一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置和方法制造方法及图纸

一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置和方法，所述装置包括通过管道依次连接的原料轻醇渗透汽化膜脱水单元、加氢单元和加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元，其中所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的预脱水塔、原料加热器和第一渗透汽化膜脱水器；所述加氢单元包括通过管道依次连接的加氢原料加热器、加氢反应器和加氢气液分离器；所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的加氢轻醇加热器和第二渗透汽化膜脱水器。本发明专利技术可以有效降低低碳混合醇中的水和非醇类含氧有机化合物的含量，提高产品品质。

A device and method for the preparation of anhydrous low carbon mixed alcohol from light alcohol by Fischer Tropsch synthesis

【技术实现步骤摘要】
一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置和方法
本专利技术属于化工
，具体涉及一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置和方法。
技术介绍
在费托合成路线的煤间接液化中，不可避免的产生大量的水相副产物，水相副产物经过除油、中和、精馏脱水等处理，得到含水轻醇，主要为低碳醇(甲醇、乙醇，丙醇、丁醇)和水，还含有醛(乙醛、丙醛、丁醛)、酮(丙酮、丁酮、戊酮、己酮)、酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯)等非醇类低碳含氧有机化合物。费托合成副产轻醇中的水与乙醇、丙醇、丁醇等组分形成醇-水共沸物，非醇类含氧有机化合物与水或醇形成共沸物，难以通过常规精馏方法进行分离。共沸体系的存在，限制了费托合成副产轻醇的利用，如果将轻醇直接排放会造成严重的资源浪费和环境污染。脱除含水轻质混醇中的水分，将非醇类含氧有机化合物进行转化，得到无水低碳混合醇，有巨大的环境意义和经济意义。无水低碳混合醇有广阔的应用前景，概括起来主要有以下几个方面：1)用作替代燃料；2)清洁汽油添加剂；3)作为液化石油气(LPG)代用品；4)直接作为通用化学溶剂等；5)化学品及化工原料；6)进一步分离，制得单醇。目前，针对含水共沸体系的脱水，传统方法主要有：1)共沸精馏法(恒沸精馏法)；在醇-水共沸体系中加入第三组分形成新体系，改变原体系中各组分之间的相对挥发度，且第三组分和原体系中的一种组分形成最低共沸物，以新的共沸物形式从塔顶蒸出，以此实现醇水分离而脱水；2)萃取精馏法；在醇-水共沸体系中加入第三组分形成新体系，改变原体系中各组分之间的相对挥发度，第三组分随高沸点液体从塔底排出，以此实现醇水分离而脱水；3)分子筛吸附法；分子筛是具有多孔网状结构的固体吸附剂，一般为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐。每种分子筛具有特定均一的孔径，只允许比其微孔尺寸小的分子通过，而将那些大分子物质排斥在外，从而起到“筛分”的作用。分离醇-水物系通常采用3A分子筛，即分子筛的微孔尺寸为0.3nm。因为水分子直径约为2.65A(1A＝0.1nm)，而醇分子直径比分子筛微孔直径大；另外，水分子具有很强的正负电子密度，与分子筛存在强极性吸引作用，这样水分子可以进入分子筛并被牢牢吸附在分子筛内部，而醇分子则被阻挡在外，从而实现对水与醇的选择性吸附分离。分子筛有一定的吸附容量，当达到吸附饱和后，失去吸附能力，需要对分子筛进行再生，脱除吸附的水，使分子筛吸附剂重新具有吸附能力。针对含水共沸体系的传统技术都存在缺点：1)恒沸精馏法，工艺成熟，应用广泛，但恒沸剂从塔顶部采出，能耗较高；引入新组分，产品中有残留；且常用的恒沸剂苯的使用对操作人员身体有害，故将逐渐被绿色环保的新工艺所取代；2)萃取精馏法，萃取剂从塔釜采出，能耗较小，但对萃取剂回收塔要求苛刻，溶剂有部分损失，且引入新组分，产品中有残留；3)分子筛吸附法，工艺简单，不引入新物质，过程绿色环保，所得产品纯度较高，但费托合成副产轻醇含水量较高，如直接用分子筛吸附法脱水，分子筛装填量大，床层易飞温，再生过程过程复杂，操作困难。传统技术在分离费托合成副产轻醇时，技术适应性差，并且未充分考虑轻醇中水和非醇类含氧有机化合物都较高的实际情况，导致产品中非醇类含氧有机化合物含量高，醇含量不达标。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提出了一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的方法和装置，通过两步脱水和两步加氢，可用于由费托合成副产轻醇制备无水低碳混和醇。为达到上述目的，一方面，本专利技术提出了一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置，包括通过管道依次连接的原料轻醇渗透汽化膜脱水单元、加氢单元和加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元，其中所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接预脱水塔、原料加热器和第一渗透汽化膜脱水器；所述加氢单元包括通过管道依次连接的加氢原料加热器、加氢反应器和加氢气液分离器；所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的加氢轻醇加热器和第二渗透汽化膜脱水器。优选地，所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元还包括原料泵和脱水轻醇容器，所述原料泵与所述预脱水塔相连，所述脱水轻醇容器与所述加氢单元的入口相连。