提纯装置15后与所述收集装置16连接。所述预热炉23和所述快速热解装置13的气体混合后通入所述收集装置16中，电石炉24的尾气也通入收集装置16中。

快速热解生产的半焦一部分送至半焦气化炉14，另一部分用于发电。热解气中氢含量较高，经过提纯装置15处理后进入收集装置16。电石炉尾气中CO含量高，经过提纯装置15处理后进入收集装置16。

本发明提供的煤制乙二醇装置利用热解废水配制水焦浆，实现工艺生产装置与环保装置的耦合，降低了投资和能耗。同时本发明实现了甲烷转化与半焦气化的工艺耦合，使甲烷转化和气化装置合二为一。

来自快速热解装置13的半焦，和来自电石生产单元12及快速热解装置的热解废水混合后，配制水焦浆，热解废水含酚等难处理物质。水焦浆与来自空分装置的氧气及来自合提纯装置15的甲烷气，一并进入气化炉43完成半焦气化。甲烷在提纯装置15得到浓缩，并输送至半焦气化炉14进行转化。半焦气化所产煤气中CO含量较高，送合成提纯系统处理后，作为生产乙二醇的原料气。

利用快速热解装置13产生的半焦和电石生产单元12产生的热解废水(含酚等难处理物质)，配制水焦浆，并于气化炉43内完成半焦气化。半焦气化所产煤气中CO含量较高，送合成气净化提纯装置15处理后，作为生产乙二醇的原料气。半焦气化炉14，设有空分装置，所产氧气一部分供气化使用，另一部分输送至收集装置16。半焦气化炉14同时将来自合成气提纯装置15提浓后的甲烷进行转化，实现甲烷转化与半焦气化的工艺耦合，使甲烷转化和气化装置合二为一。半焦气化系统利用热解废水配制水焦浆，实现工艺生产装置与环保装置的耦合，降低了投资和能耗。

实施例三

图5为本发明的又一个实施例提供的煤制乙二醇装置的结构示意图，如图5所示，所述制浆装置与所述预热炉连接，所述预热炉用于给所述制浆装置提供热解废水。

所述制浆装置与所述预热炉连接，所述预热炉用于给所述制浆装置提供热解废水。制浆水可以为来自外部的热解废水，也可以为来源于所述快速热解装置及所述预热炉产生的热解废水，这样的设置方式能够实现工艺与环保的耦合。其余同实施例一。

本发明提供的煤制乙二醇装置，使用时，通过中低阶煤的快速热解装置13、半焦气化炉14、电石生产单元12的多元耦合联产乙二醇，实现了中低阶煤的分质分级梯级利用。电石炉尾气及半焦气化煤气中CO含量较高，快速热解装置13及预热炉23所产热解气中氢含量较高，通过这四种气体的合理搭配，更适合作为乙二醇生产的原料气，降低了变换负荷。热解气中的甲烷提浓后直接进入气化炉43，在高温气化的同时完成了甲烷转化，实现了甲烷转化与半焦气化炉14的工艺耦合。半焦气化的制浆水采用热解废水，实现工艺生产装置与环保装置的耦合，降低了投资和能耗。

综上所述，本发明提供的煤制乙二醇装置中所述电石生产单元中所述电石生产单元中包括与所述煤储运装置连接的石灰窑，及与所述石灰窑依次连接的预热炉和电石炉；所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接。本发明提供的煤制乙二醇装置中的中低阶煤一部分送至快速热解装置进行快速热解产生热解气产生热解气和半焦，还有一部分经过预热炉进行热解产出热解气。半焦气化炉将半焦气化，电石炉产生电石炉尾气。所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接作为生产乙二醇的原料气；具有结构简单、环保和节能的优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种煤制乙二醇装置，其特征在于，包括：煤储运装置，分别与煤储运装置连接的电石生产单元和快速热解装置，及与快速热解装置连接的半焦气化炉；

所述电石生产单元中包括与所述煤储运装置连接的石灰窑，及与所述石灰窑依次连接的预热炉和电石炉；

所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉均与收集装置连接。

2.根据权利要求1所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，还包括与所述收集装置连接的提纯装置，所述预热炉、快速热解装置、电石炉和半焦气化炉经过所述提纯装置与所述收集装置连接。

3.根据权利要求1所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，所述半焦气化炉包括气化炉和与气化炉连接的制浆装置，所述快速热解装置与所述制浆装置连接。

4.根据权利要求3所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，所述半焦气化炉还包括空气分离装置，所述空气分离装置分别与所述气化炉和收集装置连接。

5.根据权利要求3所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，所述制浆装置与所述预热炉连接，所述预热炉用于给所述制浆装置提供热解废水。

6.根据权利要求2所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，所述提纯装置和所述气化炉之间连接有循环管道，所述循环管道用于将所述提纯装置提浓后的甲烷通入所述气化炉内。

7.根据权利要求1所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，所述快速热解装置与发电机连接，所述发电机发电用于供电。

8.根据权利要求1所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，还包括与所述煤储运装置连接的燃料气生产装置，所述燃料气生产装置中的燃气分别通入所述石灰窑、快速热解装置和预热炉内。

9.一种制作乙二醇的方法，应用如权利要求1至8中任一项所述的煤制乙二醇装置，其特征在于，具体步骤为：

S1、将中低阶煤放入煤储运装置内；

S2、中低阶煤通过快速热解装置、半焦气化炉和电石生产单元多元耦合联产乙二醇。

10.根据权利要求9所述的乙二醇方法，其特征在于，步骤S2中半焦气化炉的气化炉和电石生产单元中的电石炉产生煤气，快速热解装置和电石生产单元中的预热炉产生热解气，煤气与热解气混合成为乙二醇原料。