一種醋酸乙酯加氫制備乙醇的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種乙醇制備工藝，具體設及一種醋酸乙醋加氨制備乙醇的工藝。
【背景技術】
[0002] 乙醇是發現最早、用途最廣的一種脂肪醇，也是酒的主要成分。室溫下乙醇為無 色、易揮發、易燃的液體。乙醇的用途廣泛，例如可W用來制取乙醒、乙酸、醋酸乙醋、乙胺、 環氧乙燒等多種化工原料，在消毒劑、飲料、稀釋劑、環保涂料、農藥、醫藥、橡膠、塑料、人造 纖維、洗涂劑等多種領域都有廣泛應用。
[0003] 目前，乙醇的工業生產方法主要有發酵法和乙締水合法。發酵法的主要原料是玉 米、甘薦、高梁、木馨、稻谷等農作物，通過利用農作物中的淀粉發酵獲得乙醇;但發酵法會 消耗大量的糧食，成本太高。乙締水合法是伴隨著石油化工的興起而發展的，包括間接水合 法和直接水合法;但是，由于乙締生產成本的不斷提高，因此在我國乙締法制乙醇基本處于 停產狀態。
[0004] 近年來，隨著甲醇幾基化技術的迅猛發展，醋酸產量顯著提高，醋酸的價格大大降 低。醋酸作為一種重要的化工原料，雖然在化工原料制備、農藥、醫藥中間體等行業中有廣 泛應用，但是醋酸產能仍有很大過剩，對醋酸下有用途的開發迫在眉睫。
[0005] 使用醋酸作為原料生產乙醇的途徑有兩種，一是醋酸直接加氨生成乙醇；另一種 是醋酸先經醋化后生成醋酸醋，再由醋酸醋加氨生成乙醇。第一種方法中，醋酸的腐蝕性使 得催化加氨反應器須有較高的耐腐蝕性，而且反應催化劑價格昂貴，使得生產成本高。與第 一種方法相比，第二種方法多一步醋化過程，雖然降低了醋酸對反應器的腐蝕性，但是需要 產物乙醇循環作為醋化原料進行醋化，相應增加了反應器的尺寸，而且催化加氨能耗高。
[0006] 因此，尋找一種新的、能耗低、腐蝕性小、適于工業化放大生產的乙醇制備方法是 十分必要的。

【發明內容】

[0007] 為解決現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠回收反應熱、 降低生產能耗、純化分離效果好的醋酸加氨制備乙醇的方法。
[000引為實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：
[0009] -種醋酸乙醋加氨制備乙醇的工藝，包含W下步驟：
[0010] A、將原料高壓氨氣經氨氣預熱器預熱至120~170°C、送入汽化塔;將原料醋酸乙 醋經醋酸醋加熱器預熱至120~190°C、送入汽化塔;醋酸乙醋與氨氣經汽化塔內填料充分 接觸并汽化，由汽化塔底部出口排出；
[0011] B、來自汽化塔的混合氣在原料氣預熱器殼程預熱，達到190~26(TC后送入盛裝有 催化劑的加氨反應器中，自上而下通過催化劑層進行加氨反應生成乙醇；反應后的氣體產 物由反應器本體底部出口排出；
[0012] C、加氨反應器排出的高溫氣體產物降溫至70~90°C，然后經分離提純后得到高純 乙醇產品。
[0013] 所述步驟A中，原料高壓氨氣的壓力為2~4.5MPa、溫度為20~35°C，經氨氣預熱器 預熱后的氨氣溫度為150~160°C，由汽化塔頂部進入;原料醋酸乙醋的壓力為2~4.5MPa、 溫度為40~60°C，預熱后的醋酸乙醋溫度為150~160°C，通過汽化塔上部的霧化噴頭W霧 狀形式由上朝下噴入汽化塔中。
[0014] 所述步驟B中，預熱后的混合氣溫度為200~250°C，由加氨反應器頂部進入;加氨 反應器為乙醇等溫合成反應器，催化劑為堿金屬催化劑。
[0015] 作為加氨反應器的乙醇等溫合成反應器，包括帶人孔及卸料孔的反應器本體、換 熱管、合成氣出口管、原料混合氣進氣管、開工電加熱器、反應器配套廢鍋、鍋爐循環累、冷 源進口、冷源出口，所述原料混合氣進口管位于反應器本體上側，合成氣出口管位于反應器 本體下側，原料混合氣進口管上端連接開工加熱器，所述反應器本體內設有換熱管，換熱管 的冷源進口位于反應器本體下側，冷源進口的下端連接有鍋爐循環累，換熱管的冷源出口 位于反應器上側，冷源出口連接有反應器配套廢鍋。
[0016] 所述步驟C中，來自加氨反應器的高溫氣體產物先送入原料氣預熱器的管程，對進 入原料氣預熱器殼程的合成氣進行熱交換，同時實現原料氣的預熱和氣體產物的冷卻；換 熱后的原料氣溫度升高到190~260°C，氣體產物被冷卻至70~90°C，進行分離提純工段進 行純化。
[0017] 分離提純的具體操作步驟包括：
[0018] a、將70~90°C的乙醇氣體產物送入一級氣液分離器、使大部分乙醇和水被分離出 來，分離出的粗乙醇送入閃蒸槽，未被分離的氨氣乙醇混合物由一級氣液分離器頂部排出、 進入水冷器進行冷卻，達40~60°C后被送入二級氣液分離器進行二次分離；
