本发明属于电石的制备领域，具体涉及一种制备电石的方法。
背景技术：
电石作为一种重要的化工原料，主要用于生产乙炔和乙炔基化工产品，曾被誉为“有机合成工业之母”。从我国能源分布上考虑，“富煤、贫油、少气”是我国能源结构的典型特征，煤炭是我国的主要能源，约占一次能源的70％，因此，电石生产对于工业经济发展意义重大。
传统电石生产主要采用电热法，即以块状生石灰和块状焦炭为原料，在电石炉内由电弧加热到2000摄氏度以上按方程CaO+3C＝CaC2+CO高温冶炼生产电石。从对碳素原料的要求考虑，传统电石生产工艺主要存在以下缺陷：(1)要求碳素材料的粒度在5-30mm、固定碳含量>84％、灰分<15％，能够满足这些要求的只有焦炭、半焦、石油焦以及一些优质无烟煤，而这些原料储量十分有限，价格不菲；(2)在原料破碎过程中会伴有15-20％的原料由于粒度小于5mm而被废弃，造成资源的严重浪费；(3)电石生产中主要采用块状碳素原料和石灰，传质和传热效率低，反应速率较低，电石冶炼炉热效率仅为50％左右，电耗高达3250kWh/t电石左右。可见，碳素原料的质量直接影响电石的产量、质量、电力单耗和成本等经济指标。
从原煤的性质考虑，原煤中含有灰、硫及其他少量矿物质。大部分原煤的灰分都高于电石原料的灰分要求上限，需对原煤进行分选脱灰处理。按分选介质的不同可分为湿法分选和干法分选两大类，湿法分选过程中煤与水充分接触，增大选煤产品水分和后续碳素原料的脱水能耗；而常用的干法分选采用常温空气作为分选介质，原煤的表面水分增加了颗粒之间的接触粘附几率，导致实际分选效果变差。另外，近年来，随着煤炭机械化开采程度的提高，原煤在开采过程中的粉煤含量占到40-60％，硬度较差的低阶煤甚至占到70％左右，这显然与传统的电石生产工艺要求碳素原料的粒度大于5mm是相悖的。
技术实现要素：
为解决传统电石生产工艺对原料要求苛刻、高耗能、高污染、低效益等缺点，拓宽电石碳基原料的范围，本发明提出了一种新的电石制备工艺。
本发明提供的制备电石的方法包括如下步骤：
准备低阶煤粉、液化残渣粉和石灰粉；
将所述低阶煤粉、所述液化残渣粉和所述石灰粉混合均匀，再压制成型，制备型球；所述低阶煤粉与所述液化残渣粉的质量比为6:4-9:1；
将所述型球进行干馏，制备活性球团、焦油和煤气；
将所述活性球团进行冶炼，制备电石。
在本发明的一个实施方案中，所述低阶煤粉与所述液化残渣粉的质量比7:3-8:2。
在本发明的一个实施方案中，采用保温输送的方法将所述活性球团从干馏装置送到电石冶炼装置。
在本发明的一个实施方案中，所述低阶煤粉的粒径≤0.15mm。
在本发明的一个实施方案中，所述液化残渣粉的粒径≤0.15mm。
在本发明的一个实施方案中，所述石灰粉的粒径≤3mm。
在本发明的一个实施方案中，在600-950℃的温度下对所述型球进行干馏。
在本发明的一个实施方案中，在17-22MPa的压力下制备所述型球。
在本发明的一个实施方案中，在温度≥1700℃的条件下冶炼所述活性球团，制备电石。
在本发明的一个实施方案中，所述低阶煤粉和所述液化残渣粉的总量与所述石灰粉的质量比为0.7:1-1.1:1。
本发明将液化残渣与低阶煤和石灰石混合后制备型球，再用型球制备电石，利用了液化残渣的粘结性，解决了液化残渣处理费用高、低阶粉煤与石灰粉成型后球团强度低，干馏过程中易粉化的问题。
本发明将干馏和电石冶炼等工艺耦合，解决了传统电石生产工艺对原料要求苛刻、高耗能、高污染、低效益等缺点，拓宽了电石碳基原料的范围，降低了电石的生产成本，提高了产品的附加值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种制备电石的工艺流程图。
具体实施方式
下面具体说明本发明的实施例，以更明晰地阐述本发明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的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。
如图1所示，本发明提供的制备电石的方法包括如下步骤：
准备低阶煤粉、液化残渣粉和石灰粉；
将低阶煤粉、液化残渣粉和石灰粉混合均匀，再压制成型，制备型球；
将型球进行干馏，制备活性球团、焦油和煤气；
将活性球团进行冶炼，制备电石。
液化残渣是煤加氢液化过程中产生的一种高炭、高灰、高硫的副产物，其粘结性也非常高，但难以处理。煤液化残渣的量占到原料煤的总质量的30％左右，其中残渣炭含量高达50-70％，其有效利用不仅可以解决环境污染，而且将对煤液化过程中的热效率和经济性产生很大的影响。
低阶煤粘结性很差，低阶煤和石灰石制得的型球的强度也不高，在电石冶炼过程中容易碎裂，影响电石的得率。
本发明将液化残渣与低阶煤和石灰石混合后制备型球，再用型球制备电石，利用了液化残渣的粘结性，解决了液化残渣处理费用高、低阶粉煤与石灰粉成型后球团强度低，干馏过程中易粉化的问题。
低阶煤粉与液化残渣粉的质量比为6:4-9:1。此比例过大或过小，制得的型球的强度都不太好。经过大量的实验发现，低阶煤粉与液化残渣粉的最佳比例为7:3-8:2。
