本发明专利技术涉及醋酸酯加氢制备乙醇并联产2-丁醇的工艺及配套工艺系统，通过工业醋酸酯进行加氢纯化，产物经精馏提纯并脱水后得到乙醇并联产2-丁醇。该工艺所采用的催化剂中的活性组分为Cu-Zn-M（M选自Ir、Mn、W、Ru、Zr中的一种及一种以上的复合），通过调整反应温度，可选择性地联产2-丁醇。本发明专利技术采用的催化剂、工艺及装置，具有高活性、高选择性，高收率、市场适应性强、设备投资少、环境友好、制备工艺简单、经济实用等特点。同时由于单程转化率高，对反应热有效利用，大大减轻粗产品分离的负荷，缩短了生产流程，生产能耗也大幅度降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及醋酸酯加氢制备乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺及其配套工艺系统。
技术介绍
乙醇是重要的基本化工原料，用于制造乙醛、乙烯、乙胺、醋酸乙酯、醋酸、氯乙烷等，并衍生出医药、染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，与甲醇类似，乙醇可作能源使用。有的国家已开始单独用乙醇作汽车燃料或掺到汽油(10%以上)中使用以节约汽油。2-丁醇是用作生产甲乙酮的中间体，用于制醋酸丁酯、仲丁酯，可用作增塑剂、选矿剂、除草剂、溶剂等。专利CN102327774A公开了醋酸酯制备乙醇的方法。采用的是以铜为活性组分，助剂选自Mg\Zn\Mn\Ni\Sn\Ag\Pd和镧系元素中的一种或者几种，载体选自二氧化硅或氧化铝的催化剂，其在反应温度为140-210°C、压力为0. 3MPa 3MPa、时空速为0. 3 I. 2H'氢气空速为2000 eooor1的条件下，反应最高转化率仅为85%，乙醇选择性仅为91%。专利CN102093162A公开的醋酸酯加氢制乙醇催化剂，采用的是以5 50%铜为活性组分，助剂选自Zn\Mn\Mo\Co\Mg\Ba元素中的一种或者几种，约为I 10%，载体选自二氧化硅，其在反应温度为300°C、压力为5MPa的条件下，得到最高时空产率仅为I. 55g/(g催化剂 h)，乙醇选择性仅为97%。目前关于醋酸酯加氢制乙醇的文献报道中普遍对加氢产物组成的调节范围不大，不足以应对市场需求的变化引起的乙醇或2-丁醇产品价格的波动，此外还没有关于加氢工艺全流程工艺报道。并且采用所报道方法制备的催化剂具有明显的转化率、选择性低，时空产率低，收率低，床层压降高，反应温度高，氢酯比高，能耗高等不足之处。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种醋酸酯催化加氢制乙醇并联产2- 丁醇的工艺，可以根据市场需求选择性地生产乙醇产品或乙醇联产2- 丁醇产品。本专利技术采用以下技术方案一种醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺，包括选自以下步骤 中的任一I)将所述醋酸酯与氢气混合并气化预热后进入加氢反应器，在加氢催化剂的存在下进行加氢反应，生成产物乙醇；所述加氢反应的温度为150 220°C，反应压力为IMPa IOMpa ;将从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯，得到终产品乙醇；2)将所述醋酸酯与氢气混合并气化预热后进入加氢反应器，在加氢催化剂的存在下进行加氢反应，生成产物乙醇并联产2-丁醇；所述加氢反应的温度为260 320°C，反应压力为IMPa IOMPa ;将从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯，得到终产品乙醇和2-丁醇；所述加氢催化剂中含有活性组分和载体，其中活性组分包括Cu0、Zn0和MxOy (x为1-3的整数，y为1-3的整数)，且MxOy选自IrO2,MnO2,WO3^RuO2和ZrO2中的一种及一种以上的复合。