本發(fā)明涉及輕質(zhì)芳烴的制備領(lǐng)域，具體涉及一種具有蒽油回用功能的由煤制備芳烴的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)的能源格局一直是富煤、貧油、少氣，煤炭?jī)?chǔ)量可達(dá)世界煤炭?jī)?chǔ)量的17％。其中褐煤、長(zhǎng)焰煤等低階煤資源儲(chǔ)量豐富，占我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量及煤炭產(chǎn)量50％以上，但由于低階煤水含量高，直接燃燒或氣化效率低且現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法充分利用其資源價(jià)值，導(dǎo)致了煤炭資源的巨大浪費(fèi)。2015年4月國(guó)家能源局發(fā)布了《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015-2020)》，將煤炭分質(zhì)分級(jí)利用地位顯著提高，大力倡導(dǎo)低階煤提質(zhì)技術(shù)的研發(fā)和示范。因此，開發(fā)低階煤的清潔高效利用新途徑具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

苯、甲苯和二甲苯等輕質(zhì)芳烴為最重要的化工基礎(chǔ)原料之一，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)橡膠、纖維、塑料和染料等化工產(chǎn)品。目前，芳烴主要來源于石油化工中的催化重整和烴類熱解，僅有約10％來源于煤炭化工。但是目前石油資源越來越匱乏，因此，開發(fā)新的由低階煤生產(chǎn)苯等輕質(zhì)芳烴的技術(shù)勢(shì)在必行。

現(xiàn)有技術(shù)的利用煤干餾產(chǎn)物煤焦油制取輕質(zhì)芳烴的方法，所產(chǎn)輕質(zhì)芳烴產(chǎn)量較少，沒有充分利用煤炭資源來生產(chǎn)芳烴，不能從根本上解決石油資源匱乏帶來的芳烴產(chǎn)量降低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有蒽油回用功能的由煤制備芳烴的方法及系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種具有蒽油回用功能的由煤制備芳烴的系統(tǒng)，包括：壓球裝置、旋轉(zhuǎn)床熱解裝置、電石爐、乙炔發(fā)生器、乙炔制芳烴反應(yīng)器、分離系統(tǒng)、以及蒸餾分離裝置，其中，

所述壓球裝置的出料口連通至所述旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的進(jìn)料口，所述旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的球團(tuán)出口連通至所述電石爐的物料入口，所述電石爐的電石出口連通至所述乙炔發(fā)生器的進(jìn)料管線；

所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的出料管線連通至所述分離系統(tǒng)，所述分離系統(tǒng)的重質(zhì)芳烴出口連通至所述蒸餾分離裝置，所述蒸餾分離裝置的蒽油出口連通至所述壓球裝置的蒽油入口；

所述乙炔制芳烴反應(yīng)器包括進(jìn)料管線、氣體分布器、反應(yīng)套管、加熱爐和出料管線，其中，所述進(jìn)料管線和所述出料管線分別設(shè)置在所述反應(yīng)套管的上端和下端，所述進(jìn)料管線設(shè)置有入口和出口；所述氣體分布器設(shè)置在所述反應(yīng)套管的內(nèi)部且位于所述反應(yīng)套管的上端并且與所述進(jìn)料管線的出口連通；所述反應(yīng)套管內(nèi)填充陶瓷蜂窩體；所述反應(yīng)套管貫穿所述加熱爐，所述加熱爐正對(duì)所述反應(yīng)套管的中部；所述進(jìn)料管線分別連通所述氣體分離裝置的氫氣出口、甲烷出口和二氧化碳出口，所述電石爐的氣體出口，以及所述乙炔發(fā)生器的氣體出口；所述出料管線連通至所述分離系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括氣體混合裝置，所述氣體混合裝置的氣體入口用于通入所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的原料氣體，所述氣體混合裝置的氣體出口與所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線相連。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括固體原料混合裝置，所述固體原料混合裝置與所述壓球裝置連接，用于混合生石灰粉末和中低階煤粉末。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括油氣分離裝置和氣體分離裝置，

所述旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的熱解油氣出口連通至所述油氣分離裝置的物料入口，所述油氣分離裝置的熱解氣出口連通至所述氣體分離裝置的氣體入口；

