醋酸酯化加氫生產(chǎn)乙醇的能量集成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種醋酸酯化加氫生產(chǎn)乙醇的能量集成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 乙醇是基礎(chǔ)工業(yè)原料之一，廣泛應(yīng)用于食品、化工、軍工、醫(yī)藥等領(lǐng)域：（1)消毒 劑；（2)飲料和食物；（3)基本化工原料，可制取乙醛，乙醚，乙酸乙酯，乙胺等化工原料，也 是制取染料，涂料，洗滌劑等產(chǎn)品的原料；(4)稀釋劑，有機溶劑，涂料溶劑等；（5)乙醇還是 一種無污染的高辛烷值的汽油添加劑，作為汽車燃料，乙醇可以調(diào)入汽油。
[0003] 由醋酸合成乙醇的技術(shù)公開報道有兩種方法：（1)醋酸直接加氫合成乙醇方法； (2)醋酸先酯化再加氫的方法。醋酸直接加氫工藝的優(yōu)點是可省去酯化步驟，工藝流程短。 但存在以下幾方面的缺點：（1)加氫催化劑昂貴；（2)醋酸轉(zhuǎn)化率低，設(shè)備材質(zhì)要求高；（3) 廣品分尚能耗尚。
[0004] 為了解決以上問題，許多研宄者致力于醋酸酯化加氫制乙醇的工藝研宄。文獻(xiàn) CN102718627A提供了一種乙酸乙酯加氫制乙醇的工藝方法，采用列管式加氫反應(yīng)器，反應(yīng) 在裝載有催化劑的列管管程中進(jìn)行，乙酸乙酯溶液在列管式加氫反應(yīng)器的殼程作為冷媒使 用，反應(yīng)進(jìn)行時，反應(yīng)所放出的熱量迅速傳給殼程的乙酸乙酯溶液，通過控制乙酸乙酯溶液 的加入量和定壓排放壓力，從而保證列管式加氫反應(yīng)器內(nèi)熱量實現(xiàn)自平衡，反應(yīng)列管內(nèi)溫 度基本恒定，整個反應(yīng)列管處于等溫冷媒之內(nèi)。文獻(xiàn)CN102766021A公開了一種乙酸乙酯加 氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，采用汽化器和熱交換器組合的方式，能夠有效利用反應(yīng)生成 的熱反應(yīng)氣熱量。文獻(xiàn)CN102942446A公開了一種由醋酸酯加氫連續(xù)制備乙醇的方法，該方 法采用變壓吸附裝置回收產(chǎn)品氣相中氫氣再升壓循環(huán)，并利用反應(yīng)熱加熱醋酸酯、循環(huán)氫 氣和新鮮氫氣的混合氣，預(yù)熱后的原料氣在中壓蒸汽加熱后進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑作用下 實現(xiàn)高醋酸酯轉(zhuǎn)化率和高乙醇選擇性。該工藝中有未完全氣化的醋酸酯。上述專利均未涉 及醋酸酯化、乙酯加氫、以及乙醇精制整個大流程的具體工藝，僅有文獻(xiàn)CN103387481A專 利詳細(xì)描述了醋酸酯化加氫全流程的工藝，但是該工藝換熱網(wǎng)絡(luò)并不是最優(yōu)的，存在一定 的能量浪費。
[0005] 本發(fā)明有針對性的解決了該問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中能耗較高的問題，提供一種新的醋酸酯 化加氫生產(chǎn)乙醇的能量集成方法。該方法用于醋酸酯化加氫生產(chǎn)乙醇中，具有能耗較低的 優(yōu)點。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種醋酸酯化加氫生產(chǎn)乙醇的 能量集成方法，包括以下步驟：（1)乙醇和醋酸物流先與乙醇產(chǎn)品塔塔頂物流進(jìn)行換熱至 40~55°C ; (2)預(yù)熱后的乙醇和醋酸物流再與精制塔塔頂物流進(jìn)行換熱至55~70°C ; (3) 經(jīng)過兩次預(yù)熱的乙醇和醋酸物流再與加氫反應(yīng)器出口物流換熱至60~80°C后進(jìn)入酯化反 應(yīng)釜，得到含醋酸乙酯和水的混合物，分水后的粗酯經(jīng)過提濃塔和精制塔脫除雜質(zhì)，得到醋 酸乙酯；（4)原料氫氣和所述醋酸乙酯混合后與加氫反應(yīng)器出口物流換熱后進(jìn)入加氫反應(yīng) 器，與含銅催化劑接觸反應(yīng)得到含乙醇物流，經(jīng)氣液分離后得到粗乙醇，經(jīng)脫輕塔和乙醇產(chǎn) 品塔分離后得到乙醇產(chǎn)品；其中所述加氫反應(yīng)器操作溫度為180~300°C，氫酯摩爾比為 2~40,壓力以表壓計為2~6MPa，醋酸乙酯液時空速0. 3~3gAg催化劑? h)。
