[发明专利]乙酸乙酯加氢连续生产乙醇的生产系统以及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工产品的生产领域，具体涉及一种以乙酸乙酯为原料，催化加氢连续生产乙醇的生产系统以及生产方法。

背景技术

乙醇是重要的化工原料和潜在的液体燃料资源，是未来最具前途的汽油替代燃料之一。但是，传统的乙醇生产是以粮食发酵工艺为主，其生产成本和发展受到了很大的限制。

目前，乙酸乙酯加氢生产乙醇的技术，国内外都有大量的研究报告和专利技术发表，但尚无工业化装置投产。由于缺少合理、高效的生产设备以及生产系统，从而使乙酸乙酯加氢生产乙醇耗能高、生产成本高、制约了其工业规模的发展。

发明内容

为寻找一种新型的、低能耗的、工业上可行的以乙酸乙酯为原料连续生产乙醇的生产系统，本发明的目的是提供一种乙酸乙酯加氢连续生产乙醇的生产系统。

本发明的另一目的是提供一种乙酸乙酯加氢连续生产乙醇的生产方法。

本发明提供的乙酸乙酯加氢连续生产乙醇的生产系统，包括汽化装置、热交换装置、反应装置、冷却装置和分离装置；其中，所述汽化装置管程的入口为原料入口，出口与热交换装置管程的入口相连，热交换装置管程的出口与反应装置的入口相连，反应装置的出口与热交换装置壳程的入口相连，热交换装置壳程的出口与汽化装置壳程的入口相连，汽化装置壳程的出口再依次与所述冷却装置和分离装置相连。

所述生产系统还包括循环压缩装置和闪蒸装置，分别与所述分离装置相连。

所述循环压缩装置与所述汽化装置管程的入口相连。

所述闪蒸装置还连接有精馏装置。

所述反应装置为水浴式反应装置，其内部设有铜系催化剂床。

上述各个装置通过常规化工管路相连。

所述汽化装置为汽化器，所述汽化器包括筒体，所述筒体的顶部和底部分别连接上封头和下封头；

所述筒体内分别设有上管板和下管板，所述上管板和下管板之间沿筒体长度方向排列多个折流板，所述折流板的一端与筒体内壁之间留有缺口；

所述上封头与上管板之间的空间形成上管箱，所述下封头和下管板之间的空间形成下管箱；在所述下管箱内，所述下管板上连接子封头，所述子封头和下管板之间的空间形成子管箱；

所述子管箱覆盖空间内设有一组穿过上管板、下管板和折流板的预热管束；

所述子管箱覆盖空间外且位于预热管束外围设有一组穿过上管板、下管板和折流板的蒸发管束；

所述上管板上设置液体分布器。

进一步地，所述下封头的底端设有底部排液口。

进一步地，所述子封头上设有液体原料入口。

进一步地，所述下管箱内设有冷原料气进口。

进一步地，所述筒体上靠近下封头位置处设有热反应气出口和冷凝液出口。

进一步地，所述筒体上靠近上封头位置处设有热反应气进口。

进一步地，所述上封头的顶端设有混合原料气出口。

进一步地，所述蒸发管束的直径大于或等于原料液预热管束的直径。

进一步地，所述相邻两个折流板与筒体留有缺口的方向相对设置。

上述汽化装置中，预热管束和蒸发管束空间即为汽化装置管程，管束外部、上管板和下管板之间的空间为汽化器壳程。

本发明提供的乙酸乙酯加氢连续生产乙醇的生产方法，包括以下步骤：

（1）将乙酸乙酯和氢气分别送入汽化装置的管程，在其中乙酸乙酯汽化并与氢气混合形成混合原料气；

（2）步骤（1）得到的混合原料气进入热交换装置的管程内加热至200～250℃，然后再进入反应装置中进行反应；

（3）步骤（2）反应生成的热反应气由反应装置出口依次进入所述热交换装置的壳程和所述汽化装置的壳程，然后进入冷却装置冷却至40℃以下，再进入分离装置分离得到液体产物粗乙醇以及未反应的氢气。

优选地，所述步骤（1）包括以下过程：将液体乙酸乙酯送入所述汽化装置的预热管束中，液体乙酸乙酯在其中向上流动，然后通过液体分布器均匀的流入蒸发管束中并依靠重力向下流动；将冷的氢气送入蒸发管束，在其中向上流动，与液体乙酸乙酯接触，对液体乙酸乙酯进行汽提将其汽化，汽化后的乙酸乙酯和氢气混合形成混合原料气。

本发明提供的生产方法，是在利用汽提技术使混合气体中乙酸乙酯分压大幅度降低的前提下，利用了反应气中乙醇的饱和温度高于混合原料气中乙酸乙酯的饱和温度十几摄氏度的传热温差，使原本难以利用的低温余热得到了充分的利用。