[發(fā)明專利]一種合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210559809.9
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103012062A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 王東輝;王保明;李玉江;徐長青
• 申請（專利權）人: 上海戊正工程技術有限公司
• 主分類號: C07C31/08
• 分類號: C07C31/08;C07C29/149
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

1.一種合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝，先以氫氣和工業(yè)級一氧化碳混合形成的合成氣為原料合成甲醇，甲醇再脫水制備出二甲醚，然后二甲醚與一氧化碳和氫氣混合進行羰化反應制取醋酸甲酯，醋酸甲酯純化后進行加氫，加氫產(chǎn)物純化后即得到乙醇產(chǎn)品。

2.如權利要求1所述的合成氣間接生產(chǎn)乙醇的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將氫氣和工業(yè)級一氧化碳混合形成的合成氣從甲醇反應器的頂部通入，在合成甲醇催化劑的存在下進行催化合成甲醇反應；所述甲醇反應器中反應溫度為200～300℃，反應壓力為3～12MPa；

（2）將所述甲醇反應器中合成甲醇反應產(chǎn)物通入閃蒸罐閃蒸分離進行甲醇的粗分，或者通入甲醇精餾分離工藝單元進行甲醇的精制；

（3）所述閃蒸罐或者甲醇精餾分離工藝單元分離出的粗甲醇或者精甲醇經(jīng)預熱器預熱至甲醇的泡點溫度后，從裝有固體超強酸填料的反應精餾塔的下部通入進行甲醇脫水制取二甲醚的反應精餾過程；

（4）將所述反應精餾塔塔頂采出的二甲醚與氫氣、工業(yè)一氧化碳混合為羰化反應原料氣進入羰化反應器，在羰化催化劑存在下進行羰化反應生成醋酸甲酯；

（5）所述羰化反應的反應產(chǎn)物從羰化反應器底部引出，進入二甲醚回收塔精餾回收二甲醚；二甲醚回收塔頂部采出二甲醚及少量醋酸甲酯等輕組分，底部液體重組分進入醋酸甲酯精餾塔進一步分離提純；

（6）將所述醋酸甲酯精餾塔頂部分離出的醋酸甲酯等輕組分與氫氣混合為加氫反應原料氣后進入加氫反應器，在加氫催化劑存在下進行加氫反應，生成甲醇和乙醇；所述加氫反應的溫度為190～320℃，反應壓力為1～10MPa；

（7）所述加氫反應的反應產(chǎn)物從加氫反應器的底部引出，進入醋酸甲酯回收塔，回收醋酸甲酯等輕組分；所述醋酸甲酯回收塔塔釜液體重組分進入乙醇產(chǎn)品塔進一步分離提純，得到乙醇產(chǎn)品。

3.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述氫氣和工業(yè)級一氧化碳的純度分別為99.9V%和98V%；所述氫氣和工業(yè)級一氧化碳的混合體積比為2-3.5：1。

4.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述甲醇反應器設有換熱系統(tǒng)，所述甲醇反應器的換熱器統(tǒng)包括甲醇反應器出口換熱器和甲醇反應器進口換熱器，所述合成氣進入甲醇反應器之前還經(jīng)過所述甲醇反應器的換熱系統(tǒng)多級連續(xù)換熱達到所述甲醇反應器的催化劑床層進口溫度后，再進入所述甲醇反應器進行催化合成甲醇反應。

5.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述催化合成甲醇反應的產(chǎn)物從甲醇反應器的底部出料，進入所述甲醇反應器出口換熱器換熱后，進入水冷器中進一步冷卻至30～50℃，然后進入氣液分離器進行氣液分離；所述氣液分離器頂部氣相排放部分不凝氣后增壓，然后與所述合成氣混合，經(jīng)所述甲醇反應器的換熱系統(tǒng)換熱后循環(huán)至甲醇反應器繼續(xù)反應；所述氣液分離器底部液相粗甲醇進入后續(xù)甲醇粗分或精制過程。

6.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述合成甲醇催化劑為Cu-Zn-Al系催化劑，所述催化劑的載體為Al₂O₃為10～30wt%，所述催化劑的活性成分及含量分別為CuO：5～30wt%和ZnO：10～70wt%。

7.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述甲醇反應器中合成甲醇反應產(chǎn)物通入閃蒸罐前經(jīng)減壓閥減壓，然后在閃蒸罐中進行氣液分離，分離出的不凝氣體弛放到外界回收利用，分離出的凝液即為粗甲醇。

8.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述甲醇精餾分離工藝單元為兩塔精餾或三塔精餾，分離后獲得精甲醇。

9.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述反應精餾塔理論塔板數(shù)為9～50塊，塔頂壓力為0.5～1.8MPa，塔釜溫度為100～300℃，主反應區(qū)的溫度為120～220℃，回流比控制為0.01～3.0，甲醇液時空速為2.5～30h^-1。

10.如權利要求2所述的工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述反應精餾塔塔釜采出的混合液進入甲醇回收塔，甲醇回收塔塔釜排出水等雜質(zhì)送至外界處理，甲醇回收塔塔頂采出的甲醇與所述閃蒸罐或者甲醇精餾分離工藝單元分離出的粗甲醇或者精甲醇混合后循環(huán)至反應精餾塔中繼續(xù)反應。