优选地，所述加氢原料加热器上设置有氢气输入管，所述加氢气液分离器用于将加氢轻醇与未反应的氢气分离，分离的加氢轻醇通过管道输送至所述吸加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元。优选地，所述加氢轻醇加热器的入口与所述加氢气液分离器的加氢轻醇出口相连，所述第二渗透汽化膜脱水器用于对加氢轻醇进行脱水得到无水低碳混合醇。优选地，所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元还包括通过管道连接的渗透液冷凝器和渗透气液分离器，所述渗透液冷凝器与所述渗透汽化膜脱水器的渗透气出口相连，优选地，所述渗透气液分离器的渗透液出口与所述预脱水塔的入口相连。优选地，所述渗透气液分离器与真空装置相连。优选地，所述加氢单元包括一个或多个串联的加氢反应器，优选地，所述加氢气液分离器分离的氢气通过循环氢压缩机循环至所述加氢反应器中。优选地，所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元还包括低碳混合醇冷凝器和渗透气液分离器，所述低碳混合醇冷凝器的入口与所述第二渗透汽化膜脱水器的无水低碳混合醇出口相连。优选地，所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元还包括渗透液冷凝器，所述渗透液冷凝器的入口与所述第二渗透汽化膜脱水器的渗透气出口相连，优选地，所述渗透液冷凝器的出口与所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元的所述渗透气液分离器的入口相连。另一方面，本专利技术还提出了一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的方法，包括：(1)将费托合成副产轻醇预脱水和预热后进行渗透汽化膜分离脱水得到脱水轻醇；(2)将所述脱水轻醇与氢气混合、加热后进行加氢反应将非醇类含氧有机化合物加氢转化，将反应产物进行气液分离得到加氢轻醇；(3)将所述加氢轻醇加热后，进行渗透汽化膜分离脱水得到无水低碳混合醇。优选地，步骤(1)中，将渗透汽化膜分离脱水得到的渗透气冷凝后得到的渗透液进行气液分离，优选地，将气液分离后的所述渗透液与费托副产轻醇一起预脱水后进行后续处理。优选地，步骤(2)中，将反应产物进行气液分离得到的未反应氢气循环利用，再次与脱水轻醇进行加氢反应。优选地，步骤(3)还包括将所述无水低碳混合醇进行冷凝。优选地，所述方法还包括将步骤(3)中渗透汽化膜分离脱水得到的渗透气冷凝后得到的渗透液与步骤(1)中的渗透液一起进行气液分离。与传统技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：(1)针对含水共沸体系的脱水，本专利技术采用渗透汽化膜分离脱水技术。易渗透的水分子溶解或吸附于膜的上游表面，然后以混合物中组分渗透压差为推动力通过膜，再从膜的下游脱吸，膜下游为真空系统，膜的两侧分压为传质推动力，透过物在真空系统中汽化并被冷凝收集，以此实现醇水分离而脱水。与传统技术相比，优点明显：①相比共沸精馏法和萃取精馏法，不引入新物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的原料轻醇渗透汽化膜脱水单元、加氢单元和加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元；/n其中所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的预脱水塔、原料加热器和第一渗透汽化膜脱水器；/n所述加氢单元包括通过管道依次连接的加氢原料加热器、加氢反应器和加氢气液分离器；/n所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的加氢轻醇加热器和第二渗透汽化膜脱水器。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用费托合成副产轻醇制备无水低碳混合醇的装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的原料轻醇渗透汽化膜脱水单元、加氢单元和加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元；
其中所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的预脱水塔、原料加热器和第一渗透汽化膜脱水器；
所述加氢单元包括通过管道依次连接的加氢原料加热器、加氢反应器和加氢气液分离器；
所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元包括通过管道依次连接的加氢轻醇加热器和第二渗透汽化膜脱水器。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述原料轻醇渗透汽化膜脱水单元还包括通过管道连接的渗透液冷凝器和渗透气液分离器，所述渗透液冷凝器与所述渗透汽化膜脱水器的渗透气出口相连，优选地，所述渗透气液分离器的渗透液出口与所述预脱水塔的入口相连，优选地，所述渗透气液分离器与真空装置相连。


3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述加氢单元包括一个或多个串联的加氢反应器，优选地，所述加氢气液分离器分离的氢气通过循环氢压缩机循环至所述加氢反应器中。


4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述加氢轻醇渗透汽化膜脱水单元还包括低碳混合醇冷凝器和渗透气液分离器，所述低碳混合醇冷凝器的入口与所述第二渗透汽化膜脱水器的无水低碳混合醇出口相连。


5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述加氢轻醇渗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊诚，曹宏成，高源，武靖为，张晓龙，钱震，
申请(专利权)人：内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15