一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，包含以下步骤：A、高压氢气和醋酸乙酯经预热后送入汽化塔汽化；B、混合气在原料气预热器壳程预热至170～250℃后送入加氢反应器中，自上而下通过催化剂层进行加氢反应；C、加氢反应排出的高温气体产物降温后进行分离提纯，得到高纯度燃料乙醇。本发明专利技术工艺制得的乙醇产品收率高、纯度高；并对催化加氢反应过程中的反应热进行了合理回收，不需要额外进行加热，因此大大降低了反应能耗，与现有醋酸乙酯催化加氢反应的能耗相比降低10％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乙醇制备工艺，具体涉及一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺。
技术介绍
乙醇是发现最早、用途最广的一种脂肪醇，也是酒的主要成分。室温下乙醇为无色、易挥发、易燃的液体。乙醇的用途广泛，例如可以用来制取乙醛、乙醚、醋酸乙酯、乙胺、环氧乙烷等多种化工原料，在消毒剂、饮料、稀释剂、环保涂料、农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等多种领域都有广泛应用。目前，乙醇的工业生产方法主要有发酵法和乙烯水合法。发酵法的主要原料是玉米、甘蔗、高粱、木薯、稻谷等农作物，通过利用农作物中的淀粉发酵获得乙醇；但发酵法会消耗大量的粮食，成本太高。乙烯水合法是伴随着石油化工的兴起而发展的，包括间接水合法和直接水合法；但是，由于乙烯生产成本的不断提高，因此在我国乙烯法制乙醇基本处于停产状态。近年来，随着甲醇羰基化技术的迅猛发展，醋酸产量显著提高，醋酸的价格大大降低。醋酸作为一种重要的化工原料，虽然在化工原料制备、农药、医药中间体等行业中有广泛应用，但是醋酸产能仍有很大过剩，对醋酸下有用途的开发迫在眉睫。使用醋酸作为原料生产乙醇的途径有两种，一是醋酸直接加氢生成乙醇；另一种是醋酸先经酯化后生成醋酸酯，再由醋酸酯加氢生成乙醇。第一种方法中，醋酸的腐蚀性使得催化加氢反应器须有较高的耐腐蚀性，而且反应催化剂价格昂贵，使得生产成本高。与第一种方法相比，第二种方法多一步酯化过程，虽然降低了醋酸对反应器的腐蚀性，但是需要产物乙醇循环作为酯化原料进行酯化，相应增加了反应器的尺寸，而且催化加氢能耗高。因此，寻找一种新的、能耗低、腐蚀性小、适于工业化放大生产的乙醇制备方法是十分必要的。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够回收反应热、降低生产能耗、纯化分离效果好的醋酸加氢制备乙醇的方法。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，包含以下步骤：A、将原料高压氢气经氢气预热器预热至120～170℃、送入汽化塔；将原料醋酸乙酯经醋酸酯加热器预热至120～190℃、送入汽化塔；醋酸乙酯与氢气经汽化塔内填料充分接触并汽化，由汽化塔底部出口排出；B、来自汽化塔的混合气在原料气预热器壳程预热，达到190～260℃后送入盛装有催化剂的加氢反应器中，自上而下通过催化剂层进行加氢反应生成乙醇；反应后的气体产物由反应器本体底部出口排出；C、加氢反应器排出的高温气体产物降温至70～90℃，然后经分离提纯后得到高纯乙醇产品。所述步骤A中，原料高压氢气的压力为2～4.5MPa、温度为20～35℃，经氢气预热器预热后的氢气温度为150～160℃，由汽化塔顶部进入；原料醋酸乙酯的压力为2～4.5MPa、温度为40～60℃，预热后的醋酸乙酯温度为150～160℃，通过汽化塔上部的雾化喷头以雾状形式由上朝下喷入汽化塔中。所述步骤B中，预热后的混合气温度为200～250℃，由加氢反应器顶部进入；加氢反应器为乙醇等温合成反应器，催化剂为碱金属催化剂。作为加氢反应器的乙醇等温合成反应器，包括带人孔及卸料孔的反应器本体、换热管、合成气出口管、原料混合气进气管、开工电加热器、反应器配套废锅、锅炉循环泵、冷源进口、冷源出口，所述原料混合气进口管位于反应器本体上侧，合成气出口管位于反应器本体下侧，原料混合气进口管上端连接开工加热器，所述反应器本体内设有换热管，换热管的冷源进口位于反应器本体下侧，冷源进口的下端连接有锅炉循环泵，换热管的冷源出口位于反应器上侧，冷源出口连接有反应器配套废锅。所述步骤C中，来自加氢反应器的高温气体产物先送入原料气预热器的管程，对进入原料气预热器壳程的合成气进行热交换，同时实现原料气的预热和气体产物的冷却；换热后的原料气温度升高到190～260℃，气体产物被冷却至70～90℃，进行分离提纯工段进行纯化。分离提纯的具体操作步骤包括：a、将70～90℃的乙醇气体产物送入一级气液分离器、使大部分乙醇和水被分离出来，分离出的粗乙醇送入闪蒸槽，未被分离的氢气乙醇混合物由一级气液分离器顶部排出、进入水冷器进行冷却，达40～60℃后被送入二级气液分离器进行二次分离；b、二级气液分离器分离出的粗乙醇也送入闪蒸槽；未被分离的氢气混合气由二级气液分离器顶部排出，经循环机加压到3.5～4.5MPa后送回步骤A作为原料气循环使用；c、粗乙醇在闪蒸槽内进行闪蒸降压分离，闪蒸压力为0.5～0.7MPa；闪蒸后得到的质量分数96±2％的乙醇粗品的，送入精馏装置进行进一步提纯；d、乙醇粗品经过脱轻塔、脱重塔的精馏提纯、分子筛吸附床的吸附除水后，即得到质量分数99.7～99.9％的燃料乙醇。