所述加氢反应器为固定床反应器或流化床反应器，优选为固定床反应器，特别优选为管式固定床反应器或板式固定床反应器，规范较大时优选为折流板径向反应器。优选的，步骤I)中，所述加氢反应的温度为180 200°C，反应压力为1.5MPa 3MPa0优选的，步骤2)中，所述加氢反应的温度为280 300°C，反应压力为I. 5MPa 3MPa0优选的，本专利技术中，所使用的加氢催化剂中含有活性组分和载体，其中活性组分包括 Cu。、ZnO 和 MxOy (x 为 1-3 的整数，y 为 1-3 的整数)，且 MxOy 选自 IrO2, MnO2, WO3> RuO2和ZrO2 ;以催化剂的总重量计，各活性组分的含量如下CuO,以 Cu 计为 5_60wt %，优选为 15-29. 9wt %ZnO,以 Zn 计为 l_20wt %，优选为 Zn 5-20wt %MxOy，以 M 计为 0. l_5wt%，优选为 M 0.5_4wt%。优选的，所述加氢催化剂的载体选自二氧化硅、Y-Al2O3、分子筛，最优选为二氧化硅。本专利技术所选用的具有Cu-L-M-O组成的催化剂中，活性组分铜物种通过催化剂中的金属氧化物分散、修饰。将该催化剂用于醋酸酯加氢反应，能分别高选择性地制备乙醇或2-丁醇，即在较低的反应温度下制备高选择性的乙醇，在较高的反应温度下高选择性地得到乙醇并联产2-丁醇。优选的，所述加氢反应器中，液体质量时空速度为3_5Kg/Kg. h。优选的，所述加氢反应器中，氢酯比为10 20(摩尔比)。优选的，所述醋酸酯与氢气混合并气化并与所述加氢反应产物通过换热器换热后，再进入所述加氢反应器中。本专利技术还进一步公开了加氢产物的分离提纯工艺过程所述步骤I)中，从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯的过程包括下列步骤A)所述加氢反应产物经冷却后，进行气液分离；所得气相排放不凝气后，做为循环气经压缩机增压后进入所述加氢反应器进行循环使用，所得液体进入粗醇罐或直接进入醋酸酯回收塔中分离提纯；B)所述醋酸酯回收塔的塔顶得到的醋酸酯进行循环回用，所述醋酸酯回收塔的塔釜得到乙醇产品。所述步骤2)中，从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯的过程包括下列步骤A)所述加氢反应产物经冷却后，进行气液分离；所得气相排放不凝气后，做为循环气经压缩机增压后进入所述加氢反应器进行循环使用，所得液体进入粗醇罐或直接进入醋酸酯回收塔中分离提纯；B)所述醋酸酯回收塔的塔顶得到的醋酸酯进行循环回用，所述醋酸酯回收塔的塔釜得到液态乙醇、2- 丁醇及水的重组分进入乙醇精馏塔中分离；C)所述乙醇精馏塔的塔顶或侧线得到合格的乙醇产品，塔釜得到2- 丁醇及水的重组分与共沸剂混合后进入2- 丁醇共沸精馏塔中分离；D)所述共沸精馏塔的塔顶得到2- 丁醇、水及共沸剂的三元共沸物，塔釜得到废水 进行回收处理；所述三元共沸物进入分相器中得到油相和水相，所述油相主要组成为2- 丁醇和共沸剂的混合物，其中一部分返回共沸精馏塔用于回流，另一部分进入共沸剂回收塔中回收共沸剂，所述水相做为废水进行回收处理；E)所述共沸剂回收塔的塔顶得到共沸剂返回所述共沸精馏塔中回用，塔釜得到含有少量水的2- 丁醇进入吸附罐中进行脱水处理，得到产品2- 丁醇。优选的，所述醋酸酯回收塔、乙醇精馏塔、共沸精馏塔和共沸剂回收塔均为常压精馏塔。优选的，所述共沸精馏塔中，控制回流比为0. 01 5。优选的，所述共沸精馏塔中，共沸剂占进入共沸精馏塔中的物料的质量百分比为0.5 1.2%，最优选为0.6 1%。所述共沸剂选自环己烷、苯，优选为环己烷。优选的，所述含少量水的2- 丁醇物料经过加热器预热至140±5°C后，进入吸附罐中进行脱水处理。优选的，所述吸附罐中吸附温度为100 260°C，优选为140 230°C。