制備電石的方法

制備電石的方法
【專利摘要】本發明公開了制備電石的方法。該方法包括：將生石灰和中低階煤進行破碎處理，以便分別獲得生石灰顆粒和中低階煤顆粒；將所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒與添加劑進行混合處理，以便得到混合物料，其中，所述添加劑為選自錳的氧化物、鎳的氧化物以及鈷的氧化物中的至少一種；將所述混合物料進行成團處理，以便得到物料團塊；以及將所述物料團塊進行冶煉處理，以便獲得電石。該方法通過在原料中加入添加劑，可以大幅降低電石冶煉處理的溫度，該方法的能耗小，產能高，電石的質量好。
【專利說明】
制備電石的方法
技術領域
[0001]本發明涉及制備電石的方法。
【背景技術】
[0002]電石是煤化工的中間產品，可遇水快速生成高純度的乙炔，而乙炔作為重要的化工產品基礎原料，可以加HCl經縮聚反應制備聚氯乙烯(PVC)，也可以經水合法得到乙酸，還可以加醋酸制醋酸乙烯;此外還能制I，4_丁炔二醇、乙烯基乙炔、橡膠、乙炔基異丙醇、氟乙烯、三氯乙烯、聚氯乙烯、四氯乙烯、丙烯腈等有機化工產品，曾被譽稱為“有機合成工業之母”。中國70%左右的PVC(聚氯乙稀)由電石乙炔制備。
[0003]電石的合成手段有氧熱法和電熱法，目前的電石生產工藝采用電熱法，以塊狀焦炭和塊狀氧化鈣為原料，利用電弧產生的熱將原料加熱至2200°C以上，經數小時生成熔融液態電石，電石的生成反應式:Ca0+3C—CaC2+C0，生成電石的質量評價采用GB10665-200的方法進行電石發氣量的測量來間接衡量。使用塊狀原料(30?60mm)雖然有利于CO的排出，但反應接觸面積小、反應速率慢，導致反應溫度高、停留時間長、能耗高。電石生產原材料破碎、輸送等各工序中有大量的焦炭和石灰細粉產生，約占總量的15%。這部分粉狀原料由于無法滿足目前電石制備工藝的要求而被遺棄，造成了巨大的環境污染和資源浪費。
[0004]目前的煤制電石路線生產工藝面臨的最大挑戰就是能耗成本高，其中噸電石均電耗3250度，電力成本占總成本的60%以上，隨著能源成本的不斷增加以及電石價格的下滑，現行工藝已經不能適應電石行業的可持續發展要求。為了降低電石生產能耗和環境污染、實現電石工業可持續發展，必須改革電熱法合成路線，降低反應的溫度、縮短反應時間，開發一種新的電石合成工藝。
[0005]降低反應溫度可以降低電石生產過程的能耗，但是目前工藝如果降低反應溫度后合成的產品中電石含量會降低，難以滿足工業上對電石產品發氣量的要求。目前許多研究都圍繞著既能降低電石反應溫度又能保證電石產品質量的方向展開，例如將塊狀原料改成粉狀，除了減小反應物的粒度以外，添加催化劑也是一種提高化學反應速率的手段。
[0006]基于電熱法生產電石中存在的問題，現行電石生產工藝有待改進。

【發明內容】

[0007]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種本發明提出一種制備電石的方法，該方法通過在冶煉過程中加入添加劑，實現了在低溫條件下生產電石，并且該方法的能耗小，產能高。
[0008]根據本發明的一個方面，本發明提供了一種制備電石的方法。根據本發明的實施例，該方法包括:將生石灰和中低階煤進行破碎處理，以便分別獲得生石灰顆粒和中低階煤顆粒;將所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒與添加劑進行混合處理，以便得到混合物料，其中，所述添加劑為選自錳的氧化物、鎳的氧化物以及鈷的氧化物中的至少一種;將所述混合物料進行成團處理，以便得到物料團塊；以及將所述物料團塊進行冶煉處理，以便獲得電石O
[0009]根據本發明實施例的制備電石的方法，通過在原料中加入添加劑，成團處理后進行冶煉，可以大幅降低電石冶煉處理的溫度，該方法的能耗小，產能高，電石的質量好。
[0010]另外，根據本發明上述實施例的制備電石的方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0011]根據本發明的實施例，所述添加劑為選自氧化錳、氧化亞鎳、氧化鈷、二氧化錳、三氧化二鎳和三氧化二鈷中的至少一種。