所述脱轻塔压力以表压计为0.05～0.15MPa，脱重塔的塔顶压力以表压计为0.35～0.45MPa。在分离提纯工段中，所述一级气液分离器、二级气液分离器均为等温等压的丝网气液分离器；其中，在二级气液分离器的顶部设置有雾化喷淋装置，雾状的粗乙醇向下运动，与向上流动的混合气逆向接触、充分吸收；吸收分离效果得到显著提高。步骤c得到的乙醇粗品，质量分数达到96±2％，达到了醋酸酯合成工段的原料质量要求，因此可以直接作为酯化原料、送入醋酸酯合成工段，且无需再进行升温。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，所得乙醇产品收率高、纯度高。本工艺对催化加氢反应过程中的反应热进行了合理回收，不需要额外进行加热，因此大大降低了反应能耗，与现有醋酸乙酯催化加氢反应的能耗相比，降低10％以上。本专利技术的分离提纯方法，包括多级气液分离、闪蒸分离、粗乙醇共沸精馏、分子筛吸附，分离效果显著提高，最终得到纯度高达99.7％～99.9％的燃料乙醇；同时，分离提纯过程中分离出的含有氢气和微量乙醇的混合气体均返回乙醇合成工段进行循环利用，提高了氢气和乙醇的利用率，降低了生产能耗，减少了废气排放，符合清洁生产的要求。与常规分离精馏工艺相比，大大提高了综合利用能力，显著降低了生产能耗。本专利技术采用的加氢反应器为乙醇等温合成反应器，在反应器内置用于回收反应热的换热管，脱氧水吸收反应热后产生蒸汽，供生产系统使用；同时保证了床层的反应温度，提供了系统操作的稳定性。本专利技术采用二级气液分离、以确保分离效果。所使用的一级气液分离器、二级气液分离器均为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，其特征在于包含以下步骤：A、将原料高压氢气经氢气预热器预热至120～170℃、送入汽化塔；将原料醋酸乙酯经醋酸酯加热器预热至120～190℃、送入汽化塔；醋酸乙酯与氢气经汽化塔内填料充分接触并汽化，由汽化塔底部出口排出；B、来自汽化塔的混合原料气在原料气预热器壳程预热，达到190～260℃后送入盛装有催化剂的加氢反应器中，自上而下通过催化剂层进行加氢反应生成乙醇；反应后的气体产物由反应器本体底部出口排出；C、加氢反应器排出的高温气体产物降温至70～90℃，然后经分离提纯后得到高纯乙醇产品。

【技术特征摘要】
1.一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，其特征在于包含以下步
骤：
A、将原料高压氢气经氢气预热器预热至120～170℃、送入汽化
塔；将原料醋酸乙酯经醋酸酯加热器预热至120～190℃、送入汽化塔；
醋酸乙酯与氢气经汽化塔内填料充分接触并汽化，由汽化塔底部出口
排出；
B、来自汽化塔的混合原料气在原料气预热器壳程预热，达到
190～260℃后送入盛装有催化剂的加氢反应器中，自上而下通过催化
剂层进行加氢反应生成乙醇；反应后的气体产物由反应器本体底部出
口排出；
C、加氢反应器排出的高温气体产物降温至70～90℃，然后经分
离提纯后得到高纯乙醇产品。
2.如权利要求1所述的一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，其
特征在于：所述步骤A中，原料高压氢气的压力为2～4.5MPa、温度
为20～35℃，经氢气预热器预热后的氢气温度为150～160℃，由汽化
塔顶部进入；原料醋酸乙酯的压力为2～4.5MPa、温度为40～60℃，
预热后的醋酸乙酯温度为150～160℃，通过汽化塔上部的雾化喷头以
雾状形式由上朝下喷入汽化塔中。
3.如权利要求1所述的一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，其
特征在于：所述步骤B中，预热后的混合原料气温度为200～250℃，
由加氢反应器顶部进入；加氢反应器为乙醇等温合成反应器，催化剂
为碱金属催化剂。
4.如权利要求3所述的一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，其

\t特征在于：所述乙醇等温合成反应器包括带人孔及卸料孔的反应器本
体、换热管、合成气出口管、原料混合气进气管、开工电加热器、反
应器配套废锅、锅炉循环泵、冷源进口、冷源出口，所述原料混合气
进口管位于反应器本体上侧，合成气出口管位于反应器本体下侧，原
料混合气进口管上端连接开工加热器，所述反应器本体内设有换热管，
换热管的冷源进口位于反应器本体下侧，冷源进口的下端连接有锅炉
循环泵，换热管的冷源出口位于反应器上侧，冷源出口连接有反应器
配...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广斌，潘科，甘道才，
申请(专利权)人：河南顺达化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41