所述氣體分離裝置的氫氣出口、甲烷出口和二氧化碳出口，所述電石爐的氣體出口，所述乙炔發(fā)生器的氣體出口分別連通至所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括凈化裝置，所述乙炔發(fā)生器的氣體出口連接所述凈化裝置的氣體入口，所述凈化裝置的氣體出口連接所述乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)套管的內(nèi)徑、所述反應(yīng)套管的長(zhǎng)度和所述加熱爐的長(zhǎng)度的比為(2-10):70:40。

本發(fā)明提供一種使用上述方法制備芳烴的方法，包括以下步驟：

(1)物料壓球和熱解：將生石灰粉末和中低階煤粉末投入壓球裝置，同時(shí)向壓球裝置中投入粘結(jié)劑和粘結(jié)劑添加劑，進(jìn)行壓球處理后得到球團(tuán)；將得到的球團(tuán)投入旋轉(zhuǎn)床熱解裝置中進(jìn)行熱解提質(zhì)，得到熱解油氣和提質(zhì)后的球團(tuán)；

(2)生產(chǎn)電石：將步驟(1)中得到的提質(zhì)后的球團(tuán)投入電石爐中，得到電石和一氧化碳；

(3)生產(chǎn)乙炔：將步驟(2)得到的電石投入乙炔發(fā)生器中，與水反應(yīng)后得到乙炔；

(4)芳烴的連續(xù)生產(chǎn)：將步驟(4)中得到的乙炔，步驟(2)中得到的一氧化碳連同二氧化碳、氫氣和甲烷一起，通入乙炔制芳烴反應(yīng)器進(jìn)行熱反應(yīng)和催化反應(yīng)，得到產(chǎn)物，所述產(chǎn)物經(jīng)過分離系統(tǒng)后，得到輕質(zhì)芳烴、重質(zhì)芳烴和乙烯；

(5)蒽油分離和回用：將步驟(5)中得到的重質(zhì)芳烴經(jīng)過蒸餾分離后得到蒽油餾分，將得到的蒽油作為所述粘結(jié)劑添加劑加入步驟(1)中的壓球裝置中對(duì)所述混合粉料進(jìn)行壓球處理。

進(jìn)一步地，步驟(4)中得到的乙炔與步驟(2)中得到的一氧化碳，首先與二氧化碳、氫氣和甲烷在氣體混合裝置中混合，得到混合原料氣，然后將所述混合原料氣通入所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中。

進(jìn)一步地，步驟(1)中，將生石灰粉末和中低階煤粉末在固體原料混合裝置中混合得到混合粉料，將所述混合粉料投入壓球裝置。。

進(jìn)一步地，所述方法還包括，熱解油氣分離步驟：步驟(1)得到的所述熱解油氣經(jīng)油氣分離裝置，進(jìn)行油氣分離，得到熱解氣和煤焦油；將所述熱解氣在氣體分離裝置中進(jìn)行分離凈化后，得到氫氣、甲烷、二氧化碳，用于乙炔制芳烴反應(yīng)器的原料氣。

進(jìn)一步地，步驟(4)中，所述熱反應(yīng)的溫度為850～1100℃；所述催化反應(yīng)的溫度為350～600℃。在步驟(4)的所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中，當(dāng)加熱爐對(duì)反應(yīng)套管加熱時(shí)，所述反應(yīng)套管內(nèi)，根據(jù)溫度場(chǎng)由上而下依次劃分為：預(yù)熱區(qū)、熱反應(yīng)區(qū)、蓄熱區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和冷卻區(qū)；氣體在所述熱反應(yīng)區(qū)進(jìn)行熱反應(yīng)，熱反應(yīng)溫度為850～1100℃；氣體在所述催化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行催化反應(yīng)，催化反應(yīng)溫度為350～600℃。

進(jìn)一步地，所述催化反應(yīng)所用的催化劑為金屬，所述金屬催化劑負(fù)載在陶瓷蜂窩體上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果為：

(1)由低階煤制芳烴，解決了由于石油資源有限帶來的芳烴產(chǎn)量限制的問題，實(shí)現(xiàn)了從低價(jià)值的低階煤到高附加值的芳烴的轉(zhuǎn)變過程。

