一種以氯化鉀、天然氣為原料實現資源綜合利用的生產系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種以氯化鉀、天然氣為原料實現資源綜合利用的生產系統，包括氫氧化鉀裝置、碳酸鉀裝置、乙炔裝置、電石法乙炔裝置、氯乙烯裝置、聚氯乙烯裝置、合成氨裝置、尿素裝置、甲醇裝置、空分裝置和供熱中心。本實用新型采用石油天然氣為主要原料生產PVC，各生產裝置緊密結合，上個裝置的產品、副產品、廢氣和廢渣就是下一個裝置的原料，使資源能夠充分利用；將污染物消除在生產工藝過程中，從根本上減少或消除了污染，實現了資源利用效率的最大化和“三廢”排放量的最小化的循環經濟模式。
【專利說明】一種以氯化鉀、天然氣為原料實現資源綜合利用的生產系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于化工產品的資源綜合利用領域，更具體地，涉及一種以氯化鉀和天然氣為原料生產氫氧化鉀、碳酸鉀、聚氯乙烯、尿素及甲醇等化工產品并綜合利用的生產系統及其方法。
【背景技術】
[0002]中國天然氣化工始于20世紀60年代初，現已初具規模。現如今，已興建多座以天然氣和油田伴生氣為原料的大型合成氨廠，以及一批中、小型合成氨廠，使全國合成氨生產原料結構中，天然氣所占的比例約達到半數；同時還興建了天然氣制乙炔工廠。
[0003]聚氯乙烯樹脂(PVC)作為氯堿工業最大的有機耗氯產品,對氯堿工業的發展及其堿、氯平衡都具有極其重要的作用。在我國聚氯乙烯行業產能迅速增長、而且電石法聚氯乙烯仍占據主導地位的情況下，本發明采用石油天然氣為主要原料生產PVC，使我國PVC生產原料以電石乙炔為主向原料多樣化邁出了可喜的一步。
[0004]本發明中將天然氣化工與鹽化工有機結合，帶動相關產業的進一步發展，對資源進行了合理有效的循環利用，實現了循環經濟產業鏈的應用技術，完善了再生資源回收利用體系。
【發明內容】
[0005]發明目的:本實用新型針對現有技術的狀況，發明一種新型生產系統及其方法，將天然氣化工與鹽化工有機結合，以氯化鉀、天然氣、空氣等資源綜合利用生產氫氧化鉀、碳酸鉀、聚氯乙烯、尿素及甲醇。
[0006]技術方案:本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的:
[0007]—種以氯化鉀、天然氣為原料實現資源綜合利用的生產系統，包括氫氧化鉀裝置、碳酸鉀裝置、乙炔裝置、電石法乙炔裝置、氯乙烯(VCM)裝置、聚氯乙烯裝置、合成氨裝置、尿素裝置、甲醇裝置、空分裝置和供熱中心；
[0008]所述氫氧化鉀裝置分別連接所述氯乙烯(VCM)裝置、所述碳酸鉀裝置，所述氫氧化鉀裝置的產品或副產為所述氯乙烯(VCM)裝置、所述碳酸鉀裝置的原料；所述乙炔裝置分別連接所述供熱中心、合成氨裝置、氯乙烯(VCM)裝置、甲醇裝置，所述合成氨裝置連接尿素裝置，所述氯乙烯(VCM)裝置連接聚氯乙烯裝置；所述空分裝置連接所述乙炔裝置，為所述乙炔裝置提供氧氣作為原料；
[0009]所述電石法乙炔裝置可以作為所述乙炔裝置的備用裝置，當所述乙炔裝置不能正常開車時，可啟用該套裝置生產C2H2 ；
[0010]所述的供熱中心主要是給整個產業鏈的各大裝置供各壓力等級蒸汽、供電，以汽定電，是該產業鏈自備電廠，多余的電量并到當地電網平衡；
[0011]所述系統采用DCS控制系統控制，其生產操作安全可靠且穩定；
[0012]所述氫氧化鉀裝置是將原料氯化鉀(KCl)經離子膜電解得到氫氧化鉀(KOH) 32 %溶液、氯氣(Cl2)和氫氣(H2), 32%的KOH溶液經降膜蒸發生產48%的液堿；48%的液堿部分經蒸發濃縮生產92?95%的固堿，另一部分去所述碳酸鉀裝置生產碳酸鉀(K2CO3);所述電解產生的Cl2、H2經處理及壓縮，采用二合一副產蒸汽的合成爐生產氯化氫(HCl)氣體；HCl氣體經冷卻后一部分供所述氯乙烯(VCM)裝置生產氯乙烯，另一部分經降膜吸收器吸收生產31 %的高純鹽酸自用供所述氫氧化鉀裝置自用；副產的過量Cl2,當設備處于事故狀態或電解裝置開停車時，送至Cl2液化工序生產液氯產品充裝出售；
