[发明专利]一种煤制乙醇的反应系统及方法

说明书

本发明提供了一种煤制乙醇的反应系统及方法，所述反应系统包括：依次连接的甲醇制二甲醚反应单元以及二甲醚制乙醇反应单元，其中所述甲醇由煤气化制备得到；所述甲醇制二甲醚反应单元包括：二甲醚反应器；甲醇通入所述二甲醚反应器中进行气相催化脱水反应；所述二甲醚制乙醇反应单元包括：羰基化反应器，在所述羰基化反应器的外侧设置有第一微界面发生器，所述第一微界面发生器通入从所述汽提塔分离出来的二甲醚、以及一氧化碳，经过所述第一微界面发生器的分散破碎后进入所述羰基化反应器进行反应。本发明提供的反应系统降低了能耗，降低了反应温度，提高了原料的利用率，同时有效的提高了产能。

技术领域

本发明涉及煤制乙醇领域，具体而言，涉及一种煤制乙醇的反应系统及方法。

背景技术

世界范围内，乙醇的生产路线有粮食发酵路线、石油化工路线和煤、天然气等碳一化工路线。粮食发酵路线在国际上应用广泛，大型的乙醇生产企业多采用粮食发酵工艺。受到“粮食危机”影响，国内现今已停止批准新建玉米燃料乙醇项目。以木薯和玉米秸秆发酵的纤维素燃料乙醇项目由于其生产成本高、过度依赖国家补贴、生产技术不完善等因素经济效益不佳。石油化工路线以乙烯为原料，通过乙烯水合法制燃料乙醇。我国石油大量依靠进口，乙烯价格往往高于乙醇价格，制约了此法在我国的应用和推广。

煤、天然气等碳一化工路线是以煤或天然气为原料先制得合成气和甲醇后，再通过二甲醚法或醋酸法制得乙醇的方法，此方法以煤为原料，再加上我国煤炭资源丰富，因此现在在我国应用最为广泛。但是这种方法存在着反应压力高、温度高、能耗高，原料利用率低、产能低等一系列问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种煤制乙醇的反应系统，该反应系统通过将反应系统与微界面发生器进行组合后，降低了能耗，降低了反应温度，提高了反应产率，尤其是提高反应气相的利用率，同时有效的提高了产能，进而提高了产品的品质以及收率，此外也起到了节省设备成本，节约设备占地面积的作用。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述反应系统进行煤制乙醇的反应方法，该反应方法对反应原料进行充分的分散破碎，提高了反应的传质效率，提高了反应原料转化率，也相应的提高了产品的产率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种煤制乙醇的反应系统，包括：依次连接的甲醇制二甲醚反应单元以及二甲醚制乙醇反应单元，其中所述甲醇由煤气化制备得到；

所述甲醇制二甲醚反应单元包括：二甲醚反应器；甲醇通入所述二甲醚反应器中进行气相催化脱水反应，反应后的产物进入第一精馏塔中进行二甲醚提纯，精馏后的气相去往洗涤塔以对气相的二甲醚进行回收，精馏后的液相去往汽提塔进行甲醇与二甲醚的分离，分离后的二甲醚去往二甲醚制乙醇反应单元；

所述二甲醚制乙醇反应单元包括：羰基化反应器，在所述羰基化反应器的外侧设置有第一微界面发生器，所述第一微界面发生器通入从所述汽提塔分离出来的二甲醚、以及一氧化碳，经过所述第一微界面发生器的分散破碎后进入所述羰基化反应器进行反应，所述羰基化反应器连接第二微界面发生器以用于将羰基化产物通入所述第二微界面发生器，所述第二微界面发生器同时通入氢气，经过所述第二微界面发生器的分散破碎后进入加氢反应器以进行乙酸甲酯加氢反应，加氢反应后的反应产物经过第二精馏塔进行甲醇与乙醇的分离，得到乙醇。

本发明的煤制乙醇的反应系统，通过在羰基化反应器以及加氢反应器之前均相应的设置有微界面发生器，将进入的气相进行分散破碎成微气泡，从而提高传质效果，在微界面发生器的内部通入液相的主要作用是配合气体的分散破碎，相当于介质的作用。