(2)低階煤和生石灰球團(tuán)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)床熱解裝置提質(zhì)，氣體產(chǎn)物可作為燃料氣和乙炔制芳烴反應(yīng)原料氣；提質(zhì)煤與生石灰生產(chǎn)電石，制備乙炔，作為乙炔制芳烴反應(yīng)器的原料氣，實(shí)現(xiàn)了低階煤的清潔高效利用。

(3)乙炔制芳烴反應(yīng)器耦合了熱反應(yīng)和催化反應(yīng)，提高了輕質(zhì)芳烴產(chǎn)率，同時(shí)將重質(zhì)芳烴中的蒽油餾分通入壓球裝置作為粘結(jié)劑添加劑，提高了球團(tuán)熱強(qiáng)度和電石爐反應(yīng)效果，從而進(jìn)一步提高輕質(zhì)芳烴的產(chǎn)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的由中低階煤制備輕質(zhì)芳烴的系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本發(fā)明的乙炔制芳烴反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和2所示，本發(fā)明提供了一種具有蒽油回用功能的由煤制備芳烴的系統(tǒng)，包括壓球裝置、旋轉(zhuǎn)床熱解裝置、電石爐、乙炔發(fā)生器、油氣分離裝置、氣體分離裝置、乙炔制芳烴反應(yīng)器、分離系統(tǒng)、以及蒸餾分離裝置，其中，

壓球裝置的出料口連通至旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的進(jìn)料口，旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的球團(tuán)出口連通至電石爐的物料入口，電石爐的電石出口連通至乙炔發(fā)生器的進(jìn)料管線；

旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的熱解油氣出口連通至油氣分離裝置的物料入口，油氣分離裝置的熱解氣出口連通至氣體分離裝置的氣體入口；

氣體分離裝置的氫氣出口、甲烷出口和二氧化碳出口，電石爐的氣體出口，乙炔發(fā)生器的氣體出口分別連通至乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線；

乙炔制芳烴反應(yīng)器的出料管線連通至分離系統(tǒng)，分離系統(tǒng)的重質(zhì)芳烴出口連通至蒸餾分離裝置，蒸餾分離裝置的蒽油出口連通至壓球裝置的蒽油入口；

在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2所示，乙炔制芳烴反應(yīng)器包括進(jìn)料管線4、氣體分布器1、反應(yīng)套管2、加熱爐3和出料管線6。進(jìn)料管線4和出料管線6分別設(shè)置在反應(yīng)套管2的上端和下端；進(jìn)料管線4設(shè)置有入口和出口；氣體分布器1設(shè)置在反應(yīng)套管2的內(nèi)部且位于反應(yīng)套管2的上端并且與進(jìn)料管線4的出口連通。反應(yīng)套管2內(nèi)填充陶瓷蜂窩體，陶瓷蜂窩體具有較高的蓄熱能力，可提高能量利用效率，保證氣體在熱反應(yīng)區(qū)有均勻的熱場(chǎng)。反應(yīng)套管2貫穿加熱爐3，加熱爐3正對(duì)反應(yīng)套管2的中部，其中，“所述加熱爐正對(duì)所述反應(yīng)套管的中部”是指加熱爐對(duì)應(yīng)反應(yīng)套管的中部，與反應(yīng)套管上端之間的距離和下端之間的距離相同。這樣設(shè)置有利于保持反應(yīng)溫度的恒定，且加熱爐在熱反應(yīng)區(qū)中心位置設(shè)置控溫點(diǎn)。反應(yīng)套管內(nèi)填充陶瓷蜂窩體有利于保持反應(yīng)套管內(nèi)的溫度，因?yàn)樘沾煞涓C體的熱容較大，蓄熱效果好。

