制备电石的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及化工领域，具体而言，本发明涉及制备电石的方法。
【背景技术】
[0002] 电石即碳化钙（CaC2),与水反应生成乙炔，以乙炔为原料可生成几千种有机化工 产品，上世纪中叶之前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，我国70%以上的PVC(聚氯乙烯）生产源于电石乙炔。电石对我国的经 济发展具有十分重要的作用，近十余年来的产量不断增长，2013年产量达2200万吨以上。
[0003] 电石生产技术相对落后，目前主要有电热法和氧热法两种生产工艺。电热法采用 固定床（移动床）一块状原料一电弧加热的方法，由于块状原料接触面积小，严重限制了原 料热传递过程，使得工业反应需在高温下进行（2000?2300°C)，每吨电石（纯度80%)的 电耗高达3250kwh，是名副其实的"高耗能"产业。氧热法是通过添加过量的燃料（煤、重 油或天然气等），利用过量的燃料燃烧释放热量，以部分替代电弧供热，减少电石生产过程 中的电量消耗，然而氧热法采用块状原料，电石生产温度在2000°C以上，依然存在高能耗问 题。目前为止，氧热法制备电石工艺并未实现工业化。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的 在于提出一种制备电石的方法，利用该方法可以提高热量利用率和生产效率，降低生产成 本、降低能耗和污染。
[0005] 根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电石的方法，该方法包括：将原煤 进行干燥处理，以便获得干燥原煤；将所述干燥原煤和石灰分别进行粉碎处理，以便获得原 煤粉末和石灰粉末；将过量的所述原煤粉末和所述石灰粉末进行混合处理，以便获得混合 物料；将所述混合物料进行压球处理，以便获得球团物料；将所述球团物料进行热解处理， 以便获得人造石油、人造天然气和热解固体产物，其中，所述热解固体产物含有半焦和石 灰；将所述热解固体产物热送至燃烧仓内进行燃烧处理，以便得到炙热固体；以及将所述 炙热固体热送至密闭电炉中进行冶炼处理，以便获得所述电石。
[0006] 本发明上述实施例的制备电石的方法将氧热法和密闭电炉法相结合，通过预先以 过量的原煤粉末与石灰粉末混合，进行热解和燃烧，得到高温且紧密接触的含有半焦和石 灰的球团物料，由此将该球团物料在电炉内进行冶炼处理，由此可以显著降低冶炼温度，节 省冶炼时间，进而节省能耗。
[0007] 另外，根据本发明上述实施例的制备电石的方法还可以具有如下附加的技术特 征：
[0008] 在本发明的一些实施例中，所述原煤粉末和石灰粉末的平均粒度均为不大于20 微米，优选地，所述原煤粉末和石灰粉末的平均粒度均小于10微米。
[0009] 在本发明的一些实施例中，所述球团物料的平均直径为10?40毫米。由此获得 的球团可直接进入旋转床热解炉。
[0010] 在本发明的一些实施例中，所述原煤粉末和所述石灰粉末是按照质量比为1.2: 1. 04进行所述混合处理的，所述原煤粉末的质量为制备电石所需理论量的1. 2?1. 3倍。
[0011] 在本发明的一些实施例中，所述热解处理是在450?800摄氏度和10?IOOOPa 的压力下进行40?120分钟。由此可以深入提出原煤中挥发分，降低冶炼处理的能耗。。
[0012] 在本发明的一些实施例中，所述热解处理是在800摄氏度下进行1小时。由此可 以深入提出原煤中挥发分，降低冶炼处理的能耗。
[0013] 在本发明的一些实施例中，所述热解固体产物的温度为不低于450摄氏度，优选 650?800摄氏度。由此可以利用热解固体产物的显热，降低冶炼能耗。
[0014] 在本发明的一些实施例中，所述炙热固体产物的温度为900?1000摄氏度。由此 可以利用炙热固体产物的显热，降低冶炼能耗。
[0015] 在本发明的一些实施例中，所述冶炼处理是在1400?2000摄氏度下进行5?30 分钟。由此可以进一步提尚冶炼效率。
