[发明专利]氧热法生产电石和合成气的方法及系统

说明书

本发明提供了一种氧热法生产电石和合成气的方法及系统，所述氧热法生产电石和合成气的方法包括以下步骤：对包含含碳颗粒和含钙化合物颗粒的物料进行预加热，并生成第一合成气；分离所述物料和所述第一合成气；提供一反应炉，将所述物料与含氧气流通入所述反应炉中，使所述物料与所述含氧气流在所述反应炉中形成旋流，并燃烧反应生成熔融电石与第二合成气；分离所述熔融电石与所述第二合成气，将所述熔融电石冷却后得到电石成品。本发明通过使物料和含氧气流在反应炉中形成旋流并充分燃烧，提升反应效率，降低生产能耗；通过采用预加热装置和高温分离装置在电石生产过程中生产并分离合成气，达到电石与合成气联产目的。

技术领域

本发明涉及电石生产领域，特别是涉及一种氧热法生产电石和合成气的方法及系统。

背景技术

碳化钙俗称电石(CaC2)，被誉为有机合成之母。目前主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品，如我国70％左右的PVC(聚氯乙稀)生产源于电石乙炔。近年来，石油价格的高涨刺激了电石工业的发展，我国电石产量由2002年的425万吨增加到2016年的2588万吨。

传统的电石生产一般采用固定床-电弧法，利用电弧产生的高温将固定床(也称移动床或电炉)中的块状含氧化钙和块状焦炭加热至2000℃以上，停留一定时间而生成熔融态电石。在生产过程中，氧化钙和焦炭的混合物由电炉上端加入，二者反应生成的CO通过块状物料缝隙从炉体上部排出，熔融的产物电石由炉底排出，经冷却、破碎后得到成品。电弧法采用高品位的电能加热，能耗很高。据报道，我国生产1吨电石的平均电耗达3250kW·h，其中，60％左右用于原料加热和反应，40％左右由高温电石炉气(包括CO)放空带走。除此以外，电炉构造复杂、难以放大、电极消耗量大，导致投入和运行成本很高。

为解决电石生产“高投入、高能耗、高污染”的问题，已有研究利用氧热法制备电石。目前利用氧热法的合成工艺大多是块状原料混合进料，利用燃料(固体燃料、液体燃料或气体燃料)燃烧提供热量。采用氧热法合成电石可以显著降低能耗，具有积极的能源战略意义。但现有的氧热法工艺还存在块状原料进料易造成接触不够充分，炉内停留时间长，进而增加能耗等问题。目前，国内外对于氧热法合成电石还有待深入探讨，研究一种新型氧热法催化合成电石工艺具有重要意义。

因此，有必要提出一种新的氧热法生产电石和合成气的方法及系统，解决上述问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种氧热法生产电石和合成气的方法及系统，用于解决现有技术中氧热法生产电石时物料接触不充分、能耗大且无法充分利用高温电石炉气的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种氧热法生产电石和合成气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对包含含碳颗粒和含钙化合物颗粒的物料进行预加热，并生成第一合成气；

分离所述物料和所述第一合成气；

提供一反应炉，将所述物料与含氧气流通入所述反应炉中，使所述物料与所述含氧气流在所述反应炉中形成旋流，并燃烧反应生成熔融电石与第二合成气；

分离所述熔融电石与所述第二合成气，将所述熔融电石冷却后得到电石成品。

作为本发明的一种可选方案，所述含碳颗粒包含煤粉，所述含钙化合物颗粒包含氧化钙颗粒；所述物料的颗粒粒径范围为20～1500微米。

作为本发明的一种可选方案，所述物料还包含助溶剂和活性剂。

作为本发明的一种可选方案，所述预加热的加热温度范围为500～1200摄氏度；所述物料在进行预加热时通过载气进行载带和输送。

作为本发明的一种可选方案，所述第一合成气和所述第二合成气包括一氧化碳气体；所述载气包括二氧化碳气体。