進(jìn)料管線4分別連通氣體分離裝置的氫氣出口、甲烷出口和二氧化碳出口，電石爐的氣體出口，以及乙炔發(fā)生器的氣體出口；出料管線6與反應(yīng)套管2的下端連通。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括氣體混合裝置，氣體混合裝置的氣體入口用于通入乙炔制芳烴反應(yīng)器的原料氣體，氣體混合裝置的氣體出口與乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線4相連。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括固體原料混合裝置，固體原料混合裝置與壓球裝置連接，用于混合生石灰粉末和中低階煤粉末。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括油氣分離裝置和氣體分離裝置。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括凈化裝置，乙炔發(fā)生器的氣體出口連接凈化裝置的氣體入口，凈化裝置的氣體出口連接乙炔制芳烴反應(yīng)器的進(jìn)料管線4。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，乙炔制芳烴反應(yīng)器還包括第一密封元件5和第二密封元件7，第一密封元件5設(shè)置在進(jìn)料管線4與反應(yīng)套管2的連接處，第二密封元件7設(shè)置在出料管線6與反應(yīng)套管2的連接處。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，反應(yīng)套管2為內(nèi)襯陶瓷的不銹鋼反應(yīng)管，不銹鋼反應(yīng)管內(nèi)襯采用陶瓷是因?yàn)榉磻?yīng)溫度很高而陶瓷具有良好的耐高溫性能。內(nèi)襯陶瓷的不銹鋼反應(yīng)管可以避免反應(yīng)氣在高溫條件下與不銹鋼接觸時(shí)產(chǎn)生大量副反應(yīng)。加熱爐3對(duì)反應(yīng)套管2加熱時(shí)，反應(yīng)套管2內(nèi)根據(jù)溫度場(chǎng)自上而下依次劃分為預(yù)熱區(qū)21、熱反應(yīng)區(qū)22、蓄熱區(qū)23、催化反應(yīng)區(qū)24和冷卻區(qū)25，本發(fā)明中，反應(yīng)套管2的內(nèi)徑、反應(yīng)套管2的長(zhǎng)度和加熱爐3的長(zhǎng)度的比例確定了，并且反應(yīng)溫度確定了之后，加熱爐3對(duì)反應(yīng)套管2加熱時(shí)反應(yīng)套管2中的溫度場(chǎng)就確定了。反應(yīng)套管2內(nèi)的催化反應(yīng)區(qū)24由陶瓷蜂窩體負(fù)載金屬后的整體式催化劑裝填而成，金屬催化劑為鎳、鉬、鈀、釕或銠中的一種或幾種，負(fù)載的金屬催化劑質(zhì)量百分比為0.1％-5％。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，反應(yīng)套管2的內(nèi)徑、反應(yīng)套管2的長(zhǎng)度和加熱爐3的長(zhǎng)度的比為(2-10):70:40。

催化反應(yīng)區(qū)24不設(shè)單獨(dú)的控溫點(diǎn)，乙炔制芳烴反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可利用熱反應(yīng)區(qū)22的氣體所帶出的余熱，將催化劑裝填至溫度為350～600℃的區(qū)域。催化反應(yīng)區(qū)24既能充分利用熱反應(yīng)區(qū)22的余熱，又能通過催化反應(yīng)提高乙炔轉(zhuǎn)化率，增加輕質(zhì)芳烴的收率，改善熱反應(yīng)所得液相產(chǎn)物的質(zhì)量，進(jìn)一步提高輕質(zhì)芳烴收率。同時(shí)采用整裝的陶瓷蜂窩體作為載體，有利于減少流動(dòng)阻力，避免催化劑裝填密度過大或積炭較多造成的催化劑床層堵塞。

本發(fā)明提供了一種由煤制備芳烴的方法，包括以下步驟：

(1)物料壓球和熱解：將生石灰粉末和中低階煤粉末投入壓球裝置，同時(shí)向壓球裝置中投入粘結(jié)劑和粘結(jié)劑添加劑，進(jìn)行壓球處理后得到球團(tuán)；將得到的球團(tuán)投入旋轉(zhuǎn)床熱解裝置中進(jìn)行熱解提質(zhì)，得到熱解油氣和提質(zhì)后的球團(tuán)；

(2)生產(chǎn)電石：將步驟(1)中得到的提質(zhì)后的球團(tuán)投入電石爐中，得到電石和一氧化碳；

(3)生產(chǎn)乙炔：將步驟(2)得到的電石投入乙炔發(fā)生器中，與水反應(yīng)后得到乙炔；

(4)芳烴的連續(xù)生產(chǎn)：將步驟(4)中得到的乙炔，步驟(2)中得到的一氧化碳連同二氧化碳、氫氣和甲烷一起，通入乙炔制芳烴反應(yīng)器進(jìn)行熱反應(yīng)和催化反應(yīng)，得到產(chǎn)物，所述產(chǎn)物經(jīng)過分離系統(tǒng)后，得到輕質(zhì)芳烴、重質(zhì)芳烴和乙烯；

