專利名稱：一種由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝，屬于合成氣制乙醇領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
乙醇是重要的基本化工原料，用于制造乙醛、乙烯、乙胺、醋酸乙酯、醋酸、氯乙烷等，并衍生出醫(yī)藥、染料、涂料、香料、合成橡膠、洗滌劑、農(nóng)藥等產(chǎn)品的許多中間體，其制品多達300種以上。同時在燃料能源產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中，由于乙醇具有熱值低、汽化潛熱高、抗爆性能好、氧含量高，在少量水存在的情況下容易產(chǎn)生相分離，而且與普通汽油相比，燃燒更完全、CO排放量低、燃燒性能相似等特點，因此被稱為21世紀“綠色能源”。當前源于石油的不可再生和石油產(chǎn)區(qū)的不穩(wěn)定性，燃料能源安全問題在全球范圍內(nèi)引起了越來越多的關(guān)注，世界各國都在積極進行燃料乙醇的推廣應(yīng)用，世界上乙醇產(chǎn)量的60%被用作車用燃料。因此，大力發(fā)展燃料乙醇、乙醇柴油等以酒精為原料的能源產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為國際燃料能源產(chǎn)業(yè)的一大売點。目前，燃料乙醇生產(chǎn)主要是以谷物為原料，玉米燃料乙醇在很多國家已經(jīng)成為重要的能源供應(yīng)來源，但是由于糧食價格的上漲，乙醇價格不斷攀升。目前，無水乙醇的價格接近8000元/噸，因此，采用非糧食工藝路線是一個非常明智的選擇。專利CN1122567C公開了氫氣和一氧化碳合成直接生產(chǎn)乙醇的方法。該方法從技術(shù)原理上來說工藝路線簡單，能效較高，容易規(guī)模化，是理想的合成路線。但工藝過程中1.4噸合成氣生產(chǎn)I噸乙醇，合成氣轉(zhuǎn)化率僅為71%，合成氣制乙醇的副產(chǎn)物是水，合成氣中氫約1/4被損耗。產(chǎn)物組分比較復(fù)雜，粗產(chǎn)品還需要加氫和精制處理。而且合成氣直接制乙醇催化劑開發(fā)目前還停留在小試階段，并且使用的是價格昂貴的貴金屬(銠等)催化劑，存在反應(yīng)速率慢等問題，這些是其目前及未來很長一段時間無法突破的技術(shù)瓶頸。專利CN102317412公開了合成氣生物法制乙醇的方法，即利用微生物發(fā)酵技術(shù)，以合成氣(包括含一氧化碳和氫氣的廢氣)生產(chǎn)乙醇，由于發(fā)酵需要停留一段時間，很難實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，目前成本較高，僅處于概念設(shè)計階段，大型工業(yè)化有待驗證。專利CN101952231公開了合成氣經(jīng)醋酸酯化加氫制乙醇的方法。該工藝先將合成氣轉(zhuǎn)化為甲醇，然后甲醇和合成氣羰基化生產(chǎn)醋酸，醋酸再和甲醇或者乙醇生產(chǎn)醋酸酯，最后醋酸酯在進一步加氫生成乙醇。此工藝在甲醇羰基化過程中采用銠、銥等貴金屬，設(shè)備采用價格昂貴的鋯材或者哈氏合金，設(shè)備一次性投資大，反應(yīng)路線長，裝置能耗高。合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇工藝路線是目前煤制乙醇主流工藝路線。該工藝將合成氣CO、CO2和H2先制備成甲醇，然后甲醇羰基化生產(chǎn)醋酸，最后醋酸加氫制取乙醇。采用該工藝噸乙醇理論上消耗醋酸1.3034t、氫氣972.4Nm3，產(chǎn)生0.391噸水。目前醋酸價格2600 3600元/噸，價格比較便宜，而且醋酸生產(chǎn)技術(shù)成熟，因此醋酸加氫生產(chǎn)乙醇有望大型化、規(guī)?；?。但在其工藝路線中，甲醇羰基化過程采用銠、銥等貴金屬；醋酸加氫制乙醇，利用鉬/錫催化劑從醋酸直接而有選擇性生產(chǎn)乙醇的技術(shù)(專利USP7863489)，加氫工藝過程需要兩步完成，經(jīng)濟性有待驗證。同時工藝對材質(zhì)要求較高，投資比較大，如甲醇羰基化制醋酸反應(yīng)器和醋酸加氫反應(yīng)器設(shè)備均采用價格昂貴的鋯材或者哈氏合金。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)。本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)，包括甲醇反應(yīng)器、閃蒸罐、反應(yīng)精餾塔、羰化反應(yīng)器、二甲醚回收塔、醋酸甲酯精餾塔、加氫反應(yīng)器、醋酸甲酯回收塔和乙醇產(chǎn)品塔；其中:所述甲醇反應(yīng)器的底部出口與所述閃蒸罐的入口經(jīng)管線連接；所述閃蒸罐的液相出口與所述反應(yīng)精餾塔的下部入口經(jīng)管線連接；所述反應(yīng)精餾塔的頂部出口與所述羰化反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器底部出口與所述二甲醚回收塔的入口經(jīng)管線連接；所述二甲醚回收塔的底部出口與所述醋酸甲酯精餾塔的入口經(jīng)管線連接；所述醋酸甲酯精餾塔的頂部出口與所述加氫反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器的底部出口與所述醋酸甲酯回收塔的入口經(jīng)管線連接，所述醋酸甲酯回收塔的底部出口與所述乙醇產(chǎn)品塔的入口經(jīng)管線連接；所述乙醇產(chǎn)品塔的底部出口為產(chǎn)品乙醇出料口。所述甲醇反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器；優(yōu)選為固定床反應(yīng)器；特別優(yōu)選為板式固定床反應(yīng)器。所述甲醇反應(yīng)器內(nèi)裝填合成甲醇催化劑，所述合成甲醇催化劑為Cu-Zn-Al系催化劑，所述催化劑的載體為Al2O3:10 30wt%，所述催化劑的活性成分及含量分別為CuO:5 30wt% 和 ZnO:10 70wt%。在所述甲醇合成催化劑存在下，工業(yè)級一氧化碳和氫氣在所述甲醇反應(yīng)器中反應(yīng)生成甲醇。進一步的，所述甲醇反應(yīng)器的底部出口和頂部入口之間設(shè)有甲醇反應(yīng)器出口換熱器和甲醇反應(yīng)器進口換熱器；所述甲醇反應(yīng)器的底部出口與所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的熱物流進口經(jīng)管線連接；所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流出口與所述甲醇反應(yīng)器進口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述甲醇反應(yīng)器進口換熱器的冷物流出口與所述甲醇反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口與合成氣原料管道經(jīng)管線連接。所述合成氣原料管道與氫氣總管和一氧化碳總管經(jīng)管線連接。