[0012]根據本發明的實施例，所述添加劑與所述生石灰的質量比為(0.5-5):100。
[0013]根據本發明的實施例，所述中低階煤中的固定碳含量與所述生石灰中氧化鈣含量的摩爾比為(2.0?3.5):1。
[0014]根據本發明的實施例，所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒的粒徑均不大于
0.5mm ο
[0015]根據本發明的實施例，所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒的粒徑均不大于
0.074mmo
[0016]根據本發明的實施例，所述冶煉處理的溫度為16000C-1800 °C，時間為0.5小時_3小時。
[0017]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0018]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0019]圖1顯示了根據本發明一個實施例的制備電石的方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0021 ] 在本發明的描述中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0022]需要說明的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。進一步地，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0023]根據本發明的一個方面，本發明提供了一種制備電石的方法。參考圖1，根據本發明的實施例，對制備電石的方法進行解釋說明，該方法包括:
[0024]SlOO破碎處理
[0025]根據本發明的實施例，將生石灰和中低階煤進行破碎處理，分別獲得生石灰顆粒和中低階煤顆粒。由此，經過破碎處理后，原料的粒徑小，便于后續的成團處理，也有助于降低冶煉處理的溫度。
[0026]根據本發明的一些實施例，中低階煤可以是焦炭、還原煤、蘭炭、石油焦或炭黑中的一種或多種。由此，可以利用經濟價值較低的中低階煤制備經濟價值高的電石，生產成本低，經濟效益高。
[0027]根據本發明的一些實施例，中低階煤的固定碳含量大于70%。由此，原料的含碳量高，電石的質量好。
[0028]根據本發明的實施例，中低階煤和生石灰的粒度大小并不受特別限制，根據本發明的具體實施例，生石灰顆粒和中低階煤顆粒的粒徑均不大于0.5mm。發明人發現粒徑越小越有助于增加兩種原料的接觸點數，提高原料的反應活性，從而降低電石冶煉溫度，縮短電石冶煉的時間。根據本發明的優選實施例，生石灰顆粒和中低階煤顆粒的粒徑均不大于
0.074mm。由此，原料的接觸點數多，反應活性更好，電石冶煉溫度更低，電石冶煉的時間更短。
[0029]根據本發明的實施例，中低階煤中的固定碳含量與生石灰中氧化鈣含量的摩爾比(2.0?3.5):1。由此，反應原料的比例適宜，避免反應原料過量導致浪費。
[0030]S200混合處理
[0031 ]根據本發明的實施例，將生石灰顆粒和中低階煤顆粒與添加劑進行混合處理，得到混合物料，其中，添加劑為選自錳的氧化物、鎳的氧化物以及鈷的氧化物中的至少一種。由此，通過向生石灰顆粒和中低階煤顆粒中加入添加劑，降低冶煉處理的溫度，制備電石的能耗低、電石質量好。
[0032]根據本發明的實施例，添加劑為選自氧化錳、氧化亞鎳、氧化鈷、二氧化錳、三氧化二鎳和三氧化二鈷中的至少一種。由此，冶煉處理的溫度低，電石的質量好。
[0033]根據本發明的實施例，添加劑的加入比例不受特別的限制，只要能降低冶煉溫度即可。根據本發明的優選實施例，添加劑與生石灰的質量比為(0.5-5): 100。由此，冶煉溫度降低的更顯著，并且，電石的質量更佳。
[0034]S300成團處理
[0035]根據本發明的實施例，將混合物料進行成團處理，得到物料團塊。由此，原料的粒徑適宜，便于后續進行冶煉處理。
[0036]根據本發明的一些實施例，利用有機粘結劑進行所述成團處理。根據本發明的優選實施例，有機粘結劑選擇糖蜜、煤油和瀝青中的至少一種。由此，成團效果好。