(5)蒽油分離和回用：將步驟(5)中得到的重質(zhì)芳烴經(jīng)過蒸餾分離后得到蒽油餾分，將得到的蒽油作為所述粘結(jié)劑添加劑加入步驟(1)中的壓球裝置中對(duì)所述混合粉料進(jìn)行壓球處理。

通過上述實(shí)施例制備輕質(zhì)芳烴，解決了由于石油資源有限帶來的芳烴產(chǎn)量限制的問題，實(shí)現(xiàn)了從低價(jià)值的低階煤到高附加值的芳烴的轉(zhuǎn)變過程，且得到的產(chǎn)率較高。

步驟(4)中得到的乙炔與步驟(2)中得到的一氧化碳，首先與二氧化碳、氫氣和甲烷在氣體混合裝置中混合，得到混合原料氣，然后將所述混合原料氣通入所述乙炔制芳烴反應(yīng)器中。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(3)得到的一氧化碳被分流閥分為兩部分，一部分通入乙炔制芳烴反應(yīng)器中用于生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴，另一部分作為熱源提供給加熱爐，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(1)中，將生石灰粉末和中低階煤粉末在固體原料混合裝置中混合得到混合粉料，將所述混合粉料投入壓球裝置。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，該方法還包括，熱解油氣分離步驟：步驟(1)得到的所述熱解油氣經(jīng)油氣分離裝置，進(jìn)行油氣分離，得到熱解氣和煤焦油；將所述熱解氣在氣體分離裝置中進(jìn)行分離凈化后，得到氫氣、甲烷、二氧化碳，用于乙炔制芳烴反應(yīng)器的原料氣。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(4)中，所述熱反應(yīng)的溫度為850～1100℃；所述催化反應(yīng)的溫度為350～600℃。在一優(yōu)選實(shí)施例中，從步驟(2)中的所述氣體分離裝置得到的一氧化碳和其它輕質(zhì)烴類，作為熱源提供給加熱爐，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(5)中得到的重質(zhì)芳烴經(jīng)過蒸餾分離后得到蒽油餾分，得到的蒽油加入步驟(1)中的壓球裝置中。所得的重質(zhì)芳烴主要由三環(huán)芳烴組成，其中蒽油餾分含量較高。目前電石工藝中煤粉和生石灰成型所采用的粘結(jié)劑存在成型球團(tuán)熱強(qiáng)度較低、影響電石生產(chǎn)效率的缺點(diǎn)，將蒽油作為粘結(jié)劑、添加劑加入粉料中成型，能提高球團(tuán)的熱強(qiáng)度，提高電石爐的生產(chǎn)效率，從而提高乙炔和輕質(zhì)芳烴的產(chǎn)量。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，在步驟(1)中，中低階煤指的是揮發(fā)分大于35％的低品質(zhì)煤，中低階煤和生石灰的質(zhì)量比為1:1.1-1:1.4，生石灰和中低階煤的粒徑小于20μm，優(yōu)選粒徑小于10μm，將生石灰和中低階煤粉末混合，可有效增加反應(yīng)物的接觸面積，提高反應(yīng)效率，先對(duì)混合粉料進(jìn)行壓球處理再進(jìn)行熱解提質(zhì)處理，可以利用中低階煤本身具有的粘結(jié)性，降低壓球的難度。混合粉料經(jīng)壓球處理后得到的球團(tuán)的粒徑為10-40mm，球團(tuán)的粒徑控制在合適的范圍內(nèi)有利于傳熱，進(jìn)而提高熱效率。球團(tuán)在旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的熱解溫度為600-800℃，熱解時(shí)間為1-2h。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，提質(zhì)后的球團(tuán)趁熱投入電石爐中生產(chǎn)電石，可有效地降低電石爐的能耗，提高系統(tǒng)工藝的熱利用率。同時(shí)電石爐產(chǎn)生大量一氧化碳，一部分一氧化碳作為乙炔制芳烴的反應(yīng)氣，另一部分可為加熱爐提供熱源。將生成的電石粉碎，粒徑小于80mm，優(yōu)選粒徑為50-80mm。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，在步驟(5)的乙炔制芳烴反應(yīng)器中，當(dāng)加熱爐對(duì)反應(yīng)套管加熱時(shí)，反應(yīng)套管內(nèi)，根據(jù)溫度場(chǎng)由上而下依次劃分為：預(yù)熱區(qū)、熱反應(yīng)區(qū)、蓄熱區(qū)、催化反應(yīng)區(qū)和冷卻區(qū)；氣體在所述熱反應(yīng)區(qū)進(jìn)行熱反應(yīng)，熱反應(yīng)溫度為850～1100℃，優(yōu)選為880～920℃；氣體在所述催化反應(yīng)區(qū)進(jìn)行催化反應(yīng)，催化反應(yīng)溫度為350～600℃。該反應(yīng)器耦合了熱反應(yīng)和催化反應(yīng)，提高了乙炔轉(zhuǎn)化率和輕質(zhì)芳烴收率，同時(shí)利用了熱反應(yīng)余熱，有效提高熱利用率。進(jìn)料管線4和出料管線6的溫度宜控制在200℃以下。催化反應(yīng)所用的催化劑為金屬，金屬催化劑負(fù)載在陶瓷蜂窩體上。