所述甲醇反應(yīng)器底部引出的反應(yīng)產(chǎn)物和所述合成氣原料在所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器中進行熱交換，然后所述合成氣原料再經(jīng)甲醇反應(yīng)器的進口換熱器加熱到所述甲醇反應(yīng)器的催化劑床層進口溫度后，再進入所述甲醇反應(yīng)器進行催化合成甲醇反應(yīng)。進一步的，所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口經(jīng)管線連接有第一氣液分離器；所述第一氣液分離器的底部液相出口與所述閃蒸罐的入口經(jīng)管線連接；所述第一氣液分離器的頂部氣相出口與所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。進一步的，所述第一氣液分離器的頂部氣相出口與所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第一壓縮機。進一步的，所述第一氣液分離器的頂部氣相出口還連接有第一不凝氣排出管線。所述第一氣液分離器頂部氣相出料經(jīng)所述第一不凝氣排出管線排放部分不凝氣后經(jīng)所述第一壓縮機增壓，然后經(jīng)所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器和所述甲醇反應(yīng)器進口換熱器換熱后循環(huán)至甲醇反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)。進一步的，所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口和所述第一氣液分離器的入口之間設(shè)有第一水冷器。進一步的，所述第一氣液分離器的底部液相出口與所述閃蒸罐的入口之間經(jīng)管線連接有減壓閥。進一步的，所述閃蒸罐的液相出口與所述反應(yīng)精餾塔的下部入口之間經(jīng)管線連接有預(yù)熱器。所述閃蒸罐中引出的液相經(jīng)所述預(yù)熱器預(yù)熱至甲醇的泡點溫度后，再進入所述反應(yīng)精餾塔進行反應(yīng)。進一步的，所述預(yù)熱器的冷物流出口和所述反應(yīng)精餾塔的下部入口之間經(jīng)管線連接有保溫te。進一步的，所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口經(jīng)管線連接有冷凝回流裝置；所述冷凝回流裝置的出口與所述羰化反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述冷凝回流裝置還設(shè)有不凝氣排出管線。進一步的，所述反應(yīng)精餾塔塔頂側(cè)部設(shè)物料引出口，所述物料引出口與所述預(yù)熱器和所述反應(yīng)精餾塔的下部入口之間的連接管線經(jīng)管線連接。進一步的，所述反應(yīng)精餾塔的理論塔板數(shù)為9 50塊，優(yōu)選為30 50塊，特別優(yōu)選為40 50塊。所述物料引出口位于反應(yīng)精餾塔的第I 第5塊塔板處，優(yōu)選為第I 第2塊塔板處。所述反應(yīng)精餾塔內(nèi)裝填固體超強酸填料；所述固體超強酸填料為負載有固體超強酸的陶瓷填料；所述固體超強酸為固體酸中酸強度最高的酸型催化劑，對設(shè)備無任何腐蝕。其Hammett函數(shù)為:-16.02<H0<-14.520，相當于100%液體硫酸的10000倍。所述固體超強酸選自SO/— / β分子篩復(fù)合催化劑，其制備方法包括以下步驟:(I)將(ΝΗ4) 2S208浸潰在納米β分子篩上，制成納米級催化劑粉末；(2)加入陶瓷泥料和粘結(jié)助劑進行混合，然后捏合、成型；(3)再干燥、焙燒即得所述固體超強酸填料。其中，(NH4)2S2O8浸潰在納米β分子篩上后還經(jīng)過焙燒后會形成SO/— / β分子篩復(fù)合催化劑，原因是(NH4)2S2O8焙燒溫度下分解，NH4+以水合方式出來，余下S042_ / β分子篩。優(yōu)選的,步驟(I)所述納米β分子篩的粒徑為68 80nm。優(yōu)選的，步驟(2)所述混合的方式為噴涂或機械混合，優(yōu)選為機械混合。優(yōu)選的，步驟(2)所述粘結(jié)助劑選自羥丙基甲基纖維素、田菁粉和羧甲基纖維素。優(yōu)選的，所述催化劑粉末、陶瓷泥料和粘結(jié)助劑的混合質(zhì)量之比為45-89.8:10-50:0.2-5，優(yōu)選為，50-85: 10-49:1_5。優(yōu)選的，步驟(3)所述焙燒的溫度為500 600°C，焙燒的時間為3 6h。優(yōu)選的，所述固體超強酸填料的尺寸為3 5mmX3 5mm,優(yōu)選為5mmX5mm。優(yōu)選的，所述填料顆粒上平均負載超強酸活性中心0.58 0.62wt%。所述固體超強酸填料為亂堆填料或規(guī)整填料；所述亂堆填料的形狀包括馬鞍形、拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、車輪狀、矩鞍環(huán)、球狀或柱狀。[0042]所述規(guī)整填料的形狀包括波紋板狀或蜂窩狀。優(yōu)選的，所述固體超強酸填料為亂堆馬鞍型填料。在所述反應(yīng)精餾塔內(nèi)，甲醇液體和蒸汽在所述固體超強酸填料上連續(xù)逆流接觸進行甲醇脫水制取二甲醚的反應(yīng)精餾過程。進一步的，所述反應(yīng)精餾塔的塔底出口經(jīng)管線連接有甲醇回收塔；所述甲醇回收塔的塔頂出口與所述閃蒸罐和預(yù)熱器之間的連接管線經(jīng)管線連接。進一步的，所述羰化反應(yīng)器的底部出口和頂部入口之間設(shè)有羰化反應(yīng)器出口換熱器和羰化反應(yīng)器進口換熱器；所述羰化反應(yīng)器的底部出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的熱物流進口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流出口與所述羰化反應(yīng)器進口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器進口換熱器的冷物流出口與所述羰化反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口與所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口以及氫氣總管和二氧化碳總管經(jīng)管線連接。來自所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口的二甲醚和來自氫氣總管和二氧化碳總管的氫氣和二氧化與所述羰化反應(yīng)器底部出口引出的反應(yīng)產(chǎn)物在所述羰化反應(yīng)器出口換熱器中進行熱交換，然后再經(jīng)所述羰化反應(yīng)器進口換熱器加熱到所述羰化反應(yīng)器的催化劑床層進口溫度后，再進入所述羰化反應(yīng)器進行催化合成醋酸甲酯的反應(yīng)。所述羰化反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器，優(yōu)選為固定床反應(yīng)器，特別優(yōu)選為板式固定床反應(yīng)器。所述羰化反應(yīng)器內(nèi)裝填羰化反應(yīng)催化劑，所述羰化催化劑為H-M0R，活性助劑及含量為 CuOO 30wt%，Co00.1 10wt%，Mo00.1 10wt%，優(yōu)選的為 Cu05 15wt%，CoO0.5 6wt%,，Mo2O30.5 8wt%0所述羰化反應(yīng)器中，在所述羰化反應(yīng)催化劑存在下，發(fā)生二甲醚與氫氣和一氧化碳之間的羰化反應(yīng)制取醋酸甲酯的過程。