[0013]如前所述的來自氫氧化鉀裝置的48%的KOH溶液與來自所述合成氨裝置的二氧化碳(CO2)及來自天然氣燃燒產生的高溫CO2在流化床反應器中經碳化、干燥制得K2CO3產品，尾氣經除塵、洗滌后放空，充分利用所述合成氨裝置生產過程中多余的CO2,既節能又環保;
[0014]所述空分裝置是利用液化空氣中各組份沸點的不同采用液化精餾方法將氧氣
(O2)、氮氣(N2)及氬氣(Ar)等各組份分離開，氧氣輸送至所述乙炔裝置用于天然氣氧化制取乙炔；氮氣送往各大裝置用于開停車置換及干氣密封；氬氣用于外銷；該裝置為乙炔裝置提供工藝用02，同時提供各裝置所需的各壓力等級N2 ;本裝置采用空氣循環液氧內壓縮流程，安全可靠、經濟合理；
[0015]所述乙炔裝置采用天然氣部分氧化制取乙炔技術，副產高級炔和乙炔尾氣；來自空分裝置的O2與原料天然氣(CH4)經預熱后在所述乙炔裝置的乙炔爐中發生部分氧化反應，生成粗乙炔(C2H2)混合氣，再經加氫、提濃、凈化得到精C2H2送至所述VCM裝置；乙炔爐中副產的炭黑經水洗滌、澄清分離后送至焚燒爐焚燒，尾氣達標排放；乙炔提濃工序經分離副產的高級炔輸送至所述供熱中心的電站鍋爐用作燃料，副產的乙炔尾氣輸送至所述合成氨裝置及所述甲醇裝置用作原料，變廢為寶，資源綜合利用率高；
[0016]所述電石法乙炔裝置，當所述乙炔裝置不能正常開車時，可啟用該套裝置生產C2H2 ；電石法乙炔裝置將外購來的大電石塊，經鄂式破碎機破碎成40?60 mm的電石顆粒，用皮帶輸送機送至電石加料斗，經氮氣置換后進入乙炔發生器，電石與水反應生成粗C2H2和電石渣；粗C2H2經清凈工序得精C2H2輸送至VCM裝置做原料；電石渣經壓濾后得到的濾液重新返回到乙炔發生器中作為工藝水進行循環，將電石渣輸運送至水泥廠做原料，減少了環保處理費用，降低了成本；
[0017]本實用新型的優點和有益效果:本實用新型采用石油天然氣為主要原料生產PVC，使我國PVC生產原料以電石乙炔為主向原料多樣化邁出了可喜的一步；本發明中各生產裝置緊密結合，上個裝置的產品、副產品、廢氣和廢渣就是下一個裝置的原料，使資源能夠充分利用；將污染物消除在生產工藝過程中，從根本上減少或消除了污染，實現了資源利用效率的最大化和“三廢”排放量的最小化的循環經濟模式；工藝過程采用DCS控制系統控制，具有生產操作安全、可靠、穩定、人員少等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型生產系統的生產流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。
[0020]如圖1所示為本實用新型生產系統生產流程示意圖。
[0021]一種以氯化鉀、天然氣為原料實現資源綜合利用的生產系統，包括氫氧化鉀裝置、碳酸鉀裝置、乙炔裝置、電石法乙炔裝置、氯乙烯(VCM)裝置、聚氯乙烯裝置、合成氨裝置、尿素裝置、甲醇裝置、空分裝置和供熱中心；
[0022]所述氫氧化鉀裝置分別連接所述氯乙烯(VCM)裝置、所述碳酸鉀裝置，所述氫氧化鉀裝置的產品或副產為所述氯乙烯(VCM)裝置、所述碳酸鉀裝置的原料；所述乙炔裝置分別連接所述供熱中心、合成氨裝置、氯乙烯(VCM)裝置、甲醇裝置，所述合成氨裝置連接尿素裝置，所述氯乙烯(VCM)裝置連接聚氯乙烯裝置；所述空分裝置連接所述乙炔裝置，為所述乙炔裝置提供氧氣作為原料；
[0023]所述電石法乙炔裝置可以作為所述乙炔裝置的備用裝置，當所述乙炔裝置不能正常開車時，可啟用該套裝置生產C2H2 ；
[0024]所述的供熱中心主要是給整個產業鏈的各大裝置供各壓力等級蒸汽、供電，以汽定電，是該產業鏈自備電廠，多余的電量并到當地電網平衡；