在一些實(shí)施方案中，在步驟(5)中，二氧化碳：氫氣：甲烷：一氧化碳：乙炔質(zhì)量配比為(0.3-0.5):1:(2.5-2.7):(2-7):(4-7)。在一些實(shí)施方案中，二氧化碳：氫氣：甲烷：一氧化碳：乙炔質(zhì)量配比為0.4:1:2.6:2.4:4.5。

在上述方法中，反應(yīng)氣的進(jìn)料空速為2000～6000h^-1，基于此確定反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短。

本發(fā)明實(shí)施例使用的粘結(jié)劑可以是煤焦油、焦油渣、石油煉制油渣等常規(guī)的粘結(jié)劑。

在上述方法中，反應(yīng)氣中乙炔為主要反應(yīng)氣；氫氣作為部分反應(yīng)氣，同時(shí)抑制乙炔及芳烴的過分縮合，降低積炭；甲烷和一氧化碳可降低積炭的形成；二氧化碳作為稀釋氣，降低乙炔的分壓。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：(1)由低階煤制芳烴，解決了由于石油資源有限帶來的芳烴產(chǎn)量限制的問題，實(shí)現(xiàn)了從低價(jià)值的低階煤到高附加值的芳烴的轉(zhuǎn)變過程。(2)低階煤和生石灰球團(tuán)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)床熱解裝置提質(zhì)，氣體產(chǎn)物可作為燃料氣和乙炔制芳烴反應(yīng)原料氣；提質(zhì)煤與生石灰生產(chǎn)電石，制備乙炔，作為乙炔制芳烴反應(yīng)器的原料氣，實(shí)現(xiàn)了低階煤的清潔高效利用。(3)乙炔制芳烴反應(yīng)器耦合了熱反應(yīng)和催化反應(yīng)，提高了輕質(zhì)芳烴產(chǎn)率，同時(shí)將重質(zhì)芳烴中的蒽油餾分通入壓球裝置作為粘結(jié)劑添加劑，提高了球團(tuán)熱強(qiáng)度和電石爐反應(yīng)效果，從而進(jìn)一步提高輕質(zhì)芳烴的產(chǎn)量。

實(shí)施例1

將粒徑在20μm以下的生石灰和中低階煤按質(zhì)量比1.1:1混合，加入適量粘結(jié)劑，將得到的混合粉料投入壓球裝置中進(jìn)行壓球處理，控制球團(tuán)直徑為10～40mm。將球團(tuán)投入旋轉(zhuǎn)床熱解裝置中進(jìn)行熱解提質(zhì)，得到熱解油氣和提質(zhì)后的球團(tuán)，旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的熱解溫度為800℃，熱解時(shí)間1h。得到的提質(zhì)球團(tuán)趁熱裝入電石爐生產(chǎn)電石，將生產(chǎn)的電石冷卻粉碎，電石的粒徑控制在50～80mm之間，投入乙炔發(fā)生器中反應(yīng)得到乙炔，并對(duì)其進(jìn)行凈化處理。將熱解油氣進(jìn)行油氣分離后，得到熱解氣和煤焦油；將熱解氣在氣體分離裝置中進(jìn)行分離并且經(jīng)過凈化處理后，得到氫氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳和其它輕質(zhì)烴類。