進一步的，所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口經(jīng)管線連接有第二氣液分離器；所述第二氣液分離器的底部液相出口與所述二甲醚回收塔的入口經(jīng)管線連接；所述第二氣液分離器的頂部氣相出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。進一步的，所述第二氣液分離器的頂部氣相出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第二壓縮機。進一步的，所述第二氣液分離器的頂部氣相出口還連接有第二不凝氣排出管線。所述第二氣液分離器頂部氣相出料經(jīng)所述第二不凝氣排出管線排放部分不凝氣后經(jīng)所述第二壓縮機增壓，然后經(jīng)所述羰化反應(yīng)器出口換熱器和所述羰化反應(yīng)器進口換熱器換熱后循環(huán)至所述羰化反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)。進一步的，所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口和所述第二氣液分離器的入口之間設(shè)有第二水冷器。進一步的，所述第二氣液分離器的頂部氣相出口連接有不凝氣排出管線。進一步的，所述二甲醚回收塔的塔頂出口與所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口和所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間的連接管線經(jīng)管線連接。進一步的，所述加氫反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器，優(yōu)選為固定床反應(yīng)器，特別優(yōu)選為板式固定床反應(yīng)器。[0059]進一步的，所述加氫反應(yīng)器內(nèi)裝填加氫催化劑；所述加氫催化劑的載體為SiO2，所述加氫催化劑的活性成分及含量分別為CuO:5 50wt%、Zn0:0 20wt9^PMo2O3:0 5wt%。進一步的，所述加氫反應(yīng)器的底部出口和頂部入口之間設(shè)有加氫反應(yīng)器出口換熱器和加氫反應(yīng)器進口換熱器；所述加氫反應(yīng)器的底部出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的熱物流進口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流出口與所述加氫反應(yīng)器進口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器進口換熱器的冷物流出口與所述加氫反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口與所述醋酸甲酯精餾塔的塔頂出口以及氫氣總管經(jīng)管線連接。來自所述醋酸甲酯精餾塔的塔頂出口的醋酸甲酯和來自所述氫氣總管的氫氣與所述加氫反應(yīng)器底部出口引出的反應(yīng)產(chǎn)物在所述加氫反應(yīng)器出口換熱器中進行熱交換，然后再經(jīng)所述加氫反應(yīng)器進口換熱器加熱到所述加氫反應(yīng)器的催化劑床層進口溫度后，再進入所述加氫反應(yīng)器進行催化合成乙醇的反應(yīng)。進一步的，所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口經(jīng)管線連接有第三氣液分離器；所述第三氣液分離器的底部液相出口與所述醋酸甲酯回收塔的入口經(jīng)管線連接；所述第三氣液分離器的頂部氣相出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。進一步的，所述第三氣液分離器的頂部氣相出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第三壓縮機。進一步的，所述第三氣液分離器的頂部氣相出口還連接有第三不凝氣排出管線。所述第三氣液分離器頂部氣相出料經(jīng)所述第三不凝氣排出管線排放部分不凝氣后經(jīng)所述第三壓縮機增壓，然后經(jīng)所述加氫反應(yīng)器出口換熱器和所述加氫反應(yīng)器進口換熱器換熱后循環(huán)至所述加氫反應(yīng)器繼續(xù)反應(yīng)。進一步的，所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口和所述第三氣液分離器之間設(shè)有第三水冷器。進一步的，所述醋酸甲酯回收塔的塔頂出口經(jīng)管線連接有一級或多級冷凝裝置；所述冷凝裝置的液相出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述冷凝裝置的氣相出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物料入口經(jīng)管線連接。[0068]進一步的，所述乙醇產(chǎn)品塔塔頂出口與所述預(yù)熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。進一步的，所述閃蒸罐替換為由管線依次連接的兩個精餾塔或三個精餾塔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:本發(fā)明使用合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的甲醇反應(yīng)器中先由合成氣制甲醇，然后甲醇催化脫水催化精餾生成二甲醚，然后用氫型絲光沸石(H — M0R)，使二甲醚羰基化生成醋酸甲酯(MA)，進而使生成的醋酸甲酯在銅基催化劑上再加氫，生成乙醇和甲醇，甲醇循環(huán)使用的工藝過程。其中，二甲醚工藝單元采用催化精餾的方法，實現(xiàn)催化反應(yīng)與分離耦合的方式的結(jié)合，節(jié)省了設(shè)備投資和分離能耗，簡化了流程，對反應(yīng)熱有效利用，及時分離產(chǎn)物有利于甲醇脫水反應(yīng)平衡并抑制副反應(yīng)的發(fā)生；由于甲醇脫水反應(yīng)的存在，更利于沸點接近或反應(yīng)體系中共沸物的分離，單程轉(zhuǎn)化率高，大大減輕了粗產(chǎn)品分離的負荷，縮短了生產(chǎn)流程，生產(chǎn)能耗也大幅度降低；二甲醚羰基化制醋酸甲酯工藝單元，催化劑為常規(guī)非貴金屬催化劑，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)物料腐蝕性小，設(shè)備投資省，工藝方式新穎，生產(chǎn)效率高；醋酸酯加氫制乙醇工藝單元工藝反應(yīng)條件溫和、分離容易、能耗低，投資少、能耗低、催化劑為常規(guī)的銅基復(fù)合催化劑且成本較低。同時，由于其原料及產(chǎn)物的腐蝕性較弱，可以采用碳鋼材質(zhì)，投資額大大降低。采用該工藝系統(tǒng)運行操作費用低廉，尤其工藝過程中所涉催化劑均為普通非貴金屬催化劑，較其它工藝路線普遍使用貴金屬催化劑具有明顯優(yōu)勢。據(jù)估算，該工藝設(shè)備投資僅為醋酸直接加氫制乙醇的1/2甚至更低，其生產(chǎn)成本低于常規(guī)生物發(fā)酵法制乙醇技術(shù)，是目前最有可能產(chǎn)業(yè)化的工藝路線。對于解決目前國內(nèi)二甲醚產(chǎn)能嚴重過剩，產(chǎn)銷價格嚴重倒掛現(xiàn)象具有重要意義。本發(fā)明采用的催化劑、由于單程轉(zhuǎn)化率高、選擇性好，簡化了中間分餾過程。該系統(tǒng)工藝流程設(shè)置充分考慮了放熱單元及用熱單元的耦合，可大大降低綜合能耗。設(shè)備投資少，環(huán)境友好，制備工藝簡單，經(jīng)濟實用。

