[发明专利]一种煤制乙醇液相产物的分离装置和分离方法

说明书

本发明公开一种煤制乙醇液相产物的分离装置和分离方法。煤制乙醇液相产物管线作为脱轻塔的进料管线，脱轻塔的塔顶物料采出管线作为甲乙酯分离塔的进料管线；塔底物料采出管线作为乙醇塔的进料管线；乙醇塔的塔顶物料采出管线作为甲醇塔的进料管线；侧线出料管线采出乙醇浓度为97.5wt%的乙醇‑水混合物；塔底物料采出管线作为乙醇回收塔的进料管线。核心步骤是在脱轻塔切割乙酸乙酯，紧接着在乙醇塔把甲醇和乙酸乙酯从塔顶采出，之后将各物质分离纯化，并利用智能优化整个流程，得到各塔之间的换热关系。本发明得到符合国标纯度要求的乙醇，甲醇，乙酸乙酯，乙酸甲酯产品，且节能效果显著。

技术领域

本发明属于精馏技术领域,涉及煤制乙醇液相产品分离过程中精馏提纯的节能工艺，特别涉及一种煤制乙醇液相产物的分离装置和分离方法。

背景技术

乙醇被广泛应用于食品制造、化工、运输等领域，是一种重要的基础化工产品。不仅如此，乙醇因其作为车用燃料无污染的特性，可以作为理想的高辛烷值的绿色能源及其添加剂。基于中国“富煤贫油少气”的现实国情，煤制乙醇生产工艺在乙醇制备领域有着得天独厚的竞争优势。不仅如此，有文献报道称，和生物质乙醇相比较，即使在原料价格波动的情况下，煤制乙醇也具有良好的节能效果和经济竞争力。

“甲醇先脱水制备二甲醚, 然后二甲醚进行羰基化反应生成乙酸甲酯, 最后由乙酸甲酯加氢制得乙醇”的煤制乙醇工艺路径因其工艺流程相对较短, 且设备投资低, 选择性高，催化剂价廉易得，极具市场竞争力，吸引了广大科技工作者的注意力。煤制乙醇技术在近年来不断发展，并且已经在2017年1月11日成功打通年产10万吨的煤制乙醇全流程。优化煤制乙醇的反应以及分离工序，不但提高得到的乙醇产品的质量，降低过程产生的能耗，采用更加有效的能量集成手段已成了煤制乙醇的一个重要研究方向。

对于化工流程的优化，过去往往通过设计者结合工程经验，进行繁琐的手动调整，这样的方法在目前无疑是效率相对较低的，而且难以做到全局最优；而基于概率搜索的智能优化算法全局搜索性强，通过对包括整数和连续变量在内的设计参数进行全局优化，这有助于突破传统手动调优过程中的不确定性，迫近全局最优解。

传统的煤制乙醇液相产品分离流程能耗较大，综合能耗通常大于3吨饱和蒸汽/吨乙醇产品。与时俱进，利用的智能进化算法对整个流程进行优化是一个极具前途的手段。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种煤制乙醇液相产物的分离装置和分离方法，具体技术方案如下：

本发明第一方面涉及一种煤制乙醇液相产物的分离装置，包括脱轻塔T1、乙醇塔T2、乙醇回收塔T3、甲醇塔T4、乙酯常压塔T5、乙酯加压塔T6、甲乙酯分离塔T7、甲酯加压塔T8和甲酯常压塔T9，各塔之间连接关系如下:

煤制乙醇液相产物管线S1作为脱轻塔T1的进料管线，脱轻塔T1的塔顶物料采出管线S2作为甲乙酯分离塔T7的进料管线；塔底物料采出管线S3作为乙醇塔T2的进料管线；

乙醇塔T2的塔顶物料采出管线S4作为甲醇塔T4的进料管线；侧线出料管线S5采出乙醇浓度为97.5wt%的乙醇-水混合物，通过后续的分子筛脱水装置可以得到符合产品要求的乙醇产品；塔底物料采出管线S6作为乙醇回收塔T3的进料管线；

乙醇回收塔T3的塔顶物料采出管线S7采出符合要求的乙醇产品；塔底物料采出管线S8排除重组分；

甲醇塔T4的塔顶物料采出管线S9作为乙酯常压塔T5的进料管线之一，甲醇塔T4的塔底物料采出管线S10作为甲醇产品第一采出管线，采出符合纯度要求的甲醇产品；

乙酯常压塔T5的塔顶物料采出管线S11作为乙酯加压塔T6的进料管线；塔底物料采出管线S12作为甲醇产品第二采出管线，采出符合纯度要求的甲醇产品；

乙酯加压塔T6的塔顶物料采出管线S13返回至乙酯常压塔T5作为其侧线进料管线，形成第一个循环；塔底物料采出管线S14采出符合纯度要求的乙酸乙酯产品；