醋酸甲酯加氫制乙醇并聯(lián)產(chǎn)甲醇的分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醋酸甲酯加氫制乙醇的方法，具體為一種醋酸甲酯加氫制乙醇并聯(lián)產(chǎn)甲醇的分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙醇是(CH3CH20H) —種重要的基本化工原料，可用于制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是染料、涂料、洗滌劑等產(chǎn)品的原料；乙醇也可以調(diào)入汽油，作為車用燃料，燃料乙醇是清潔的高辛烷值燃料，其具有辛烷值高、抗爆性能好、對(duì)大氣污染小等特點(diǎn)。
[0003]當(dāng)前我國化工行業(yè)每年消耗工業(yè)級(jí)乙醇約300萬t，市場(chǎng)需求年增長(zhǎng)率為8%?10%。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)劃，2020年我國燃料乙醇利用量將達(dá)到1000萬t。目前，我國乙醇生產(chǎn)以糧食發(fā)酵法為主(95%以上)，每年耗糧量巨大；而聚乙烯醇(PVA)等生產(chǎn)過程中有大量的副產(chǎn)品醋酸甲酯生成，而該副產(chǎn)物工業(yè)用途較小。因此開展醋酸甲酯加氫制乙醇技術(shù)對(duì)替代傳統(tǒng)的糧食發(fā)酵路線，保障我國糧食安全具有重要的戰(zhàn)略意義。
[0004]甲醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，其全球產(chǎn)量居第三位。甲醇主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多種有機(jī)產(chǎn)品，也是農(nóng)藥、醫(yī)藥的重要原料之一。甲醇在深加工后還可作為一種新型清潔燃料，也可摻入汽油。
[0005]專利CN101934228 A申請(qǐng)公開了一種醋酸酯加氫制乙醇的催化劑及其制備方法，該方法采用銅或銅的氧化物作為催化劑，使醋酸酯轉(zhuǎn)化為乙醇的轉(zhuǎn)化率> 80%，乙醇的選擇性> 95%。
[0006]專利CN102942446 A申請(qǐng)公開了一種醋酸加氫制乙醇精餾工藝簡(jiǎn)化的方法，該方法采用乙二醇萃取精餾的方法分離醋酸乙酯和乙醇，并得到純度較高的乙醇產(chǎn)品，該方法還可同時(shí)滿足生產(chǎn)醋酸乙酯產(chǎn)品和乙醇產(chǎn)品的要求。
[0007]專利CN202626058 U公開了一種醋酸酯加氫制備乙醇并聯(lián)產(chǎn)2_ 丁醇的工藝系統(tǒng)，通過調(diào)整加氫反應(yīng)溫度，可選擇性地聯(lián)產(chǎn)2- 丁醇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以往技術(shù)中存在的工藝復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)效益低、產(chǎn)品收率低的問題，提供了一種新的醋酸甲酯加氫制乙醇并聯(lián)產(chǎn)甲醇的分離工藝方法，該方法充分考慮了醋酸甲酯加氫反應(yīng)產(chǎn)物中可能存在的輕烴以及重醇雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)產(chǎn)物中甲醇和乙醇的高效提純，并最終得到高純度的甲醇和乙醇產(chǎn)品，具有全工藝流程簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、產(chǎn)品收率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種醋酸甲酯加氫制乙醇并聯(lián)產(chǎn)甲醇的分離工藝方法，包括以下步驟:
[0010]i)將醋酸甲酯加氫反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物(S1)由第一蒸餾塔?\加入，分離后塔頂采出含未反應(yīng)的醋酸甲酯、少量甲醇和輕烴的物流(S2)，將S2物流返回反應(yīng)系統(tǒng)回收其中未反應(yīng)的醋酸甲酯，塔釜得到含甲醇、乙醇及重醇的物流(S3)；
[0011]ii)上述含甲醇、乙醇及重醇的物流(S3)由第二蒸餾塔T2加入，分離后塔頂采出含乙醛的甲醇物流(S4)，塔釜得到含重醇的乙醇物流(S5)；