圖1 一種實施例中所述的工藝系統(tǒng)簡圖分圖1 ;圖2 —種實施例中所述的工藝系統(tǒng)簡圖分圖2 ；圖3 —種實施例中所述工藝系統(tǒng)簡圖分圖3 ；附圖標記:A甲醇反應(yīng)器；B甲醇反應(yīng)器進口換熱器；C甲醇反應(yīng)器出口換熱器；D第一水冷器出第一氣液分離器；F閃蒸罐；G預(yù)熱器；H反應(yīng)精餾塔；1甲醇回收塔J羰化反應(yīng)器在羰化反應(yīng)器進口換熱器山羰化反應(yīng)器出口換熱器；M第二水冷器；N第二氣液分離器；0 二甲醚回收塔#醋酸甲酯精餾塔；Q加氫反應(yīng)器洱加氫反應(yīng)器進口換熱器；S加氫反應(yīng)器出口換熱器；T第三水冷器#第三氣液分離器^醋酸甲酯回收塔；W乙醇產(chǎn)品塔。
具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型所講述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作任何改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。下面實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，如:化工操作手冊，或按照制造廠商所建議的條件。如圖1-2所示，本實用新型所提供的由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)，包括甲醇反應(yīng)器A、閃蒸罐F、反應(yīng)精餾塔H、羰化反應(yīng)器J、二甲醚回收塔O、醋酸甲酯精餾塔P、加氫反應(yīng)器Q、醋酸甲酯回收塔V和乙醇產(chǎn)品塔W ;其中:甲醇反應(yīng)器A的底部出口與閃蒸罐F的入口經(jīng)管線連接；閃蒸罐F的液相出口與反應(yīng)精餾塔H的下部入口經(jīng)管線連接；反應(yīng)精餾塔H的頂部出口與羰化反應(yīng)器J的頂部入口經(jīng)管線連接；羰化反應(yīng)器J底部出口與二甲醚回收塔O的入口經(jīng)管線連接；二甲醚回收塔O的底部出口與醋酸甲酯精餾塔P的入口經(jīng)管線連接；醋酸甲酯精餾塔P的頂部出口與加氫反應(yīng)器Q的頂部入口經(jīng)管線連接；加氫反應(yīng)器Q的底部出口與醋酸甲酯回收塔V的入口經(jīng)管線連接，醋酸甲酯回收塔V的底部出口與乙醇產(chǎn)品塔W的入口經(jīng)管線連接；乙醇產(chǎn)品塔W的底部出口為產(chǎn)品乙醇出料口。甲醇反應(yīng)器A為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器，優(yōu)選為固定床反應(yīng)器；特別優(yōu)選為板式固定床反應(yīng)器。甲醇反應(yīng)器A內(nèi)裝填合成甲醇催化劑。反應(yīng)精餾塔H內(nèi)裝填固體超強酸填料。[0082]羰化反應(yīng)器J為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器，優(yōu)選為固定床反應(yīng)器，特別優(yōu)選為板式固定床反應(yīng)器。羰化反應(yīng)器J內(nèi)裝填羰化反應(yīng)催化劑。加氫反應(yīng)器Q為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器，優(yōu)選為固定床反應(yīng)器，特別優(yōu)選為板式固定床反應(yīng)器。加氫反應(yīng)器Q內(nèi)裝填加氫催化劑。作為優(yōu)選實施方式:甲醇反應(yīng)器A的底部出口和頂部入口之間設(shè)有甲醇反應(yīng)器出口換熱器C和甲醇反應(yīng)器進口換熱器B ;甲醇反應(yīng)器A的底部出口與甲醇反應(yīng)器出口換熱器C的熱物流進口經(jīng)管線連接；甲醇反應(yīng)器出口換熱器C的冷物流出口與甲醇反應(yīng)器進口換熱器B的冷物流入口經(jīng)管線連接；甲醇反應(yīng)器進口換熱器B的冷物流出口與甲醇反應(yīng)器A的頂部入口經(jīng)管線連接；甲醇反應(yīng)器出口換熱器C的冷物流入口與合成氣原料管道經(jīng)管線連接。所述合成氣原料管道與氫氣總管和一氧化碳總管經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:甲醇反應(yīng)器出口換熱器B的熱物流出口經(jīng)管線連接有第一氣液分離器E ;第一氣液分離器E的底部液相出口與閃蒸罐F的入口經(jīng)管線連接；第一氣液分離器E的頂部氣相出口與甲醇反應(yīng)器出口換熱器C的冷物流入口經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:第一氣液分離器E的頂部氣相出口與甲醇反應(yīng)器出口換熱器的C冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第一壓縮機；第一氣液分離器E的頂部氣相出口還連接有第一不凝氣排出管線。作為另一種優(yōu)選實施方式:甲醇反應(yīng)器出口換熱器C的熱物流出口和第一氣液分離器E之間設(shè)有第一水冷器D。作為另一種優(yōu)選實施方式:第一氣液分離器E的底部液相出口與閃蒸罐F的入口之間經(jīng)管線連接有減壓閥。作為另一種優(yōu)選實施方式:反應(yīng)精餾塔H的塔頂出口經(jīng)管線連接有冷凝回流裝置；冷凝回流裝置的出口與羰化反應(yīng)器J的頂部入口經(jīng)管線連接；所述冷凝回流裝置還設(shè)有不凝氣排出管線。作為另一種優(yōu)選實施方式:閃蒸罐F的液相出口與反應(yīng)精餾塔H的下部入口之間經(jīng)管線連接有預(yù)熱器G。