[发明专利]一种醋酸甲酯加氢制乙醇的产物分离系统及分离方法

说明书

本发明涉及一种醋酸甲酯加氢制乙醇的产物分离系统及分离方法。本发明采用包括第一精馏塔，第二精馏塔，第三精馏塔和第四精馏塔的分离工艺，含有酯、甲醇、乙醇的原料进入第一精馏塔非清晰切割，分出部分甲醇并脱除轻杂质，塔顶液相进入第二精馏塔分离出高纯甲醇，第一精馏塔塔釜液相依次进入第三、第四精馏塔，分别得到甲醇、乙醇产品和重组分杂质。本发明利用第一精馏塔进行非清晰分割，将轻组分酯类等物质杂质与重关键组分乙醇分离，在保证乙醇产品纯度的同时，增加乙醇的收率，还减少羧酸酯的损失，降低物耗。

技术领域

本发明涉及一种合成气间接制乙醇的产物分离系统及分离方法，具体为醋酸甲酯加氢制乙醇的产物分离系统及分离方法。

背景技术

乙醇(CH₃CH₂OH)是一种重要的基本化工原料，被广泛地应用于食品、化工、军工、医药等诸多领域。乙醇也是世界公认的环保清洁燃料和油品质量改良剂，可以作为车用燃料调入汽油，是一种新型的清洁燃料。燃料乙醇是可再生能源开发利用的重要方向，其使用比例在逐步增加，美国和巴西使用乙醇汽油的历史已超过30年，欧洲和东南亚也在积极推广使用乙醇汽油。

乙醇汽油的缺口巨大，依照2017年国家推出的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》，到2020年，车用乙醇汽油要在全国范围内推广使用。现阶段的燃料乙醇主要由陈化粮发酵得到，但是现有的生产能力根本不能达到国内的需求目的。如果只是强调粮食制乙醇，则乙醇的产量存在制约；但如果从煤炭等化石资源制备乙醇，那么就能很好地弥补国内燃料乙醇产量上的缺口。

专利CN103012062B和CN203033918U公开了合成气间接生产乙醇的工艺，以工业级合成气一氧化碳和氢气为原料，经甲醇合成、脱水制备二甲醚，再将二甲醚羰化得到醋酸甲酯，醋酸甲酯加氢并将产物纯化后得到乙醇产品。CN107376987A、CN104667925A等专利分别公开了用于甲醇/二甲醚羰基化反应和醋酸酯加氢的催化剂。专利CN105749913A、CN102974382B、CN103240095A、CN102327774B和CN101934228A等公开了用于醋酸甲酯加氢制乙醇的催化剂。根据专利所述，醋酸酯加氢的转化率在80％～99％之间，乙醇选择性介于90％～99.9％之间。加氢制乙醇的产物中，除了甲醇乙醇外，还有轻组分如醚、氢气、醋酸酯等物质，以及丙醇、丁醇等重组分。

专利CN105367384B、CN105367386B、CN105439821B、CN105439819B等公开了醋酸酯加氢制乙醇并联产甲醇的分离方法，通过萃取精馏的方法，利用水作为萃取剂，打破醇与醋酸酯的共沸，获得高纯的甲醇和乙醇产品。但是，引入水作为萃取剂，将增加装置废水量，且微量水随着甲醇带入羰化系统，可能会导致羰化过程产生醋酸，增加设备的腐蚀。专利CN105037094B公开了一种醋酸酯加氢制乙醇产物分离过程的能量耦合精馏方法。加氢粗产物通过脱轻塔、甲醇塔和乙醇塔可以得到纯度高的甲醇和乙醇。同时，将甲醇塔顶蒸汽作为脱轻塔和乙醇塔塔釜热源，降低了装置的能耗。但是，该方法仍存在着一些缺点：进入甲醇塔的甲醇量大，带走的乙醇量也会较多，将导致能耗高且乙醇收率较低的问题；脱轻塔带走的羧酸酯类化合物较多，将使流程物耗降低。总的来说，现有的醋酸酯加氢产物的分离过程，存在着能耗物耗偏高，乙醇产品收率较低的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种醋酸甲酯加氢制乙醇的产物分离系统及分离方法，所述分离系统在三塔精馏的基础上，通过增加一个精馏塔，起到非清晰分割甲醇的作用，减少进甲醇塔物流中甲醇的量，降低甲醇塔的负荷，也减少乙醇产品在甲醇塔顶部的损失；同时，含轻组分的气相在两个塔塔顶先后排出，有助于减少醋酸酯类化合物的损失，降低流程的物耗。优选地，利用变压精馏(第三精馏塔)实现热量耦合降低能耗，即利用第三精馏塔塔顶蒸汽作为热源，给第一精馏塔、第二精馏塔和第四精馏塔中一个或多个塔釜加热，节省过程能耗。与没有热耦合的分离流程相比，本流程的蒸汽耗量降低41％以上，综合能耗减少40％以上。

本发明是通过以下技术方案实现的：