一种制备乙炔的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种制备乙炔的方法及系统。该制备乙炔的方法包括：将钙材、碳材和有机废弃物破碎成颗粒并混合均匀后成型，制得型球；采用氧热法将型球制备成电石；用电石制备乙炔和电石渣，电石渣作为钙材回用于制备型球；有机废弃物的干基灰分≤1.6wt％。本发明提供的制备乙炔的方法及系统制得的电石渣中杂质含量少，可回用于制备电石。
【专利说明】
一种制备乙炔的方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于乙炔制备领域，具体涉及一种制备乙炔的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 乙炔是重要的化工原料，可生产几千种有机化工产品，曾被称为"有机合成工业之 母"。目前，生产乙炔的主要原料为电石。
[0003] 电石是由碳材和钙材制备而得的，由电石制备乙炔的过程中会产生大量粉末状的 电石渣，电石渣的主要成分为Ca(OH)2t3电石渣目前主要用于生产水泥，而水泥行业产能早 已过剩。仅有少量的电石渣能作为电厂脱硫剂使用。大量的电石渣得不到有效利用，极大的 浪费了钙材资源，同时还会引起严重污染。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种制备乙炔的方法及系统。
[0005] 本发明提供的一种制备乙炔的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0006] 将钙材、碳材和有机废弃物破碎成颗粒并混合均匀后成型，制得型球；
[0007] 采用氧热法将所述型球制备成电石；
[0008] 用所述电石制备乙炔和电石渣，所述电石渣作为钙材回用于制备所述型球；
[0009] 所述有机废弃物的干基灰分彡1.6wt%。
[0010] 进一步地，所述碳材、所述有机废弃物和所述1丐材的质量比为0.6-1:1-2:1-1.8。
[0011] 进一步地，所述碳材为兰炭，所述有机废弃物为生物质，所述钙材为石灰，所述兰 炭、所述生物质和所述石灰的质量比为0.7-0.8:1.1-1.3:1.4-1.6。
[0012] 进一步地，所述钙材的最大颗粒尺寸为3毫米，所述碳材的最大颗粒尺寸为3毫米， 所述有机废弃物的最大颗粒尺寸为3毫米。
[0013] 进一步地，制备所述电石的温度为1700-2200°c。
[0014] 本发明提供的一种利用上述方法制备乙炔的系统，包括原料处理单元、电石生产 单元和乙炔发生单元；
[0015] 所述原料处理单元设有钙材入口、碳材入口、有机废弃物入口和型球出口；
[0016] 所述电石生产单元设有型球入口、电石出口和含氧气体入口，所述型球入口与所 述原料处理单元的型球出口相连；
[0017] 所述乙炔发生单元设有电石入口、电石渣出口和乙炔出口，所述电石入口与所述 电石单元的电石出口相连，所述电石渣出口与所述原料处理单元的钙材入口相连。
[0018] 进一步地，所述型球入口设置在所述电石生产单元的顶部。
[0019] 进一步地，所述含氧气体入口设置在所述电石生产单元的底部。
[0020] 本发明提供的制备乙炔的方法及系统，工艺简单、系统结构也简单，而且能耗低； 制得的电石渣中杂质含量少，可回用于制备电石;制得的电石杂质含量也少，发气量高。
【附图说明】
[0021]图1为实施例中制备乙炔的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】进行更加详细的说明，以便能 够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的【具体实施方式】和实施 例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
[0023]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。
[0024]本文中，钙材是指含钙材料，比如：Ca(OH)2XaO等;碳材是指含碳材料，比如：煤 炭、焦炭等；电热法为"电热法电石生产工艺"的简称;氧热法为"氧热法电石生产工艺"的简 称。
[0025] 实施例1
[0026]参见图1，本实施例提供的一种制备乙炔的方法，该方法包括以下步骤：
[0027]将钙材、碳材和有机废弃物破碎成颗粒并混合均匀后成型，制得型球；
[0028]采用氧热法将型球制备成电石；
[0029]用电石制备乙炔和电石渣，电石渣作为钙材回用于制备型球；
[0030]有机废弃物的干基灰分彡1.6wt%。
[0031] 目前，电石的主要生产方法为电热法，电热法能耗非常高。为了节省能耗，国内外 很早就开始研究含碳物质燃烧供热的氧热法。相对于电热法，氧热法生产电石不需消耗大 量电能，仅需燃烧含碳物质放热，，但氧热法不完全燃烧大量的含碳物质会产生大量的灰 分，对电石的纯度造成影响。
[0032] 本发明所用的有机废弃物的干基灰分<1.6wt%，将这种有机废弃物代替一部分 碳材，与钙材一起采用氧热法制备电石，制得的电石中杂质含量不多，因此，由电石制备乙 炔时产生的电石渣可直接作为钙材，回用于制备电石，这样既可以节能降耗又可以实现钙 材的循环使用。
[0033] 上述方法中，碳材、有机废弃物和钙材的质量比并不需要特别限定。发明人经过大 量的实验发现，碳材、有机废弃物和钙材的质量比为0.6-1:1-2:1-1.8时，电石的质量既好、 杂质的含量也少，电石渣能够多次重复利用。
[0034] 上述方法中，碳材、有机废弃物和钙材的具体种类并不需要限定。发明人经过大量 的实验发现，碳材为兰炭、有机废弃物为生物质、钙材为石灰，且兰炭、生物质和石灰的质量 比为0.7-0.8:1.1-1.3:1.4-1.6时，电石的质量更好，电石渣能够回用的次数更多。