作為另一種優(yōu)選實施方式:反應(yīng)精餾塔H塔頂側(cè)部設(shè)物料引出口，物料引出口與預(yù)熱器G和反應(yīng)精餾塔H的下部入口之間的連接管線經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:反應(yīng)精餾塔H的塔底出口經(jīng)管線連接有甲醇回收塔I ;甲醇回收塔I的塔頂出口與閃蒸罐F和預(yù)熱器G之間的連接管線經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:羰化反應(yīng)器J的底部出口和頂部入口之間設(shè)有羰化反應(yīng)器出口換熱器L和羰化反應(yīng)器進口換熱器K ;羰化反應(yīng)器J的底部出口與羰化反應(yīng)器出口換熱器L的熱物流進口經(jīng)管線連接；羰化反應(yīng)器出口換熱器L的冷物流出口與羰化反應(yīng)器進口換熱器K的冷物流入口經(jīng)管線連接；羰化反應(yīng)器進口換熱器K的冷物流出口與羰化反應(yīng)器J的頂部入口經(jīng)管線連接；羰化反應(yīng)器出口換熱器L的冷物流入口與反應(yīng)精餾塔H的塔頂出口以及氫氣總管和二氧化碳總管經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:羰化反應(yīng)器出口換熱器L的熱物流出口經(jīng)管線連接有第二氣液分離器N ;第二氣液分離器N的底部液相出口與二甲醚回收塔O的入口經(jīng)管線連接；第二氣液分離器N的頂部氣相出口與羰化反應(yīng)器出口換熱器L的冷物流入口經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:第二氣液分離器N的頂部氣相出口與羰化反應(yīng)器出口換熱器L的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第二壓縮機。作為另一種優(yōu)選實施方式:第二氣液分離器N的頂部氣相出口還連接有第二不凝氣排出管線。作為另一種優(yōu)選實施方式:二甲醚回收塔O的塔頂出口與反應(yīng)精餾塔H的塔頂出口和羰化反應(yīng)器出口換熱器L的冷物流入口之間的連接管線經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:加氫反應(yīng)器Q的底部出口和頂部入口之間設(shè)有加氫反應(yīng)器出口換熱器S和加氫反應(yīng)器進口換熱器R ;加氫反應(yīng)器Q的底部出口與加氫反應(yīng)器出口換熱器S的熱物流進口經(jīng)管線連接；加氫反應(yīng)器出口換熱器S的冷物流出口與加氫反應(yīng)器進口換熱器R的冷物流入口經(jīng)管線連接；加氫反應(yīng)器進口換熱器R的冷物流出口與加氫反應(yīng)器Q的頂部入口經(jīng)管線連接；加氫反應(yīng)器出口換熱器S的冷物流入口與醋酸甲酯精餾塔P的塔頂出口以及氫氣總管經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:加氫反應(yīng)器出口換熱器S的熱物流出口經(jīng)管線連接有第三氣液分離器U ;第三氣液分離器U的底部液相出口與醋酸甲酯回收塔V的入口經(jīng)管線連接；第三氣液分離器U的頂部氣相出口與加氫反應(yīng)器出口換熱器S的冷物流入口經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選實施方式:第三氣液分離器U的頂部氣相出口與加氫反應(yīng)器出口換熱器S的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第三壓縮機。作為另一種優(yōu)選實施方式:第三氣液分離器U的頂部氣相出口還連接有第三不凝氣排出管線。作為另一種優(yōu)選實施方式:加氫反應(yīng)器出口換熱器S的熱物流出口和第三氣液分離器U之間設(shè)有第三水冷器T。作為另一種優(yōu)選實施方式:醋酸甲酯回收塔V的塔頂出口經(jīng)管線連接有一級或多級冷凝裝置；冷凝裝置的液相出口與加氫反應(yīng)器出口換熱器S的冷物流入口經(jīng)管線連接；冷凝裝置的氣相出口與羰化反應(yīng)器出口換熱器L的冷物流入口經(jīng)管線連接。作為另一種優(yōu)選的實施方式:前述閃蒸罐F可替換為精甲醇制備單元，即由管線依次連接的兩個精餾塔或三個精餾塔，如圖3所示。采用上述系統(tǒng)生產(chǎn)乙醇的工藝流程如下:來自管道I的CO和管道2的H2匯合后進入管道3，并與來自管道8的循環(huán)氣混合后進入管道4。管道4中的混合氣先后經(jīng)過甲醇反應(yīng)器出口換熱器C和甲醇反應(yīng)器進口換熱器B連續(xù)換熱后，通過管道5從甲醇反應(yīng)器A的頂部通入，進行催化合成甲醇反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物通過管道6進入甲醇反應(yīng)器出口換熱器C中與來自管道4的混合氣進行熱交換后，經(jīng)管道7進入水冷器D并冷卻至規(guī)定溫度后，進入氣液分離器E進行氣液分離。氣液分離器E頂部氣相出料由管道9排放部分不凝氣后增壓，經(jīng)管道8并循環(huán)至管道4，底部液相粗甲醇則通過管道10并經(jīng)減壓閥減壓后，在閃蒸罐F進行氣液相分離；經(jīng)閃蒸罐F分離的甲烷、氫等不凝氣通過管道48馳放到外界回收利用；液相粗甲醇則通過管道11流出，并與來自管道45和管道18回收的甲醇匯合后進入管道12，然后經(jīng)預(yù)熱器G預(yù)熱至泡點溫度后與由反應(yīng)精餾塔H的塔頂側(cè)線14引出的甲醇匯合后經(jīng)管道13通入反應(yīng)精餾塔H的下部，在裝有固體超強酸填料的反應(yīng)精餾塔H中進行甲醇脫水制取二甲醚的反應(yīng)精餾過程；反應(yīng)精餾塔H塔頂二甲醚、少量甲醇及水等輕組分經(jīng)三級冷凝后大部分回流返回塔內(nèi)，不凝氣體經(jīng)塔頂水封后經(jīng)管道15送至外界回收系統(tǒng)，其余進入管道16。反應(yīng)精餾塔H的塔頂側(cè)線14引出未反應(yīng)的甲醇。反應(yīng)精餾塔H塔釜甲醇、水等重組分通過管道17進入甲醇回收塔I進行甲醇回收。甲醇回收塔I塔頂引出的甲醇經(jīng)冷凝采出后經(jīng)管道18匯入管道12，甲醇回收塔I塔釜排出的水等雜質(zhì)送至外界處理。來自管道49的CO和管道47的H2混合進入管道21，來自管線16的二甲醚和來自管道43和管道29的回收二甲醚等組分匯合后進入管線20，并與來自管道21的CO和H2混合原料氣及來自管道26的循環(huán)氣混合后，經(jīng)過管道22進入羰化反應(yīng)器出口換熱器L，從管道23進入羰化反應(yīng)器進口換熱器K進一步換熱，達到羰化反應(yīng)器J催化劑床層進口溫度后進入羰化反應(yīng)器J進行羰化反應(yīng)。羰化反應(yīng)產(chǎn)物通過管道24進入羰化反應(yīng)器出口換熱器L與羰化反應(yīng)原料換熱，然后經(jīng)管道25進入水冷器M進一步冷卻后，進入氣液分離器N進行氣液分離。氣液分離器N頂部氣相出料由管道27排放部分不凝氣后增壓，經(jīng)管道26并循環(huán)至管道22，底部液相粗酯經(jīng)管道28進入二甲醚回收塔O進行提純。二甲醚回收塔O塔頂二甲醚及少量醋酸甲酯等輕組分，經(jīng)采出增壓后通過管道29循環(huán)至管道20，塔釜采出含有少量雜酸等的重組分經(jīng)管道30進入醋酸甲酯精餾塔P進行進一步提純。醋酸甲酯精餾塔P塔釜采出含有醋酸等雜酸的重組分由管道31排到界外進行回收處理，塔頂采出含有少量甲醇的醋酸甲酯輕組分進入管道32，然后與來自管道42的醋酸甲酯循環(huán)氣混合進入管道33，然后與來自管道34的氫氣和來自管道39的循環(huán)氣混合為加氫反應(yīng)原料氣進入管道35，經(jīng)加氫反應(yīng)器出口換熱器S和加氫反應(yīng)器進口換熱器R兩級連續(xù)換熱達到加氫反應(yīng)器催化劑床層進口溫度后，從加氫反應(yīng)器Q的頂部進料進行行加氫反應(yīng)。加氫反應(yīng)產(chǎn)物從加氫反應(yīng)器Q底部引出，經(jīng)管道37進入加氫反應(yīng)器出口換熱器S換熱后，通過管道38進入水冷器T冷卻至規(guī)定溫度后進入氣液分離器U進行氣液分離。