【技术实现步骤摘要】
本申请涉及醋酸酯加氢制乙醇的，尤其涉及一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离装置及方法。
技术介绍
1、乙醇是一种易燃、易挥发的无色透明液体，在食品、医药、化工、燃料、印染和能源等方面具有重要而广泛的用途。在精细化工行业，乙醇作为重要的有机溶剂和原始化工材料，参与各种精细化工产品的合成、生产、萃取和提纯；在石油化工领域，乙醇可以用来制取乙酸、氯乙烷、乙醚和丁二烯等国民经济中至关重要化学品，尤其是乙醇脱水制乙烯这一逆向路线，很有可能促使未来石化产业结构的布局调整；在能源领域，乙醇经过水蒸气重整、氧化重整可转变成氢气，作为燃料电池直接的供能原料，解决了现有技术中氢气的储存与配给等问题，实现了氢能源的安全使用。因此，乙醇工业发展具有重要的现实意义。
2、工业上生产乙醇的方法从原料路线来说，只分为三大类：粮食发酵法、石油化工和碳一化工生产路线。
3、目前，乙醇的生产技术90%主要采用粮食发酵法。大型的乙醇生产企业都采用粮食发酵工艺。然而，面对粮食危机日益严重，为了不与民争粮，必须打破以粮食为原料制造燃料乙醇的传统模式，大力发展非粮作物为原料的制造。目前，正在大力扶持和发展以玉米秸秆等为原料的纤维素燃料乙醇项目。但是，由于生产成本太高，过度依赖相应补贴，生产技术也不完善。
4、石油化工路线以乙烯为原料，经直接水合制乙醇。国际油价不断上涨，使石油化工路线有可能走下坡路。
5、因此，碳一化工路线应运而生，以合成气（煤或天然气制气）为原料，直接合成、或经甲醇同系化或生物转化、或经醋酸制乙醇的方法发展
6、其中，碳一化工路线又可分为（1）合成气直接法以及（2）合成气间歇法。这两种路线的区别在于前者直接利用co和h2转化为乙醇，而后者为经甲醇-醋酸-乙醇或甲醇-醋酸-醋酸酯-乙醇或甲醇-二甲醚-醋酸酯-乙醇等不同路线。
7、由上所述，甲醇-醋酸-醋酸酯-乙醇这条工艺路线，采用非贵金属催化剂、避免醋酸强烈腐蚀、可调控式产品方案等优势以实现了工业化的蓬勃发展。其主要的反应原理如下：
8、酯化反应：ch3cooh + c2h5oh → ch3cooc2h5+ h2o；
9、加氢反应：ch3cooc2h5+ 2h2→ 2c2h5oh。
10、当前，利用醋酸酯加氢制乙醇的反应系统的节能优化已有大量资料报道。由于加氢过程为中等强度的放热反应，其自身的热量基本上维持平衡，无明显的蒸汽投入使用。因此，蒸汽消耗主要集中在后续的产品分离提纯中。
11、另外，如上述反应原理，加氢主反应过程中不会产生水分，但实际过程中由于存在少量的副反应（如下）发生，导致反应产物中存在一定含量的水分。而醋酸酯-水-乙醇为典型的三元共沸、乙醇-水为二元共沸，故要实现高纯度的乙醇往往需要增加分子筛吸附或膜脱水等方式来处理乙醇中水分。因此，在当前节能减排大背景下，如何将精馏分离、脱水热量有机结合以降低整体蒸汽消耗，成为了煤制乙醇发展的关键问题。
12、上述副反应主要包括如下反应：
13、（1）c2h5oh+h2→c2h6+ h2o；
14、（2）c2h5oh → ch3cho + h2；
15、（3）c2h5oh → c2h4+ h2o；
16、（4）c4h8o2→ c3h8o + co；
17、（5）2c2h5oh → ch3(ch2)3oh + h2o；
18、（6）2c2h5oh → c4h10o + h2o。
19、目前，相关技术中关于醋酸酯加氢制乙醇的产品分离方法主要集中在醋酸甲酯加氢产品的分离。具体如下：
20、相关技术中公开了一种醋酸酯加氢制乙醇的产品分离节能工艺，将醋酸酯加氢反应的粗产品，经脱轻处理后依次进入甲醇塔及乙醇塔，甲醇塔采用热泵精馏，甲醇塔塔顶蒸汽经热泵加压后分别进入甲醇塔再沸器和乙醇塔再沸器。该工艺以消耗电能的方式换取节约蒸汽的消耗，因此并未从根本上减少能耗，还增加了设备投资。
21、相关技术中还公开了一种分离醋酸酯-乙醇的方法，以离子液体或离子液体与有机溶剂组成的复合溶剂为萃取剂，原料经过萃取精馏阶段和萃取剂回收阶段，分离醋酸酯和乙醇。由于该工艺使用离子液体做萃取剂，引入第三种组分，并且离子液体昂贵，故难于工业化应用。
22、此外，相关技术中还公开了一种工业乙醇分离提纯的新工艺及装置，粗乙醇原料液与采出的工业乙醇产品a进行换热后进入隔壁精馏塔左侧中部，控制馏分条件，塔底采出富含乙醇、水和杂醇的重组分后，塔底重组分的物质进入乙醇精馏塔进行分离后，得到工业乙醇产品b，制得的一部分工业乙醇产品b回流至乙醇精馏塔顶部。由于该工艺使用隔壁精馏塔，设备成本大于普通精馏塔，同时，使用此工艺分离过程中蒸汽能耗均大于2t/t。