[0019] b、二級氣液分離器分離出的粗乙醇也送入閃蒸槽;未被分離的氨氣混合氣由二級 氣液分離器頂部排出，經循環機加壓到3.5~4.5M化后送回步驟A作為原料氣循環使用；
[0020] C、粗乙醇在閃蒸槽內進行閃蒸降壓分離，閃蒸壓力為0.5~0.7MPa;閃蒸后得到的 質量分數96 ± 2%的乙醇粗品的，送入精饋裝置進行進一步提純；
[0021] d、乙醇粗品經過脫輕塔、脫重塔的精饋提純、分子篩吸附床的吸附除水后，即得到 質量分數99.7~99.9%的燃料乙醇。所述脫輕塔壓力W表壓計為0.05~0.15MPa，脫重塔的 塔頂壓力W表壓計為0.35~0.45MPa。
[0022] 在分離提純工段中，所述一級氣液分離器、二級氣液分離器均為等溫等壓的絲網 氣液分離器;其中，在二級氣液分離器的頂部設置有霧化噴淋裝置，霧狀的粗乙醇向下運 動，與向上流動的混合氣逆向接觸、充分吸收;吸收分離效果得到顯著提高。
[0023] 步驟C得到的乙醇粗品，質量分數達到96±2%，達到了醋酸醋合成工段的原料質 量要求，因此可W直接作為醋化原料、送入醋酸醋合成工段，且無需再進行升溫。
[0024] 本發明的有益效果是：
[0025] 本發明提供了一種醋酸乙醋加氨制備乙醇的工藝，所得乙醇產品收率高、純度高。 本工藝對催化加氨反應過程中的反應熱進行了合理回收，不需要額外進行加熱，因此大大 降低了反應能耗，與現有醋酸乙醋催化加氨反應的能耗相比，降低10% W上。
[0026] 本發明的分離提純方法，包括多級氣液分離、閃蒸分離、粗乙醇共沸精饋、分子篩 吸附，分離效果顯著提高，最終得到純度高達99.7%~99.9%的燃料乙醇；同時，分離提純 過程中分離出的含有氨氣和微量乙醇的混合氣體均返回乙醇合成工段進行循環利用，提高 了氨氣和乙醇的利用率，降低了生產能耗，減少了廢氣排放，符合清潔生產的要求。與常規 分離精饋工藝相比，大大提高了綜合利用能力，顯著降低了生產能耗。
[0027] 本發明采用的加氨反應器為乙醇等溫合成反應器，在反應器內置用于回收反應熱 的換熱管，脫氧水吸收反應熱后產生蒸汽，供生產系統使用；同時保證了床層的反應溫度， 提供了系統操作的穩定性。
[0028] 本發明采用二級氣液分離、W確保分離效果。所使用的一級氣液分離器、二級氣液 分離器均為等溫等壓的絲網氣液分離器;氣體產物進入絲網氣液分離器后，通過細金屬絲 網層時，液滴與絲網相接觸、凝聚并集流于分離器底部，從而達到氣液分離的效果，分離速 度快、分離效果好。為了進一步加強分離效果，在二級氣液分離器頂部還設置有霧化噴淋裝 置，霧狀的粗乙醇和混合氣接觸吸收，分離效果顯著提高，并增強了系統操作的穩定性。使 用兩級氣液分離，使分離效果大大提高，一方面提高了粗乙醇的純度、減少后續進一步純化 的難度，降低分離提純成本;另一方面，減少了氨氣乙醇混合物循環利用時氣體帶液給壓縮 機所帶來的危害，降低了系統內循環的動能消耗，保證氨氣循環使用的穩定進行。經過氣液 分離的粗乙醇進入閃蒸槽進行閃蒸分離，分離出的乙醇粗品的質量分數達到96%左右，可 W直接作為醋化原料、送入醋酸醋合成工段，利用乙醇粗品自身的溫度，無需再額外升溫即 可進行醋化反應，生產能耗大大降低。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明工藝方法的流程示意圖；
[0030] 圖2為本發明分離提純工段的流程示意圖；
[0031 ]圖3為本發明使用的加氨反應器的整體結構示意圖；
[0032] 其中，1、原料混合氣進氣管，2、合成氣出氣管，3、合成氣出氣管，4、冷源進口，5、冷 源出口，6、冷源出口，7、反應器配套廢鍋，8、鍋爐循環累，9、開工電加熱器，10、反應器本體， 11、換熱管，12、人孔及卸料孔。
【具體實施方式】
[0033] 下面通過具體實施例對本發明作進一步詳細說明，但實施例不是本發明保護范圍 的限制。
[0034] 實施例1
[00巧]一種醋酸乙醋加氨制備乙醇的工藝，包含W下步驟：
[0036] A、將原料高壓氨氣(壓力為2~3.5MPa、溫度為20~35°C)經氨氣預熱器預熱至140 ~170°C、送入汽化塔頂部;將原料醋酸乙醋(壓力為2~3.51?曰、溫度為40~50°(：)送入醋酸 醋加熱器加熱至140~170°C，通過汽化塔上部的霧化噴頭W霧狀形式由上朝下噴入汽化塔 中;醋酸乙醋與氨氣經汽化塔內填料充分接觸并汽化，由汽化塔底部出口排出；
[0037] B、來自汽化塔的原料混合氣在原料氣預熱器殼程預熱，達到180~220°C后送入盛 裝有堿金屬催化劑的加氨反應器頂部