氣液分離器U頂部氣相由管道40外排一部分不凝氣后經(jīng)壓縮機增壓，然后經(jīng)管道39循環(huán)至管道35 ;氣液分離器U底部液相則經(jīng)管道41進入醋酸甲酯回收塔V進行精餾。醋酸甲酯回收塔V塔頂采出的輕組分經(jīng)冷凝，含二甲醚及少量醋酸甲酯等的不凝氣經(jīng)管道43循環(huán)至管道20，凝液采出后經(jīng)管道42循環(huán)至管道33。醋酸甲酯回收塔V塔釜重組分采出后經(jīng)管道44進入乙醇產(chǎn)品塔W進一步提純；乙醇產(chǎn)品塔W塔頂采出的甲醇等輕組分經(jīng)管道45循環(huán)至管道12，塔釜則排出合格的乙醇產(chǎn)品送至乙醇產(chǎn)品儲槽。采用上述工藝系統(tǒng)及流程進行生產(chǎn)乙醇的工業(yè)應(yīng)用的實例如下:甲醇反應(yīng)器A為板式固定床反應(yīng)器，內(nèi)徑40mm,高度1800mm,內(nèi)裝Cu-Zn-Al系合成甲醇催化劑(組成為Cu015wt%、Zn065wt%和Al20320wt%);反應(yīng)區(qū)溫度為225 265°C，反應(yīng)壓力為5MPa ；工業(yè)一氧化碳(純度為98V%)和H2 (純度為99.9V%)按體積比2.7:1混合為合成氣，經(jīng)甲醇反應(yīng)器出口換熱器C和甲醇反應(yīng)器進口換熱器B連續(xù)換熱達到甲醇反應(yīng)器A的催化劑床層進口溫度195°C后從甲醇反應(yīng)器A的塔頂進料進行催化合成甲醇反應(yīng)，底部反應(yīng)產(chǎn)物出料經(jīng)甲醇反應(yīng)器出口換熱器C與合成氣原料進行熱交換后，進入水冷器D被冷卻至30-50°C后進入氣液分離器E ;氣液分離器E頂部氣相(組成:氫氣77.49V%，C09V%,CO2L 74V%，氮氣9.99V%，其它氣體1.78V%)排放少量不凝氣后增壓與合成氣原料混合循環(huán)使用；從氣液分離器E底部出來凝液的組成為:甲醇90.77wt%,水8.78wt%, CO20.4wt%,其它0.05wt % ο氣液分離器E底部凝液經(jīng)減壓閥減壓后導(dǎo)入到閃蒸罐F(內(nèi)徑32mm，高度1500mm)中，進行氣液相分離，氣相不凝氣排放到外界統(tǒng)一排放，液相(組成:甲醇90.77wt%,水
8.78wt%,其它組分0.45wt%)經(jīng)預(yù)熱器G加熱到甲醇的泡點溫度(0.8MPa下)進入保溫罐中貯存，然后從反應(yīng)精餾塔H的第43塊塔板處進料進行甲醇脫水制二甲醚反應(yīng)。所述反應(yīng)精餾塔H (內(nèi)徑40mm，高度4000mm)為加壓精餾塔，內(nèi)裝填50塊理論塔板高度的亂堆馬鞍型固體超強酸填料；所述固體超強酸填料為自制填料:首先是將(MM)2S2O8浸潰在粒徑為60-80nm的納米β分子篩上，制成催化劑納米級粉末(粒徑為68 80nm)，采用機械混合方式將所述催化劑納米級粉末、陶瓷泥料及粘結(jié)助劑(羥丙基甲基纖維素或田菁粉)按質(zhì)量比60:35:5混合，然后捏合、成型、干燥后，在550°C下焙燒4h而得，其尺寸為5mmX 5mm,填料顆粒平均負載超強酸活性中心0.6wt%。反應(yīng)精餾塔H內(nèi)，甲醇的液體和蒸汽在所述亂堆馬鞍型固體超強酸填料上逆流接觸，在填料上發(fā)生脫水制二甲醚反應(yīng)，反應(yīng)區(qū)溫度為120°C 220°C，壓力為1.5MPa，甲醇液時空速為4.51Γ1，回流比為2.5 ;未反應(yīng)的甲醇從位于第2塊塔板處的塔頂側(cè)線引出，與來自閃蒸罐F的液相混合，循環(huán)至反應(yīng)精餾塔H繼續(xù)反應(yīng)；塔頂氣相采用三級冷凝(第一級冷凝溫度為40°C，第二級冷凝溫度為常溫，第三級以乙二醇冷凍劑冷至-26°C)，不凝氣體經(jīng)塔頂水封后送至外界回收系統(tǒng)，塔頂出料(組成:二甲醚99.9wt%，其他0.lwt%)出塔后進入羰化反應(yīng)器J ;反應(yīng)精餾塔H塔釜出料(組成:甲醇71.8wt%,反應(yīng)生成的水等其他重組分
28.2%)經(jīng)采出后進入甲醇回收塔I (常壓精餾塔:內(nèi)徑32mm，高度3000mm);甲醇回收塔I塔釜排出水等雜質(zhì)送至外界處理，甲醇回收塔I塔頂采出的甲醇與來自閃蒸罐F的液相混合，循環(huán)至反應(yīng)精餾塔H繼續(xù)反應(yīng)。所述羰化反應(yīng)器J為板式固定床反應(yīng)器，內(nèi)徑40mm,高度1800mm,內(nèi)裝填羰化反應(yīng)催化劑(H-M0R90wt%、活性助劑成分` Cu09wt%，CoO0.5wt%, Mo2O30.5wt%),反應(yīng)區(qū)溫度 230 300°C，反應(yīng)壓力為5MPa。反應(yīng)精餾塔H塔頂出料加壓到5MPa后，與來自一氧化碳總管(純度為98v%)的CO和氫氣總管的H2 (純度為99.9v%)混合經(jīng)羰化反應(yīng)器出口換熱器L和羰化反應(yīng)器進口換熱器K連續(xù)換熱后，達到催化劑床層進口溫度進入羰化反應(yīng)器J進行二甲醚和CO的羰化反應(yīng)；塔內(nèi)二甲醚、CC^PH2進料摩爾比為1:60:15，塔內(nèi)液體質(zhì)量時空速度為0.2Kg/Kg.h ;羰化反應(yīng)產(chǎn)物從塔底引出經(jīng)羰化反應(yīng)器出口換熱器L與冷原料進行熱交換后，進入水冷器M被冷卻至30 50°C后進入氣液分離器N ;從氣液分離器N頂部出來的氣相(組成:76v%—氧化碳，19.5v%氫氣，2.5v%氮氣，1.2v%:甲醚，0.5v%甲烷，0.3v%其它)排放0.05%的不凝氣體后增壓，與來自反應(yīng)精餾塔H塔頂出料混合循V環(huán)至羰化反應(yīng)器J繼續(xù)反應(yīng)；從氣液分離器N底部出來凝液組成為:醋酸甲酯78.2wt%，二甲醚16.3wt%,甲醇1.2wt%,雜酸3.4wt%,其它 0.9wt%。氣液分離器N底部出來的凝液導(dǎo)入到二甲醚回收塔O (內(nèi)徑32mm，高度3000mm，塔頂溫度約65°C，塔底溫度為120°C，塔釜壓力為0.6MPa) ;二甲醚回收塔O塔頂蒸出的二甲醚等輕組分加壓后循環(huán)至羰化反應(yīng)器J繼續(xù)反應(yīng)，塔底重組分(組成:醋酸甲酯94.6wt%,雜酸5.4wt%)進入到醋酸甲酯精餾塔P (內(nèi)徑32mm，高度3000mm，塔頂溫度65°C，塔釜溫度140°C，壓力為常壓)進行精餾；醋酸甲酯精餾塔P塔底引出含有重組分多元雜酸送至外界回收處理，塔頂出料組成為:醋酸甲酯99.5wt%，其它0.5wt%。醋酸甲酯精餾塔P塔頂出料經(jīng)加壓到3MPa后，與來自氫氣總管的氫氣(純度為99.9%)混合，經(jīng)加氫反應(yīng)器出口換熱器S和加氫反應(yīng)器進口換熱器R連續(xù)換熱后，從加氫反應(yīng)器Q (板式固定床反應(yīng)器，內(nèi)徑40mm,高度1800mm)的頂部進料,在加氫催化劑(組成:Cu032wt%、Zn015wt%、Mo2033wt%，Si0250wt%)的存在下，進行加氫反應(yīng)，反應(yīng)區(qū)溫度為190 250°C，反應(yīng)壓力為3MPa，液時空速為3Kg/kg.h。加氫反應(yīng)產(chǎn)物從加氫反應(yīng)器Q底部引出經(jīng)加氫反應(yīng)器出口換熱器S與冷原料進行熱交換后，進入水冷器T被冷卻至30 50°C，然后進入氣液分離器U ;從氣液分離器U頂部出來的氣相(體積組成:氫氣99v%，甲烷0.05v%,氮氣0.02v%, 一氧化碳0.02v%,其它