[0037]S400冶煉處理
[0038]根據本發明的實施例，將物料團塊進行冶煉處理，以便獲得電石。利用該物料團塊，僅需低溫冶煉即可制備得到優質的電石。
[0039]根據本發明的實施例，冶煉處理的溫度為1600°C-1800°C，時間為0.5小時_3小時。由此，冶煉的溫度低，時間短，能耗降低5%-20%。
[0040]根據本發明實施例的制備電石的方法，通過在原料中加入添加劑，成團處理后進行冶煉，可以大幅降低電石冶煉處理的溫度。根據本發明的實施例，利用該方法制備電石，在冶煉處理的溫度下降400°C?600°C的條件下，依然能夠制備得到合格的固態電石，節能5%-20%。由此，該制備電石的方法，能耗小，產能高，電石的質量好。
[0041]下面參考具體實施例，對本發明進行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明性的，而不能理解為對本發明的限制。
[0042]實施例1
[0043]以生石灰和還原煤為原料制備電石，具體方法如下:
[0044](I)將生石灰(CaO含量98% )，還原煤(固定碳含量84.32% )分別磨細處理至100 %〈0.5mmο
[0045](2)將步驟(I)細磨處理得到的生石灰和還原煤與氧化錳按質量比100:77:1配料，此時的C與CaO的摩爾比為3.1:1。
[0046](3)將步驟(2)得到的混合原料粗混后再通過強力混料機混勻，配加有機粘結劑進行壓球成型，壓球尺寸約為3cm。
[0047](4)將壓好的球投料進入電石爐內進行電石反應，反應溫度1600°C，保溫時間2h。反應結束后，電石產品隨爐冷卻至60°C時取出，破碎后通過LJD型電石發氣量測定裝置測得發氣量為260L/kg，說明該電石為合格品電石。
[0048]實施例2
[0049]以生石灰和還原煤為原料制備電石，具體方法如下:
[0050](I)將生石灰(CaO含量98% )，還原煤(固定碳含量84.32% )分別磨細處理至100 %<0.074mmo
[0051 ] (2)將步驟(I)細磨處理得到的生石灰和還原煤與氧化亞鎳根據質量比100: 80:1.5配料，此時的C與CaO的摩爾比為3.2:1。
[0052](3)將步驟(2)得到的混合原料粗混后再通過強力混料機混勻，配加有機粘結劑進行壓球成型，壓球尺寸約為3cm。
[0053](4)將壓好的球投料進入電石爐內進行電石反應，反應溫度1700 °C，保溫時間1.0h。反應結束后，電石產品隨爐冷卻至60°C時取出，破碎后通過LJD型電石發氣量測定裝置測得發氣量為290L/kg，說明該電石為一等品電石。
[0054]實施例3
[0055]以生石灰和還原煤為原料制備電石，具體方法如下:
[0056](I)將生石灰(CaO含量98% )，還原煤(固定碳含量84.32% )分別磨細處理至100 %〈0.074mmo
[0057](2)將步驟(I)細磨處理得到的生石灰和還原煤與氧化鈷根據質量比100: 75: 2配料，此時的C與CaO的摩爾比為3.0:1。
[0058](3)將步驟(2)得到的混合原料粗混后再通過強力混料機混勻，配加有機粘結劑進行壓球成型，壓球尺寸約為3cm。
[0059](4)將壓好的球投料進入電石爐內進行電石反應，反應溫度1800 °C，保溫時間1.5h。反應結束后，電石產品隨爐冷卻至50°C時取出，破碎后通過LJD型電石發氣量測定裝置測得發氣量為300L/kg，說明該電石為優等品電石。
[0060]實施例4
[0061 ]以生石灰和還原煤為原料制備電石，具體方法如下:
[0062](I)將生石灰(CaO含量98% )，還原煤(固定碳含量84.32% )分別磨細處理至100 %〈0.5mmο
[0063](2)將步驟(I)細磨處理得到的生石灰和還原煤與二氧化錳根據質量比100:62:3配料，此時的C與CaO的摩爾比為2.5:1。
[0064](3)將步驟(2)得到的混合原料粗混后再通過強力混料機混勻，配加有機粘結劑進行壓球成型，壓球尺寸約為3cm。