[0025]所述系統采用DCS控制系統控制，其生產操作安全可靠且穩定；
[0026]所述氫氧化鉀裝置是將原料氯化鉀(KCl)經離子膜電解得到氫氧化鉀(KOH) 32%溶液、氯氣(Cl2)和氫氣(H2), 32%的KOH溶液經降膜蒸發生產48%的液堿；48%的液堿部分經蒸發濃縮生產92?95%的固堿，另一部分去所述碳酸鉀裝置生產碳酸鉀(K2CO3);所述電解產生的Cl2、H2經處理及壓縮，采用二合一副產蒸汽的合成爐生產氯化氫(HCl)氣體；HCl氣體經冷卻后一部分供所述氯乙烯(VCM)裝置生產氯乙烯，另一部分經降膜吸收器吸收生產31 %的高純鹽酸自用供所述氫氧化鉀裝置自用；副產的過量Cl2,當設備處于事故狀態或電解裝置開停車時，送至Cl2液化工序生產液氯產品充裝出售；
[0027]如前所述的來自氫氧化鉀裝置的48%的KOH溶液與來自所述合成氨裝置的二氧化碳(CO2)及來自天然氣燃燒產生的高溫CO2在流化床反應器中經碳化、干燥制得K2CO3產品，尾氣經除塵、洗滌后放空，充分利用所述合成氨裝置生產過程中多余的CO2,既節能又環保;
[0028]所述空分裝置是利用液化空氣中各組份沸點的不同采用液化精餾方法將氧氣
(O2)、氮氣(N2)及氬氣(Ar)等各組份分離開，氧氣輸送至所述乙炔裝置用于天然氣氧化制取乙炔；氮氣送往各大裝置用于開停車置換及干氣密封；氬氣用于外銷；該裝置為乙炔裝置提供工藝用02，同時提供各裝置所需的各壓力等級N2 ;本裝置采用空氣循環液氧內壓縮流程，安全可靠、經濟合理；
[0029]所述乙炔裝置采用天然氣部分氧化制取乙炔技術，副產高級炔和乙炔尾氣；來自空分裝置的O2與原料天然氣(CH4)經預熱后在所述乙炔裝置的乙炔爐中發生部分氧化反應，生成粗乙炔(C2H2)混合氣，再經加氫、提濃、凈化得到精C2H2送至所述VCM裝置；乙炔爐中副產的炭黑經水洗滌、澄清分離后送至焚燒爐焚燒，尾氣達標排放；乙炔提濃工序經分離副產的高級炔輸送至所述供熱中心的電站鍋爐用作燃料，副產的乙炔尾氣輸送至所述合成氨裝置及所述甲醇裝置用作原料，變廢為寶，資源綜合利用率高；
[0030]所述電石法乙炔裝置，當所述乙炔裝置不能正常開車時，可啟用該套裝置生產C2H2 ；電石法乙炔裝置將外購來的大電石塊，經鄂式破碎機破碎成40?60 mm的電石顆粒，用皮帶輸送機送至電石加料斗，經氮氣置換后進入乙炔發生器，電石與水反應生成粗C2H2和電石渣；粗C2H2經清凈工序得精C2H2輸送至VCM裝置做原料；電石渣經壓濾后得到的濾液重新返回到乙炔發生器中作為工藝水進行循環，將電石渣輸運送至水泥廠做原料，減少了環保處理費用，降低了成本。
【權利要求】
1.一種以氯化鉀、天然氣為原料實現資源綜合利用的生產系統，包括氫氧化鉀裝置、碳酸鉀裝置、乙炔裝置、電石法乙炔裝置、氯乙烯裝置、聚氯乙烯裝置、合成氨裝置、尿素裝置、甲醇裝置、空分裝置和供熱中心，其特征在于: 所述氫氧化鉀裝置分別連接所述氯乙烯裝置、所述碳酸鉀裝置，所述氫氧化鉀裝置的產品或副產為所述氯乙烯裝置、所述碳酸鉀裝置的原料；所述乙炔裝置分別連接所述供熱中心、合成氨裝置、氯乙烯裝置、甲醇裝置，所述合成氨裝置連接所述尿素裝置，所述氯乙烯裝置連接所述聚氯乙烯裝置；所述空分裝置連接所述乙炔裝置，為所述乙炔裝置提供氧氣作為原料； 所述電石法乙炔裝置作為所述乙炔裝置的備用裝置，當所述乙炔裝置不能正常開車時，啟用該套裝置生產C2H2 ； 所述的供熱中心給整個產業鏈的各大裝置供各壓力等級蒸汽、供電； 所述系統采用DCS控制系統控制，其生產操作安全可靠且穩定。
【文檔編號】C25B1/16GK203976418SQ201420358119
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】李小松, 李浩放, 劉星明, 王駿, 李輝林, 王林青, 黃龍, 趙得元, 包慶山, 劉國建, 馬珍 申請人:青海鹽湖工業股份有限公司