0.91v%)排出0.05%的不凝氣后增壓，與加氫反應(yīng)原料氣混合循環(huán)至加氫反應(yīng)器Q繼續(xù)反應(yīng)；從氣液分離器U底部出來的凝液質(zhì)量組成為:乙醇59.3wt%,甲醇38.2wt%，醋酸甲酯
1.lwt%,醋酸乙酉旨0.9wt%,其它0.5wt%0氣液分離器U底部出來的凝液導(dǎo)入到醋酸甲酯回收塔V (常壓精餾塔，內(nèi)徑32_，高度3000mm，塔頂溫度約65°C，塔底溫度為120°C);醋酸甲酯回收塔V塔頂氣相出料經(jīng)冷凝后，二甲醚等不凝氣循環(huán)至羰化反應(yīng)器J繼續(xù)利用，醋酸甲酯凝液經(jīng)增壓后循環(huán)至加氫反應(yīng)器Q繼續(xù)反應(yīng)；醋酸甲酯回收塔V塔底液相(重量組成為:甲醇38.9wt%,乙醇60.8wt%,其它0.3wt%)，進入到乙醇產(chǎn)品塔W (常壓精餾塔，內(nèi)徑32mm，高度3000mm，塔頂溫度64°C，塔底溫度為85°C)進行精餾；乙醇產(chǎn)品塔W塔頂出料(組成:甲醇98.5wt%，其它1.5wt%)循環(huán)至反應(yīng)精餾塔H繼續(xù)反應(yīng)；乙醇產(chǎn)品塔W塔底出料為純度>92.1%(V / V)的燃料乙醇產(chǎn)品O上述實施例僅示例性說明本實用新型的原理及功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)，其特征在于，包括甲醇反應(yīng)器、閃蒸罐、反應(yīng)精餾塔、羰化反應(yīng)器、二甲醚回收塔、醋酸甲酯精餾塔、加氫反應(yīng)器、醋酸甲酯回收塔和乙醇產(chǎn)品塔；其中:所述甲醇反應(yīng)器的底部出口與所述閃蒸罐的入口經(jīng)管線連接；所述閃蒸罐的液相出口與所述反應(yīng)精餾塔的下部入口經(jīng)管線連接；所述反應(yīng)精餾塔的頂部出口與所述羰化反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器底部出口與所述二甲醚回收塔的入口經(jīng)管線連接；所述二甲醚回收塔的底部出口與所述醋酸甲酯精餾塔的入口經(jīng)管線連接；所述醋酸甲酯精餾塔的頂部出口與所述加氫反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器的底部出口與所述醋酸甲酯回收塔的入口經(jīng)管線連接，所述醋酸甲酯回收塔的底部出口與所述乙醇產(chǎn)品塔的入口經(jīng)管線連接；所述乙醇產(chǎn)品塔的底部出口為產(chǎn)品乙醇出料口。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述甲醇反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。
3.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述甲醇反應(yīng)器的底部出口和頂部入口之間設(shè)有甲醇反應(yīng)器出口換熱器和甲醇反應(yīng)器進口換熱器；所述甲醇反應(yīng)器的底部出口與所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的熱物流進口經(jīng)管線連接；所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流出口與所述甲醇反應(yīng)器進口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述甲醇反應(yīng)器進口換熱器的冷物流出口與所述甲醇反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口與合成氣原料管道經(jīng)管線連接；所述合成氣原料管道與氫氣總管和一氧化碳總管經(jīng)管線連接。
4.如權(quán)利要求3所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口經(jīng)管線連接有第一氣液分離器；所述第一氣液分離器的底部液相出口與所述閃蒸罐的入口經(jīng)管線連接；所述第一氣液分離器的頂部氣相出口與所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。
5.如權(quán)利要求4所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述第一氣液分離器的頂部氣相出口與所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第一壓縮機；所述第一氣液分離器的頂部氣相出口還連接有第一不凝氣排出管線。
6.如權(quán)利要求4所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述甲醇反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口和所述第一氣液分離器之間設(shè)有第一水冷器。
7.如權(quán)利要求4所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述第一氣液分離器的底部液相出口與所述閃蒸罐的入口之間經(jīng)管線連接有減壓閥。
8.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口經(jīng)管線連接有冷凝回流裝置；所述冷凝回流裝置的出口與所述羰化反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述冷凝回流裝置還設(shè)有不凝氣排出管線。
9.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述閃蒸罐的液相出口與所述反應(yīng)精餾塔的下部入口之間經(jīng)管線連接有預(yù)熱器。
10.如權(quán)利要求9所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)熱器的冷物流出口和所述反應(yīng)精餾塔的下部入口之間經(jīng)管線連接有保溫罐。
11.如權(quán)利要求9所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)精餾塔塔頂側(cè)部設(shè)物料引出口，所述物料引出口與所述預(yù)熱器和所述反應(yīng)精餾塔的下部入口之間的連接管線經(jīng)管線連接。
12.如權(quán)利要求9所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)精餾塔的塔底出口經(jīng)管線連接有甲醇回收塔；所述甲醇回收塔的塔頂出口與所述閃蒸罐和預(yù)熱器之間的連接管線經(jīng)管線連接。
13.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述羰化反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。
