[發明專利]一種由液相醋酸和氫氣混合氣化的方法

有效

• 申請號: 201210433499.6
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102908958A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 宋勤華;夏吳;邵守言;肖曉愚;凌晨;王留書;朱桂生;陽俊;朱懷松;彭杰;唐麗
• 申請（專利權）人: 江蘇索普（集團）有限公司;中國五環工程有限公司
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00;C07C31/08;C07C29/149
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

技術領域

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????本發明涉及化工生產領域，具體涉及一種由液相醋酸和含氫氣的氣體混合氣化的方法。

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技術背景

乙醇是一種重要的基礎化工原料和有機溶劑，還是理想的高辛烷值無污染的車用燃料及其添加劑。現有乙醇的工業生產方法基本采用發酵法，根據原料不同，可分為淀粉發酵制乙醇工藝與纖維素制乙醇工藝。燃料乙醇作為清潔能源發展迅速，但在我國因為原料成本和糧食問題限制不能大幅推廣，亟需開發乙醇生產的新途徑。近幾年，隨著工業醋酸產能擴張，醋酸價格持續走低，采用醋酸加氫制乙醇技術具備了較好的經濟性，引起國內外科研院所和大型企業的重視。

醋酸是一種腐蝕性很強的有機酸，液相醋酸在高溫工況下極具腐蝕性并且可以破壞催化劑和反應設備，高溫工況下醋酸設備選材比較困難，目前120?℃?以上的醋酸則主要采用哈氏合金和鋯材。而氣相中的醋酸比液相中的醋酸具有較小腐蝕性，可以降低對較高級別材料的需要，因此降低成本。

近年來，醋酸氣相加氫制乙醇技術得到廣泛研究，如?USP?4,517,391報導了Co-Cu-Mn-Mo沉淀型催化劑，可將醋酸氣相加氫轉化為乙醇。USP?7,608,744報道了適用于醋酸氣相加氫制乙醇的石墨負載Co基催化劑專利。USP?4,777,303也將乙酸在氣相中反應。

申請號201180001961.9的中國專利介紹了通過使氣化醋酸加氫生產乙醇的方法。在氫氣存在下將醋酸氣化從而為生產乙醇的加氫工藝提供蒸汽進料流。可以將醋酸在低于反應器操作壓力下醋酸沸點的溫度下氣化。該專利中所述的醋酸和氫氣混合氣化方法存在以下不足：首先，無法準確控制混合氣體中H2/醋酸的摩爾比。其次，氫氣比熱小，在高壓下氫氣需加熱至很高溫度才能保證醋酸氣化，對外供熱源要求較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種由液相醋酸和氫氣混合氣化的方法。

為實現上述目的，本發明提供的一種由液相醋酸和氫氣混合氣化的方法，將醋酸與含氫氣的氣體在蒸發器中混合氣化，混合前含氫氣的氣體的溫度為100-300℃，醋酸溫度為30-160℃，醋酸與含氫氣的氣體操作壓力均為1.0-20.0MPa，在該操作壓力下蒸發器頂部混合氣體溫度低于操作壓力下的乙酸沸點溫度。所得混合氣體壓力為1.0-20.0MPa，混合氣體中H2/醋酸的摩爾比為1-250。

本發明的混合氣化原理為：液相醋酸從底部進入蒸發器，醋酸為連續相分布于蒸發器中，含氫氣的氣體以鼓泡的方式通過醋酸層，在與醋酸接觸過程中，在外部熱源的作用下，通過控制蒸發器頂部混合氣體溫度，以實現對于混合氣體中H2/醋酸摩爾比的控制。

本發明的混合氣化條件為：含氫氣的氣體溫度為100-300^oC；醋酸溫度為30-160^oC；醋酸與含氫氣的氣體操作壓力均為1.0-20.0MPa；混合氣體壓力為1.0-20.0MPa；混合氣體中H2/醋酸的摩爾比為1-250。

本發明所使用的含氫氣的氣體中所述的氫氣可以是氫氣，也可以是一氧化碳、甲烷、乙炔、乙烯、乙烷、氧氣。所采用的含氫氣的氣體中氫氣含量在0-100%且大于0。

本發明所使用的醋酸可以是醋酸，也可以是甲酸、丙酸等羧酸類物質，?也可以是醋酸酐、丙酸酐等酸酐類物質，也可以是乙醛、丙醛等醛類物質。???

本發明所述蒸發器內含氫氣的氣體為分散相。

本發明所使用的醋酸和含氫氣的氣體可以衍生自任何合適的來源，包括天然氣、石油、煤、生物質等。可以通過甲醇羰基化、乙醛氧化、乙烯氧化、氧化發酵和厭氧發酵生產醋酸。可以通過電解法制氫氣、水煤氣法制氫氣、由石油熱解的合成氣和天然氣制氫氣。

本發明所述含氫氣的氣體可以經變壓吸附塔、膜、填料塔或它們的組合以除去氫氣進料管線中的雜質例如一氧化碳和氧氣。所述含氫氣的氣體可以通過非直接接觸式換熱器用另一料流進行預加熱，也可以采用外部熱源進行預加熱。

本發明所述醋酸可以通過非直接接觸式換熱器用另一料流進行預加熱，也可以采用外部熱源進行預加熱。

本發明所述外部熱源可以是蒸汽、導熱油、熔鹽、煙道氣，也可以采用電加熱方式進行加熱。