低阶煤粉和液化残渣的总量与石灰粉的质量比不需要特别限定，经过大量实验发现，其质量比为0.7:1-1.1:1时，制得的型球的强度较好，且电石的质量好。
低阶煤粉、液化残渣粉及石灰粉的粒径并不需要特别限定，但其粒径越小，越容易混合均匀，因此制得的型球的强度越好。此外，低阶煤粉、液化残渣粉及石灰粉的粒径越小，冶炼电石的效果越好。本发明中，低阶煤和液化残渣粉的粒径优选≤0.15mm，石灰粉的粒径优选≤3mm。
型球干馏的温度也不需要特别限定。经过大量的实验发现，在600-950℃的温度下对型球进行干馏，干馏的效果好且不浪费热能。
低阶煤粉、液化残渣粉和石灰粉混合后成型的压力也不用特别限定，只要能将其压制成型即可。若成型压力越大，制得的型球的强度越好，在冶炼电石的过程中越不容易破碎。但成型压力太大，对成型设备的磨损较大，且能耗也大。经过大量的实验发现，成型压力在17-22MPa即可满足要求。
冶炼电石的温度也不需要特别限定，只要能使活性球团反应，制得电石即可。经过大量的实验发现，电石的冶炼温度≥1700℃，活性球团的反应就比较好，制得的电石的质量也比较好。当然，冶炼温度也不能无限高，浪费热能。
型球干馏后，剩下的活性球团热量很高，可采用保温输送的方法将其从干馏装置运送至电石冶炼装置，降低系统的能耗。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述发明内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。
下列具体实施例中，均按重量份数称取所用原料，每份重量一致。下述实施例中型球和活性球团的冷压强度按工业型煤冷压强度测试方法(MT/T 748-1997)进行测试，机械强度按煤的机械强度测试方法(GB/T15458-1995)进行测试。
实施例1
准备原料：将褐煤、液化残渣和石灰石破碎，选取粒径≤0.15mm的煤粉和液化残渣粉，选取粒径≤3mm的石灰粉。
混合：取8份煤粉、2份液化残渣粉和14.3份石灰粉，将其混合均匀。
成型：在22MPa的压力下，将混合均匀的煤粉、液化残渣粉和石灰粉压制成型，制成型球。
干馏：在900℃下对制得的型球进行干馏，制得活性球团、焦油和煤气。
电石冶炼：在1700℃下将所述活性球团进行冶炼，制备电石。
检测型球和活性球团的机械强度和冷压强度，其结果如表1所示。干馏产物的产率及电石的发气量见表2。
实施例2
准备原料：将褐煤、液化残渣和石灰石破碎，选取粒径≤0.1mm的煤粉和液化残渣粉，选取粒径≤2mm的石灰粉。
混合：取9份煤粉、1份液化残渣粉和9份石灰粉，将其混合均匀。
成型：在17MPa的压力下，将混合均匀的煤粉、液化残渣粉和石灰粉压制成型，制成型球。
干馏：在600℃下对制得的型球进行干馏，制得活性球团、焦油和煤气。
电石冶炼：在1900℃下将所述活性球团进行冶炼，制备电石。
检测型球和活性球团的机械强度和冷压强度，其结果如表1所示。干馏产物的产率及电石的发气量见表2。
实施例3
准备原料：将长焰煤、液化残渣和石灰石破碎，选取粒径≤0.12mm的煤粉和液化残渣粉，选取粒径≤2.5mm的石灰粉。
混合：取7份煤粉、3份液化残渣粉和10份石灰粉，将其混合均匀。
成型：在20MPa的压力下，将混合均匀的煤粉、液化残渣粉和石灰粉压制成型，制成型球。
干馏：在850℃下对制得的型球进行干馏，制得活性球团、焦油和煤气。
电石冶炼：在2000℃下将所述活性球团进行冶炼，制备电石。
检测型球和活性球团的机械强度和冷压强度，其结果如表1所示。干馏产物的产率及电石的发气量见表2。
实施例4
准备原料：将长焰煤、液化残渣和石灰石破碎，选取粒径≤0.08mm的煤粉和液化残渣粉，选取粒径≤1.5mm的石灰粉。
混合：取6份煤粉、4份液化残渣粉和12.5份石灰粉，将其混合均匀。
成型：在19MPa的压力下，将混合均匀的煤粉、液化残渣粉和石灰粉压制成型，制成型球。
干馏：在950℃下对制得的型球进行干馏，制得活性球团、焦油和煤气。
电石冶炼：在1800℃下将所述活性球团进行冶炼，制备电石。
检测型球和活性球团的机械强度和冷压强度，其结果如表1所示。干馏产物的产率及电石的发气量见表2。
表1型球和活性球团的强度测试结果
表2干馏产物产率(收到基)及电石发气量
从表1可知，本发明所列举的实施例制备出的型球的机械强度均大于85％，冷压强度均大于520N/个；制得的活性球团的机械强度均大于80％，冷压强度均大于530N/个。由此可见，按照本发明提供的方法制备出的型球和活性球团强度好，便于运输、储存和使用。
从表2可知，采用低阶煤、液化残渣和石灰石制备出的活性球团产率较高，由其制得的电石的发气量也比较大。
综上，本发明将液化残渣与低阶煤和石灰石混合后制备型球，再用型球制备电石，利用了液化残渣的粘结性，解决了液化残渣处理费用高、低阶粉煤与石灰粉成型后球团强度低，干馏过程中易粉化的问题。
本发明将干馏和电石冶炼等工艺耦合，解决了传统电石生产工艺对原料要求苛刻、高耗能、高污染、低效益等缺点，拓宽了电石碳基原料的范围，降低了电石的生产成本，提高了产品的附加值。
再次说明，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。