經(jīng)過本實(shí)施例系統(tǒng)，1000kg中低階煤與1100kg生石灰可得到380kg的乙炔、85kg的氫氣、226kg的甲烷、32kg二氧化碳和432kg一氧化碳。所得的乙炔、氫氣、甲烷、二氧化碳和205kg一氧化碳均通入乙炔制芳烴反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。乙炔制芳烴反應(yīng)器8的內(nèi)徑：長(zhǎng)度：加熱爐長(zhǎng)度＝1:14:8?；旌蠚庠跓岱磻?yīng)區(qū)的停留時(shí)間為0.6s，熱反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度為900℃；在催化反應(yīng)區(qū)與催化劑接觸發(fā)生催化反應(yīng)，在催化反應(yīng)區(qū)的停留時(shí)間為0.1s，反應(yīng)溫度為550℃，催化劑反應(yīng)區(qū)為負(fù)載活性金屬釕的陶瓷蜂窩體，金屬釕的負(fù)載量為2.5％；最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)溫度降至200℃以下，通過出料管線進(jìn)入分離系統(tǒng)。最終生產(chǎn)得到285kg輕質(zhì)芳烴和43kg重質(zhì)芳烴，重質(zhì)芳烴中分離出的蒽油餾分約為20kg，全部用作壓球處理中的粘結(jié)劑添加劑。

實(shí)施例2

將粒徑在10μm以下的生石灰和中低階煤按質(zhì)量比1.4:1混合，加入適量粘結(jié)劑和實(shí)施例1得到的20kg蒽油，將得到的混合粉料投入壓球裝置中進(jìn)行壓球處理，控制球團(tuán)直徑為10～40mm。將球團(tuán)投入旋轉(zhuǎn)床熱解裝置中進(jìn)行熱解提質(zhì)，得到熱解油氣和提質(zhì)后的球團(tuán)，旋轉(zhuǎn)床熱解裝置的熱解溫度為600℃，熱解時(shí)間2h。得到的提質(zhì)球團(tuán)趁熱裝入電石爐生產(chǎn)電石，將生產(chǎn)的電石冷卻粉碎，電石的粒徑控制在50～80mm之間，投入乙炔發(fā)生器中反應(yīng)得到乙炔，并對(duì)其進(jìn)行凈化處理。將熱解油氣進(jìn)行油氣分離后，得到熱解氣和煤焦油；將熱解氣在氣體分離裝置中進(jìn)行分離并且經(jīng)過凈化處理后，得到氫氣、甲烷、二氧化碳、一氧化碳和其它輕質(zhì)烴類。

經(jīng)過本系統(tǒng)，1000kg中低階煤與1400kg生石灰可得到387kg的乙炔、73kg的氫氣、195kg的甲烷、27kg二氧化碳和435kg一氧化碳。所得的乙炔、氫氣、甲烷、二氧化碳和286kg一氧化碳均通入乙炔制芳烴反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。混合氣在預(yù)熱區(qū)的溫度小于200℃；在熱反應(yīng)區(qū)的停留時(shí)間為0.6s，熱反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)溫度為850℃；在催化反應(yīng)區(qū)與催化劑接觸發(fā)生催化反應(yīng)，在催化反應(yīng)區(qū)的停留時(shí)間為0.1s，反應(yīng)溫度為350℃，催化劑反應(yīng)區(qū)為負(fù)載活性金屬鉬的陶瓷蜂窩體，金屬鉬的負(fù)載量為0.5％；最終產(chǎn)物在冷卻區(qū)溫度降至200℃以下，通過出料管線進(jìn)入分離系統(tǒng)。最終生產(chǎn)得到257kg輕質(zhì)芳烴和91kg重質(zhì)芳烴，重質(zhì)芳烴中分離出的蒽油餾分約為25kg，全部用作壓球處理中的粘結(jié)劑添加劑。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。