[0012]iii)上述含重醇的乙醇物流(S5)由第三蒸餾塔T3加入，分離后塔頂采出含乙醇產(chǎn)品(S6)，塔釜得到重醇物流(S7)；
[0013]iv)上述含乙醛的甲醇物流(S4)由脫醛反應(yīng)器Di加入，乙醛組分在反應(yīng)器中發(fā)生縮醛反應(yīng)，含甲醇的脫醛反應(yīng)器出口物流(S8)進(jìn)入第四蒸餾塔1\中部，第四蒸餾塔頂?shù)玫郊状籍a(chǎn)品(S9)，塔釜得到縮醛反應(yīng)產(chǎn)物(S10)。
[0014]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述加氫反應(yīng)產(chǎn)物中醇的含量為80%-100% (wt.% ),更優(yōu)選為 95% -100% (wt.% )；
[0015]上述技術(shù)方案中，以反應(yīng)產(chǎn)物(S1)重量百分比計(jì)，醋酸甲酯加氫反應(yīng)得到的反應(yīng)產(chǎn)物(S1)含有以下組分:10-500ppm 醚，50-2000ppm 醛，0.1 % -10 % 酯，200_3000ppmC3+醇；
[0016]優(yōu)選地，所述第一蒸餾塔理論塔板數(shù)為20-100塊，更優(yōu)選為30-90塊；
[0017]優(yōu)選地，所述第一蒸餾塔回流比為20-150，更優(yōu)選為40-100 ；
[0018]優(yōu)選地，所述第一蒸餾塔頂壓力為10_500kPa，更優(yōu)選為50_300kPa ；
[0019]優(yōu)選地，所述第一蒸餾塔塔頂溫度為10-110°C，更優(yōu)選為20-50°C ；
[0020]優(yōu)選地，所述第二蒸餾塔理論塔板數(shù)為30-100塊，更優(yōu)選為60-90塊；
[0021]優(yōu)選地，所述第二蒸餾塔回流比為0.5-10，更優(yōu)選為1-3 ；
[0022]優(yōu)選地，所述第二蒸餾塔頂壓力為10_500kPa，更優(yōu)選為50_300kPa ；
[0023]優(yōu)選地，所述第二蒸餾塔頂溫度為20-120°C，更優(yōu)選為35_60°C ；
[0024]優(yōu)選地，所述第三蒸餾塔理論塔板數(shù)為10-100塊，更優(yōu)選為20-60塊；
[0025]優(yōu)選地，所述第三蒸餾塔回流比為0.1-5，更優(yōu)選為0.3-2 ；
[0026]優(yōu)選地，所述第三蒸餾塔頂壓力為10_500kPa，更優(yōu)選為50_300kPa ；
[0027]優(yōu)選地，所述第三蒸餾塔頂溫度為30_120°C，更優(yōu)選為35-80°C ；
[0028]優(yōu)選地，所述脫醛反應(yīng)器中填裝的催化劑為常用的縮醛樹脂；
[0029]優(yōu)選地，所述第四蒸餾塔理論塔板數(shù)為10-100塊，更優(yōu)選為15-50塊；
[0030]優(yōu)選地，所述第四蒸餾塔回流比為0.1-5，更優(yōu)選為0.1-2 ；
[0031]優(yōu)選地，所述第四蒸餾塔頂壓力為10_500kPa，更優(yōu)選為50_300kPa ；
[0032]優(yōu)選地，所述第四蒸餾塔頂溫度為20_120°C，更優(yōu)選為35_60°C ；
[0033]優(yōu)選地，縮醛反應(yīng)產(chǎn)物為大分子組分；
[0034]優(yōu)選地，所述乙醇產(chǎn)品中，乙醇產(chǎn)品純度彡99.8 %，其中甲醇含量< 0.02%，水含量彡0.2 %，C3+醇含量彡0.003 %，羰基化合物含量彡0.003 % ；
[0035]優(yōu)選地，所述甲醇產(chǎn)品中，甲醇產(chǎn)品純度彡99.9%，其中羰基化合物含量彡20ppm，水含量彡0.1%。
[0036]本發(fā)明方法中，所述壓力均指絕壓，含量均指重量百分含量。
[0037]本發(fā)明采用三塔順序分離工藝與甲醇精制脫醛工藝相耦合，在滿足產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)大大降低了分離能耗，全工藝流程簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、產(chǎn)品收率高。采用本發(fā)明方法可以在得到合格、高純度的乙醇/甲醇產(chǎn)品的同時(shí)降低分離能耗35%以上，取得了良好的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0038]圖1為本發(fā)明方法的工藝流程簡(jiǎn)圖。