[0035]本实施例中生物质、兰炭和石灰的质量比为2.83:0.55:0.92。该生物质的具体成 分请见表1，兰炭的具体成分请见表2,石灰的具体成分请见表3。
[0036]上述方法中，碳材、有机废弃物和钙材的颗粒尺寸并不需要特别限定。发明人经过 大量的实验发现，钙材的最大颗粒尺寸为3毫米、碳材的最大颗粒尺寸为3毫米、有机废弃物 的最大颗粒尺寸为3毫米时，碳材、有机废弃物和钙材之间的反应更好，制得的电石渣中杂 质更少。
[0037] 本实施例中，生物质、兰炭和石灰的最大颗粒尺寸为100目（0.15毫米）。
[0038] 上述方法中，制备电石的温度并不需要特别限定。温度太低，碳材、有机废弃物和 钙材的反应不完全，制得的电石质量差、杂质含量多;温度太高，浪费能源。发明人经过大量 的实验发现，制备电石的温度为1700_2200°C最合适。
[0039]本实施例中，制备电石的温度为2000°C。
[0040]在制备电石的过程中，本实施例中还向电石冶炼设备中通入了氧气，氧气的通入 量为835m3/t原料。氧气会与生物质发生不完全燃烧，放出热量，升温物料至反应温度，产出 电石。
[0041 ]本实施例制得的电石中碳化钙的含量为81.96wt%，电石的发气量为305L/kg。冷 却后的电石用于生产乙炔和电石渣，乙炔经净化处理后储存备用，电石渣送经焙烧后回用 于制备电石，焙烧后电石渣中CaO的含量为88wt%。
[0042]表1生物质成分分析
[0048] 实施例2
[0049] 本实施例提供一种利用实施例1提供的方法制备乙炔的系统，该系统包括原料处 理单元、电石生产单元和乙炔发生单元；
[0050] 原料处理单元设有钙材入口、碳材入口、有机废弃物入口和型球出口；
[0051] 电石生产单元设有型球入口、电石出口和含氧气体入口，型球入口与原料处理单 元的型球出口相连；
[0052] 乙炔发生单元设有电石入口、电石渣出口和乙炔出口，电石入口与电石单元的电 石出口相连，电石渣出口与原料处理单元的钙材入口相连。
[0053] 原料处理单元用于将钙材、碳材和有机废弃物破碎成颗粒并混合均匀。本实施例 采用雷蒙磨对原料进行破碎。
[0054] 电石生产单元用于制备电石。型球入口、电石出口和含氧气体入口的具体位置并 不需要特别限定。本实施例采用氧热法电石炉冶炼电石。型球入口设在电石炉的顶部，电石 出口设在电石炉的底部。电石炉的底部设有一个含氧气体入口，用于通入氧气。电石冶炼过 程中还会产生电石炉尾气，电石炉尾气的出口设在电石炉的顶部。
[0055] 乙炔发生单元用于制备乙炔。本实施例采用干法乙炔生产装置制备乙炔。
[0056]综上可见，本发明提供的制备乙炔的方法及系统，工艺简单、系统结构简单；能耗 低;制得的电石渣中杂质含量少，可回用于制备电石;制得的电石杂质含量少，发气量高。 [0057]需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本 发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对 本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除非特别说明，那 么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
【主权项】
1. 一种制备乙炔的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 将钙材、碳材和有机废弃物破碎成颗粒并混合均匀后成型，制得型球； 采用氧热法将所述型球制备成电石； 用所述电石制备乙炔和电石渣，所述电石渣作为钙材回用于制备所述型球； 所述有机废弃物的干基灰分< 1.6wt %。2. 根据权利要求1所述的制备乙炔的方法，其特征在于，所述碳材、所述有机废弃物和 所述钙材的质量比为〇. 6-1:1-2:1-1.8。3. 根据权利要求1所述的制备乙炔的方法，其特征在于，所述碳材为兰炭，所述有机废 弃物为生物质，所述钙材为石灰，所述兰炭、所述生物质和所述石灰的质量比为0.7-0.8: 1·Η·3:1·4-1·6〇4. 根据权利要求1所述的制备乙炔的方法，其特征在于，所述钙材的最大颗粒尺寸为3 毫米，所述碳材的最大颗粒尺寸为3毫米，所述有机废弃物的最大颗粒尺寸为3毫米。5. 根据权利要求1所述的制备乙炔的方法，其特征在于，制备所述电石的温度为1700- 2200。。。6. -种利用权利要求1-5中任一方法制备乙炔的系统，包括原料处理单元、电石生产单 元和乙炔发生单元； 所述原料处理单元设有钙材入口、碳材入口、有机废弃物入口和型球出口； 所述电石生产单元设有型球入口、电石出口和含氧气体入口，所述型球入口与所述原 料处理单元的型球出口相连； 所述乙炔发生单元设有电石入口、电石渣出口和乙炔出口，所述电石入口与所述电石 单元的电石出口相连，所述电石渣出口与所述原料处理单元的钙材入口相连。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述型球入口设置在所述电石生产单元的 顶部。8. 根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述含氧气体入口设置在所述电石生 产单元的底部。
【文档编号】C07C11/24GK106008133SQ201610515957
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】张顺利, 路丙川, 董宾, 刘维娜, 吴道洪
【申请人】神雾环保技术股份有限公司