[0065](4)將壓好的球投料進入電石爐內進行電石反應，反應溫度1750°C，保溫時間2h。反應結束后，電石產品隨爐冷卻至55°C時取出，破碎后通過LJD型電石發氣量測定裝置測得發氣量為300L/kg，說明該電石為優等品電石。
[0066]實施例5
[0067]以生石灰和還原煤為原料制備電石，具體方法如下:
[0068](I)將生石灰(CaO含量98% )，還原煤(固定碳含量84.32% )分別磨細處理至100 %〈0.074mmo
[0069](2)將步驟(I)細磨處理得到的生石灰和還原煤與三氧化二鎳根據質量比100:87:4配料，此時的C與CaO的摩爾比為3.5:1。
[0070](3)將步驟(2)得到的混合原料粗混后再通過強力混料機混勻，配加有機粘結劑進行壓球成型，壓球尺寸約為3cm。
[0071 ] (4)將壓好的球投料進入電石爐內進行電石反應，反應溫度1800°C,保溫時間3h。反應結束后，電石產品隨爐冷卻至55°C時取出，破碎后通過LJD型電石發氣量測定裝置測得發氣量為310L/kg，說明得到優等品電石。
[0072]實施例6
[0073]以生石灰和還原煤為原料制備電石，具體方法如下:
[0074](I)將生石灰(CaO含量98% )，還原煤(固定碳含量84.32% )分別磨細處理至100 %〈0.074mmo
[0075](2)將步驟(I)細磨處理得到的生石灰和還原煤與三氧化二鈷根據質量比100:70:5配料，此時的C與CaO的摩爾比為2.8:1。
[0076](3)將步驟(2)得到的混合原料粗混后再通過強力混料機混勻，配加有機粘結劑進行壓球成型，壓球尺寸約為3cm。
[0077](4)將壓好的球投料進入電石爐內進行電石反應，反應溫度1700°C，保溫時間3h。反應結束后，電石產品隨爐冷卻至55°C時取出，破碎后通過LJD型電石發氣量測定裝置測得發氣量為292L/kg，說明該電石為優等品電石。
[0078]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0079]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種制備電石的方法，其特征在于，包括: 將生石灰和中低階煤進行破碎處理，以便分別獲得生石灰顆粒和中低階煤顆粒； 將所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒與添加劑進行混合處理，以便得到混合物料，其中，所述添加劑為選自錳的氧化物、鎳的氧化物以及鈷的氧化物中的至少一種； 將所述混合物料進行成團處理，以便得到物料團塊；以及 將所述物料團塊進行冶煉處理，以便獲得電石。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑為選自氧化錳、氧化亞鎳、氧化鈷、二氧化錳、三氧化二鎳和三氧化二鈷中的至少一種。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑與所述生石灰的質量比為(0.5-5):100o4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述中低階煤中的固定碳含量與所述生石灰中氧化鈣含量的摩爾比為(2.0?3.5):1。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒的粒徑均不大于0.5mm。6.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述生石灰顆粒和所述中低階煤顆粒的粒徑均不大于0.074mm。7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述冶煉處理的溫度為1600°C-1800°C，時間為0.5小時-3小時。
【文檔編號】C01B31/32GK105905906SQ201610431697
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】宋文臣, 王靜靜, 李紅科, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】神霧環保技術股份有限公司