23、再者，相关技术中还公开了一种以醋酸酯为原料生产乙醇产品的方法及装备。以醋酸酯和氢气为原料，采用了铜基催化剂，气相催化加氢，反应热回收、反应产物净化、三元共沸精馏、隔壁塔、热耦合精馏等技术及装备，主要特征是包括醋酸酯催化加氢反应单元及乙醇产品精制单元，醋酸酯和氢气原料在醋酸酯催化加氢反应单元得到含有乙醇的加氢反应液；加氢反应液送至乙醇产品精制单元得到乙醇产品；乙醇产品精制单元包括脱轻塔和精馏塔，加氢反应产物首先通过脱轻塔主要脱除氢气、氮气及乙烷轻杂质组分，处理后的加氢反应液送至精馏塔，主要脱除乙醛、乙醚及醋酸乙酯杂质组分，得到燃料乙醇产品或无水乙醇产品。该方法并为考虑系统中水对纯度的影响，也限制了该方法的进一步应用。
24、同时，相关技术中还公开了一种煤制乙醇液相产物的分离装置和分离方法，其涉及的塔器数量不低于9台，分离过程繁琐，设备成本高。
25、因此，亟待寻求一种低能耗的、工业化可行的醋酸酯加氢制乙醇的产品分离系统及方法，为大规模生产乙醇提供节能优化的思路。
技术实现思路
1、本申请提供一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离装置及方法。本申请旨在工艺流程尽可能简化的条件下，以最低的生产能耗实现降本增效。通过精馏组分分割策略、差压热耦合的方式获取纯度不低于99.8wt.%的优级纯无水乙醇，为实现非粮乙醇提供技术支撑。
2、第一方面，本申请提供一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离装置，采用如下技术方案：
3、一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离装置，所述产品分离装置包括通过管道依次连接的脱轻塔、精制塔、回收塔；物料自所述脱轻塔中部进入所述脱轻塔、经所述脱轻塔底部自所述精制塔中部进入所述精制塔、经所述精制塔底部自所述回收塔中部进入所述回收塔；
4、所述脱轻塔进料本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的产品分离装置，其特征在于，所述脱轻塔（T1）底部设置有不少于2台再沸器；
3.根据权利要求1所述的产品分离装置，其特征在于，所述精制塔（T2）为带压操作的塔器，以实现所述精制塔（T2）与所述脱轻塔（T1）、所述回收塔（T3）之间的热耦合；
4.一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离方法，其特征在于，所述产品分离方法利用权利要求1-3中任一项所述的产品分离装置完成。
5.根据权利要求4所述的产品分离方法，其特征在于，所述分离方法具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的产品分离方法，其特征在于，初始物料为醋酸酯加氢制乙醇的反应粗产物；所述初始物料的组成范围如下：乙醇95~99wt.%；乙醚0.005~0.01wt.%；醋酸乙酯0.5~5wt.%；C3醇0.01~1wt.%；C4醇0.01~1wt.%；水0.1~5wt.%；
7.根据权利要求5所述的产品分离方法，其特征在于，所述精制塔（T2）的操作压力为0.3~0.6MPaG；<...
【技术特征摘要】
1.一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的产品分离装置，其特征在于，所述脱轻塔（t1）底部设置有不少于2台再沸器；
3.根据权利要求1所述的产品分离装置，其特征在于，所述精制塔（t2）为带压操作的塔器，以实现所述精制塔（t2）与所述脱轻塔（t1）、所述回收塔（t3）之间的热耦合；
4.一种节能型醋酸酯加氢制乙醇的产品分离方法，其特征在于，所述产品分离方法利用权利要求1-3中任一项所述的产品分离装置完成。
5.根据权利要求4所述的产品分离方法，其特征在于，所述分离方法具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的产品分离方法，其特征在于，初始物料为醋酸酯加氢制乙醇的反应粗产物；所述初始物料的组成范围如下：乙醇95~99wt.%；乙醚0.005~0.01wt.%；醋酸乙酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建华，王新健，徐源青，刘江永，张强，王金亭，王学珍，
申请(专利权)人：北京弗莱明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。