优选的，所述吸附罐中装填的吸附剂可对2- 丁醇和水进行选择性吸附，在吸附罐中水被吸附剂吸附，从吸附罐脱水后的2- 丁醇气体，经产品冷凝器冷却得到无水2- 丁醇。优选的，所述吸附罐中的吸附剂选自5A分子筛、4A分子筛、9A分子筛和氧化钙，最优选为5A分子筛。本专利技术中所述醋酸酯原料可选用醋酸甲酯、醋酸乙酯当中的一种或两种。以不同的醋酸酯为原料进行加氢后所获得的加氢产物有所不同，例如以醋酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2- 丁醇的工艺，包括选自以下步骤中的任一 1)将所述醋酸酯与氢气混合并气化预热后进入加氢反应器，在加氢催化剂的存在下进行加氢反应，生成产物乙醇；所述加氢反应的温度为150 220°C，反应压力为IMPa IOMPa ;将从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯，得到终产品乙醇； 2)将所述醋酸酯与氢气混合并气化预热后进入加氢反应器，在加氢催化剂的存在下进行加氢反应，生成产物乙醇并联产2-丁醇；所述加氢反应的温度为260 320°C，反应压力为IMPa IOMPa;将从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯，得到终产品乙醇和2- 丁醇； 所述加氢催化剂中含有活性组分和载体，其中活性组分包括CuO、ZnO和MxOy，且MxOy选自Ir02、Mn0 2、TO3、RuO2和ZrO2中的一种及一种以上的复合。2.如权利要求I所述的醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺，其特征在于，以催化剂的总重量计，所述加氢催化剂中各活性组分的含量如下 CuO，以 Cu 计为 5-60wt% ZnO，以 Zn 计为 l-20wt% MxOy,以 M 计为 0. l-5wt%。3.如权利要求I所述的醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺，其特征在于，所述加氢反应器中，液体质量时空速度为3-5Kg/Kg. ho4.如权利要求I所述的醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺，其特征在于，所述醋酸酯与氢气混合并气化并与所述加氢反应产物通过换热器换热后，再进入所述加氢反应器中。5.如权利要求1-4中任一所述的醋酸酯催化加氢生产乙醇并选择性联产2-丁醇的工艺，其特征在于 所述步骤I)中，从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯的过程包括下列步骤 A)所述加氢反应产物经冷却后，进行气液分离；所得气相排放不凝气后，做为循环气经压缩机增压后进入所述加氢反应器进行循环使用，所得液体进入粗醇罐或直接进入醋酸酯回收塔中分离提纯； B)所述醋酸酯回收塔的塔顶得到的醋酸酯进行循环回用，所述醋酸酯回收塔的塔釜得到乙醇产品； 所述步骤2)中，从所述加氢反应器中出来的加氢反应产物进行分离提纯的过程包括下列步骤 A)所述加氢反应产物经冷却后，进行气液分离；所得气相排放不凝气后，做为循环气经压缩机增压后进入所述加氢反应器进行循环使用，所得液体进入粗醇罐或直接进入醋酸酯回收塔中分离提纯； B)所述醋酸酯回收塔的塔顶得到的醋酸酯进行循环回用，所述醋酸酯回收塔的塔釜得到液态乙醇、2- 丁醇及水的重组分进入乙醇精馏塔中分离； C)所述乙醇精馏塔的塔顶或侧线得到合格的乙醇产品，塔釜得到2-丁醇及水的重组分与共沸剂混合后进入2- 丁醇共沸...
【专利技术属性】
技术研发人员：王保明，李玉江，王东辉，徐长青，
申请(专利权)人：上海戊正工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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