[0016] 在本发明的一些实施例中，所述冶炼处理是在1600?1750摄氏度进行10?15 分钟。由此可以进一步提尚冶炼效率。
【附图说明】
[0017] 图1是根据本发明的一个实施例的制备电石的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0019] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电石的方法，该方法包括：将原煤进 行干燥处理，以便获得干燥原煤；将干燥原煤和石灰分别进行粉碎处理，以便获得原煤粉末 和石灰粉末；将过量的原煤粉末和石灰粉末进行混合处理，以便获得混合物料；将混合物 料进行压球处理，以便获得球团物料；将球团物料进行热解处理，以便获得人造石油、人造 天然气和热解固体产物，其中，热解固体产物含有半焦和石灰；将热解固体产物热送至燃烧 仓内进行燃烧处理，以便得到炙热固体；以及将炙热固体热送至密闭电炉中进行冶炼处理， 以便获得电石。
[0020] 本发明上述实施例的制备电石的方法将氧热法和密闭电炉法相结合，通过预先以 过量的原煤粉末与石灰粉末混合，进行热解和燃烧，得到高温且紧密接触的的含有半焦和 石灰的球团物料，由此将该球团物料热送至电炉内进行冶炼处理，由此可以显著降低冶炼 温度，节省冶炼时间，进而节省能耗。
[0021] SlOO :干燥处理
[0022] 根据本发明的具体实施例，首先原煤进行干燥，以便获得经过干燥原煤。根据本发 明的具体实施例，原煤的类型并不受特别限制，例如可以为廉价的低阶煤，由此可以降低成 本。并且采用低阶煤作为制备电石的原料还可以扩大现有制备电石方法对原煤的选择范 围，避免仅以半焦为原料制备电石的限制。根据本发明的具体实施例，石灰可以是将石灰石 经过焙烧处理获得。
[0023] 经干燥处理后的原煤，其含水量低于3wt%，避免了由于原煤中外水较高，水与石 灰反应生成氢氧化钙，氢氧化钙在热解过程中经加热，分解产生氧化钙，导致型球粉化。因 此根据本发明的具体实施例，对原煤进行干燥，使得经过干燥原煤的含水量低于3wt %，对 后续热解工序具有重要意义。
[0024] S200 :粉碎处理
[0025] 根据本发明的具体实施例，将经过干燥原煤和石灰分别进行粉碎处理，以便获得 原煤粉末和石灰粉末。根据本发明的具体实施例，所得原煤粉末和石灰粉末的粒径大小并 不受特别限制。发明人发现，将原煤和石灰进行粉碎成粒度较小的粉末可以有效降低电石 冶炼温度。根据本发明的具体实施例，可以将原煤和石灰破碎至平均粒径为不大于20微米 的原煤粉末和石灰粉末，优选破碎至平均粒度为小于10微米。由此，将原煤和石灰以超细 粉的形式进行混合，使得原煤和石灰可以充分进行接触，增加了二者接触面积，由此进一步 降低冶炼处理的反应温度，缩短反应时间，降低反应能耗和生产成本。
[0026] S300 :混合处理
[0027] 进一步地，将过量的原煤粉末和石灰粉末进行混合处理，从而可以获得混合物料。 根据本发明的具体实施例，由于存在过量的原煤，因此其中的一部分原煤与氧化钙反应生 成电石，剩余的原煤在燃烧仓内燃烧进而为冶炼电石提供一部热量，进而为密闭电炉节省 了能耗。
[0028] 根据本发明的具体示例，原煤粉末与石灰粉末的混合配比并不受特别限制，过量 的原煤粉末可以以原煤粉末与石灰粉末制备电石发生的化学反应所需的实际理论量来计 算。根据本发明的具体实施例，原煤粉末和石灰粉末可以按照质量比为I. 2 :1. 04进行混合 处理。根据本发明的另一个具体实施例，混合物料中原煤粉末的含量可以为制备电石所需 理论量的1. 2?1. 3倍。由此不仅可以使得原煤粉末与石灰粉末充分反应，同时过量的半 焦，在燃烧仓中接触空气燃烧，放出大量热，获得炙热固体原料，可以显著降低电石冶炼能 耗。
[0029] 根据本发明的具体实施例，加入的过量的原煤可以在后续的燃烧处理燃烧掉，由 此提高球团物料的温度，进而为冶炼处理节省能耗。而燃烧处理不需要消耗能耗，只需要将 热解后得到的热解固体产物在燃烧仓内与空气接触，即可发生燃烧反应。
[0030] S400 :压球处理