[发明专利]一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇制备工艺，具体涉及一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺。

背景技术

乙醇是发现最早、用途最广的一种脂肪醇，也是酒的主要成分。室温下乙醇为无色、易挥发、易燃的液体。乙醇的用途广泛，例如可以用来制取乙醛、乙醚、醋酸乙酯、乙胺、环氧乙烷等多种化工原料，在消毒剂、饮料、稀释剂、环保涂料、农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等多种领域都有广泛应用。

目前，乙醇的工业生产方法主要有发酵法和乙烯水合法。发酵法的主要原料是玉米、甘蔗、高粱、木薯、稻谷等农作物，通过利用农作物中的淀粉发酵获得乙醇；但发酵法会消耗大量的粮食，成本太高。乙烯水合法是伴随着石油化工的兴起而发展的，包括间接水合法和直接水合法；但是，由于乙烯生产成本的不断提高，因此在我国乙烯法制乙醇基本处于停产状态。

近年来，随着甲醇羰基化技术的迅猛发展，醋酸产量显著提高，醋酸的价格大大降低。醋酸作为一种重要的化工原料，虽然在化工原料制备、农药、医药中间体等行业中有广泛应用，但是醋酸产能仍有很大过剩，对醋酸下有用途的开发迫在眉睫。

使用醋酸作为原料生产乙醇的途径有两种，一是醋酸直接加氢生成乙醇；另一种是醋酸先经酯化后生成醋酸酯，再由醋酸酯加氢生成乙醇。第一种方法中，醋酸的腐蚀性使得催化加氢反应器须有较高的耐腐蚀性，而且反应催化剂价格昂贵，使得生产成本高。与第一种方法相比，第二种方法多一步酯化过程，虽然降低了醋酸对反应器的腐蚀性，但是需要产物乙醇循环作为酯化原料进行酯化，相应增加了反应器的尺寸，而且催化加氢能耗高。

因此，寻找一种新的、能耗低、腐蚀性小、适于工业化放大生产的乙醇制备方法是十分必要的。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种能够回收反应热、降低生产能耗、纯化分离效果好的醋酸加氢制备乙醇的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种醋酸乙酯加氢制备乙醇的工艺，包含以下步骤：

A、将原料高压氢气经氢气预热器预热至120～170℃、送入汽化塔；将原料醋酸乙酯经醋酸酯加热器预热至120～190℃、送入汽化塔；醋酸乙酯与氢气经汽化塔内填料充分接触并汽化，由汽化塔底部出口排出；

B、来自汽化塔的混合气在原料气预热器壳程预热，达到190～260℃后送入盛装有催化剂的加氢反应器中，自上而下通过催化剂层进行加氢反应生成乙醇；反应后的气体产物由反应器本体底部出口排出；

C、加氢反应器排出的高温气体产物降温至70～90℃，然后经分离提纯后得到高纯乙醇产品。

所述步骤A中，原料高压氢气的压力为2～4.5MPa、温度为20～35℃，经氢气预热器预热后的氢气温度为150～160℃，由汽化塔顶部进入；原料醋酸乙酯的压力为2～4.5MPa、温度为40～60℃，预热后的醋酸乙酯温度为150～160℃，通过汽化塔上部的雾化喷头以雾状形式由上朝下喷入汽化塔中。

所述步骤B中，预热后的混合气温度为200～250℃，由加氢反应器顶部进入；加氢反应器为乙醇等温合成反应器，催化剂为碱金属催化剂。

作为加氢反应器的乙醇等温合成反应器，包括带人孔及卸料孔的反应器本体、换热管、合成气出口管、原料混合气进气管、开工电加热器、反应器配套废锅、锅炉循环泵、冷源进口、冷源出口，所述原料混合气进口管位于反应器本体上侧，合成气出口管位于反应器本体下侧，原料混合气进口管上端连接开工加热器，所述反应器本体内设有换热管，换热管的冷源进口位于反应器本体下侧，冷源进口的下端连接有锅炉循环泵，换热管的冷源出口位于反应器上侧，冷源出口连接有反应器配套废锅。

所述步骤C中，来自加氢反应器的高温气体产物先送入原料气预热器的管程，对进入原料气预热器壳程的合成气进行热交换，同时实现原料气的预热和气体产物的冷却；换热后的原料气温度升高到190～260℃，气体产物被冷却至70～90℃，进行分离提纯工段进行纯化。

分离提纯的具体操作步骤包括：

a、将70～90℃的乙醇气体产物送入一级气液分离器、使大部分乙醇和水被分离出来，分离出的粗乙醇送入闪蒸槽，未被分离的氢气乙醇混合物由一级气液分离器顶部排出、进入水冷器进行冷却，达40～60℃后被送入二级气液分离器进行二次分离；

b、二级气液分离器分离出的粗乙醇也送入闪蒸槽；未被分离的氢气混合气由二级气液分离器顶部排出，经循环机加压到3.5～4.5MPa后送回步骤A作为原料气循环使用；