[0039]圖1中，Τ1為第一蒸餾塔，Τ2為第二蒸餾塔，Τ3為第三蒸餾塔，Τ4為第四蒸餾塔；D1為脫醛反應(yīng)器，S1為加氫反應(yīng)產(chǎn)物，S2為第一蒸餾塔頂物流，S3為第一蒸餾塔釜物流，S4為第二蒸餾塔頂物流，S5為第二蒸餾塔釜物流，S6為第三蒸餾塔頂物流，S7為乙醇產(chǎn)品，S8為脫醛反應(yīng)器出口物流，S9為甲醇產(chǎn)品，S10為縮醛反應(yīng)產(chǎn)物。
[0040]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
【具體實(shí)施方式】
[0041]【實(shí)施例1】
[0042]下面結(jié)合圖1對(duì)實(shí)施例1進(jìn)行描述。
[0043]加氫反應(yīng)得到的反應(yīng)液相產(chǎn)物(S1)由反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)入第一蒸餾塔?\，反應(yīng)液相產(chǎn)物重量流量為423kg/h，其重量組成為:乙醛0.1 %，醋酸酯1.3%，甲醇51.2%，乙醇47.0%，重醇0.4%。第一蒸餾塔理論板數(shù)為30，進(jìn)料板為第15塊板，回流比為71，塔頂壓力為20kPa，塔頂溫度為10°C，經(jīng)第一蒸餾塔分離后得到的塔釜液(S3)重量流量為414kg/h，其重量組成為:甲醇51.7%，乙醇47.8%，重醇0.5% ;得到的塔頂采出(S2)重量流量為8.8kg/h，主要成分為未反應(yīng)的醋酸酯、少量的甲醇以及輕烴，該物流返回反應(yīng)系統(tǒng)回收其中未反應(yīng)的醋fe酷。
[0044]第一蒸餾塔釜液(S3)由塔釜泵泵入第二蒸餾塔T2中部，第二蒸餾塔理論板數(shù)為85，進(jìn)料板為第27塊板，回流比為1.7，塔頂壓力為20kPa，塔頂溫度為28°C，經(jīng)第二蒸餾塔分離后得到的塔釜液(S5)重量流量為200kg/h，得到的塔頂采出(S4)為粗甲醇物流，重量流量為214kg/h，其中乙醛的含量為386ppm。
[0045]第二蒸餾塔頂采出(S4)由塔頂泵泵入脫醛反應(yīng)器Di頂部，經(jīng)縮醛反應(yīng)后Di底部得到的產(chǎn)物(S8)的組成為甲醇和大分子縮醛產(chǎn)物；S8物流送入第四蒸餾塔T4中部，第四蒸餾塔理論板數(shù)為10，進(jìn)料板為第5塊板，回流比為1，塔頂壓力為20kPa，塔頂溫度為28°C，經(jīng)第四蒸餾塔分離后塔頂?shù)玫揭胰┖啃∮?0ppm的甲醇產(chǎn)品，塔釜得到大分子的縮醛產(chǎn)物。
[0046]第二蒸餾塔釜液(S5)由塔釜泵泵入第三蒸餾塔T3中部，第三蒸餾塔理論板數(shù)為20，進(jìn)料板為第10塊板，回流比為1.5，塔頂壓力為20kPa，塔頂溫度為42°C，經(jīng)第三蒸餾塔分離后得到的塔釜液(S7)重量流量為0.7kg/h，得到的塔頂采出(S6)為乙醇產(chǎn)品，重量流量為 199kg/h。
[0047]通過本發(fā)明的分離方法，得到的乙醇和甲醇產(chǎn)品的重量純度均為99.9%，分離能耗約為0.45MW。
[0048]【實(shí)施例2】
[0049]下面結(jié)合圖1對(duì)實(shí)施例2進(jìn)行描述。
[0050]加氫反應(yīng)得到的反應(yīng)液相產(chǎn)物(S1)由反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)入第一蒸餾塔?\中部，反應(yīng)液相產(chǎn)物重量流量為423kg/h，其重量組成為:乙醛0.1%，醋酸酯1.3%，甲醇51.2%，乙醇47.0%，重醇0.4%。第一蒸餾塔理論板數(shù)為90，進(jìn)料板為第45塊板，回流比為58，塔頂壓力為50kPa，塔頂溫度為20°C，經(jīng)第一蒸餾塔分離后得到的塔釜液(S3)重量流量為414kg/h，其重量組成為:甲醇51.6%，乙醇48.0%，重醇0.4%;得到的塔頂采出(S2)重量流量為8.8kg/h，主要成分為未反應(yīng)的醋酸酯、少量的甲醇以及輕烴，該物流返回反應(yīng)系統(tǒng)回收其中未反應(yīng)的醋fe酷。
[0051]第一蒸餾塔釜液(S3)由塔釜泵泵入第二蒸餾塔T2中部，第二蒸餾塔理論板數(shù)為30，進(jìn)料板為第13塊板，回流比為4.5，塔頂壓力為20kPa，塔頂溫度為28°C，經(jīng)第二蒸餾塔分離后