14.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。
15.如權(quán)利要求1所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述羰化反應(yīng)器的底部出口和頂部入口之間設(shè)有羰化反應(yīng)器出口換熱器和羰化反應(yīng)器進口換熱器；所述羰化反應(yīng)器的底部出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的熱物流進口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流出口與所述羰化反應(yīng)器進口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器進口換熱器的冷物流出口與所述羰化反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口與所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口以及氫氣總管和二氧化碳總管經(jīng)管線連接。
16.如權(quán)利要求15所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口經(jīng)管線連接有第二氣液分離器；所述第二氣液分離器的底部液相出口與所述二甲醚回收塔的入口經(jīng)管線連接；所述第二氣液分離器的頂部氣相出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。
17.如權(quán)利要求16所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述第二氣液分離器的頂部氣相出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第二壓縮機。
18.如權(quán)利要求16所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述第二氣液分離器的頂部氣相出口還連接有第二不凝氣排出管線。
19.如權(quán)利要求16所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口和所述第二氣液分離器之間設(shè)有第二水冷器。
20.如權(quán)利要求15所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述二甲醚回收塔的塔頂出口與所述反應(yīng)精餾塔的塔頂出口和所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間的連接管線經(jīng)管線連接。
21.如權(quán)利要求15所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫反應(yīng)器的底部出口和頂部入口之間設(shè)有加氫反應(yīng)器出口換熱器和加氫反應(yīng)器進口換熱器；所述加氫反應(yīng)器的底部出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的熱物流入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流出口與所述加氫反應(yīng)器進口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器進口換熱器的冷物流出口與所述加氫反應(yīng)器的頂部入口經(jīng)管線連接；所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口與所述醋酸甲酯精餾塔的塔頂出口以及氫氣總管經(jīng)管線連接。
22.如權(quán)利要求21所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口經(jīng)管線連接有第三氣液分離器；所述第三氣液分離器的底部液相出口與所述醋酸甲酯回收塔的入口經(jīng)管線連接；所述第三氣液分離器的頂部氣相出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。
23.如權(quán)利要求22所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述第三氣液分離器的頂部氣相出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口之間經(jīng)管線連接有第三壓縮機。
24.如權(quán)利要求22所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述第三氣液分離器的頂部氣相出口還連接有第三不凝氣排出管線。
25.如權(quán)利要求22所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的熱物流出口和所述第三氣液分離器之間設(shè)有第三水冷器。
26.如權(quán)利要求21所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述醋酸甲酯回收塔的塔頂出口經(jīng)管線連接有一級或多級冷凝裝置；所述冷凝裝置的液相出口與所述加氫反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接；所述冷凝裝置的氣相出口與所述羰化反應(yīng)器出口換熱器的冷物流入口經(jīng)管線連接。
27.如權(quán)利要求1-26任一所述的工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述閃蒸罐替換為由管線依次連接的兩個精餾塔或三個精餾塔。
專利摘要本實用新型提供了一種由合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝系統(tǒng)，包括甲醇反應(yīng)器、閃蒸罐、反應(yīng)精餾塔、羰化反應(yīng)器、二甲醚回收塔、醋酸甲酯精餾塔、加氫反應(yīng)器、醋酸甲酯回收塔和乙醇產(chǎn)品塔；其中甲醇反應(yīng)器中氫氣和一氧化碳催化合成甲醇，粗甲醇產(chǎn)品經(jīng)閃蒸罐粗分后進入反應(yīng)精餾塔發(fā)生脫水反應(yīng)生成二甲醚，二甲醚與一氧化碳和氫氣混合后通入羰化反應(yīng)器發(fā)生羰化反應(yīng)生成醋酸甲酯，醋酸甲酯粗產(chǎn)品經(jīng)分離提純后進入加氫反應(yīng)器加氫生成乙醇，乙醇粗產(chǎn)品經(jīng)提純后得到乙醇產(chǎn)品。本實用新型所述的工藝系統(tǒng)采用催化劑、工藝及裝置具有單程轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)熱有效利用率大的特點，大大減輕粗產(chǎn)品分離的負荷，縮短了生產(chǎn)流程，生產(chǎn)能耗也大幅度降低。
文檔編號C07C29/149GK203033918SQ20122071253
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者王東輝, 王保明, 李玉江, 徐長青 申請人:上海戊正工程技術(shù)有限公司