[0008] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，乙醇和醋酸物流先與乙醇產(chǎn)品塔塔頂物流進(jìn)行換熱至 45 ~50°C。
[0009] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述預(yù)熱后的乙醇和醋酸物流再與精制塔塔頂物流進(jìn) 行換熱至60~68 °C。
[0010] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述經(jīng)過兩次預(yù)熱的乙醇和醋酸物流再與加氫反應(yīng)器 出口物流換熱至62~75 °C。
[0011] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述加氫反應(yīng)器為等溫固定床反應(yīng)器或絕熱固定床反 應(yīng)器。
[0012] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述加氫反應(yīng)器操作溫度為195~230°C，氫酯摩爾比 為10~20,壓力以表壓計為3~5MPa，醋酸乙酯液時空速0? 5~0? 9gAg催化劑? h)。
[0013] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述酯化反應(yīng)釜的溫度為105~115°C。
[0014] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采用回收塔可以對脫輕塔塔頂物流中的乙醇和乙酯進(jìn) 行回收，回收得到的乙醇和乙酯返回至醋酸酯加氫反應(yīng)器繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0015] 本發(fā)明采用夾點分析法對全流程工藝進(jìn)行能量集成的研宄，乙醇和醋酸物流先與 乙醇產(chǎn)品塔塔頂物流進(jìn)行換熱，利用塔頂熱量預(yù)熱反應(yīng)器進(jìn)料，減少了用于加熱酯化反應(yīng) 釜的蒸汽量；預(yù)熱后的乙醇和醋酸物流再與精制塔塔頂物流進(jìn)行換熱，進(jìn)一步減少蒸汽使 用量；經(jīng)過兩次預(yù)熱的乙醇和醋酸物流再與醋酸酯加氫制乙醇反應(yīng)器出口物流換熱，充分 利用反應(yīng)熱量，從而得到了醋酸酯化加氫制乙醇的能量集成工藝，可以較大地降低能耗，提 高經(jīng)濟效益，取得了較好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。
[0017] 圖1中，1為乙醇和醋酸物流，2為氫氣，3為乙醛等輕組分物流，4為乙醇產(chǎn)品塔塔 頂物流，5為重組分高沸物，6為放空管線，7為馳放氣管線，8為廢水，9為低酯副產(chǎn)品，10為 精酯塔塔釜物流，11為脫輕塔塔頂物流，R1為酯化反應(yīng)釜，R2為加氫反應(yīng)器，T1為酯化塔， T2為提濃塔，T3為精制塔，T4為廢水塔，T5為低酯塔，T6為脫輕塔，17為乙醇產(chǎn)品塔，T8 為回收塔，C1為液液分離器，C2為液液分離器，C3為液液分離器，P1為進(jìn)料泵，CP1為循環(huán) 壓縮機，CP2為補充壓縮機，D1為混合料配料槽，D2為原料罐，D3為一級氣液分離器，D4為 二級氣液分離器，D5為循環(huán)壓縮機入口緩沖罐，D6為壓縮機出口緩沖罐，D7為產(chǎn)品氣液分 離器，E1為酯化塔塔頂冷凝器，E2為提濃塔塔頂冷凝器，E3為提濃塔塔釜再沸器，E4為精 制塔塔頂冷凝器，E5為精制塔塔釜再沸器，E6為廢水塔塔頂冷凝器，E7為廢