[發(fā)明專利]一種乙酸乙酯加氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910246948.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN109912388B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬國強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西竣銘工程有限公司
• 主分類號(hào): C07C29/149
• 分類號(hào): C07C29/149;C07C29/78;C07C31/08;B01J23/72;B01J23/889;B01J23/755
• 代理公司: 北京鑫瑞森知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11961
• 代理人: 劉晶

本發(fā)明涉及一種乙酸乙酯加氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的裝置及其方法。本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有生產(chǎn)乙醇的方法存在的設(shè)備龐大、投資高和導(dǎo)致?lián)Q熱效果差的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種乙酸乙酯加氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的裝置，包括汽化器、換熱器、反應(yīng)器、冷凝器、分離器、閃蒸槽、乙醇預(yù)熱器和乙醇精餾塔。其生產(chǎn)方法包括如下步驟：以乙酸乙酯和氫氣為原料，采用了銅基催化劑，包括原料加熱、氣相催化加氫、反應(yīng)熱回收、反應(yīng)產(chǎn)物分離等單元來連續(xù)生產(chǎn)乙醇。采用汽化器換熱能對(duì)反應(yīng)放出的熱量進(jìn)行充分利用，采用熱交換器和乙醇預(yù)熱器兩級(jí)換熱方式對(duì)反應(yīng)生成的熱反應(yīng)氣熱量進(jìn)行最大程度的利用，減少了冷凝水的使用量，使其符合綠色、節(jié)能的新型化工工業(yè)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種乙酸乙酯加氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的裝置及其方法，它屬于制備乙醇的系統(tǒng)及其方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

乙醇是重要的化工原料和燃料，其用途廣泛：75％的乙醇溶液常被用于醫(yī)療消毒；作為化工原料，主要用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠、塑料、人造纖維、洗滌劑等行業(yè)中；作為溶劑，主要用于化合物的結(jié)晶、萃取劑、化妝品等的溶劑；作為燃料，乙醇可以部分替代石油燃料，既是一種清潔能源，又是一種良好的汽油增氧劑和辛烷值調(diào)和劑，能有效降低尾氣中的CO含量，減少環(huán)境污染。

目前乙醇的制備主要采用方法分為化學(xué)合成和生物發(fā)酵兩種路線。化學(xué)合成路線主要有合成氣催化合成、乙酸加氫合成工藝。生物發(fā)酵路線主要有糧食發(fā)酵、非糧原料發(fā)酵以及合成氣發(fā)酵制乙醇工藝。其中，糧食發(fā)酵路線，由于會(huì)產(chǎn)生危害糧食安全的問題。特別是對(duì)于我國這樣的人口大國，若進(jìn)一步發(fā)展糧食發(fā)酵，會(huì)造成與人爭(zhēng)糧、與糧爭(zhēng)地的問題。

化學(xué)合成路線中，傳統(tǒng)的乙烯水合法等工藝，由于我國少油多煤的特點(diǎn)，其發(fā)展也受到了很大的限制。因此發(fā)展以醋酸為原料，經(jīng)過中間產(chǎn)物乙酸乙酯加氫制備乙醇，能夠充分發(fā)揮我國煤炭資源豐富的優(yōu)點(diǎn)，可具備與傳統(tǒng)糧食發(fā)酵與石油路線競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。一方面可以緩解目前國內(nèi)醋酸行業(yè)處于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩、市場(chǎng)持續(xù)低迷的困境，開發(fā)其下游產(chǎn)業(yè)鏈；另一方面，由于石油的不可再生和石油產(chǎn)區(qū)的不穩(wěn)定性，燃料乙醇可以一定程度上緩減由此而產(chǎn)生的燃料能源安全等問題。

目前，乙酸乙酯加氫生產(chǎn)乙醇的技術(shù)，國內(nèi)外都有大量的研究報(bào)告和專利技術(shù)發(fā)表，從已報(bào)道的研究成果看，乙酸乙酯加氫制乙醇工藝，目前大多采用了CuO－Al₂O₃催化劑，以代替早期的Cu－Cr催化劑，以克服Cr對(duì)人體和環(huán)境的極大危害。為了抑制副反應(yīng)的發(fā)生，反應(yīng)氣中氫氣大量過剩，氫氣與乙酸乙酯的摩爾比為10～60。

中國專利CN 102766021B發(fā)明了一種乙酸乙酯加氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)以及生產(chǎn)方法，該發(fā)明將液體乙酸乙酯送入汽化器的預(yù)熱管束中，液體乙酸乙酯在其中向上流動(dòng)，然后通過液體分布器均勻的流入蒸發(fā)管束中并依靠重力向下流動(dòng)；將冷的氫氣送入蒸發(fā)管束，在其中向上流動(dòng)，與液體乙酸乙酯接觸，對(duì)液體乙酸乙酯進(jìn)行汽提將其汽化，汽化后的乙酸乙酯和氫氣混合形成混合原料氣，該發(fā)明的方法可行，但是在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)其所述的立式汽化器內(nèi)只有部分換熱管浸沒在原料液體中，導(dǎo)致?lián)Q熱效果不理想，為了滿足生產(chǎn)需要，該立式汽化器需要很大的換熱面積，導(dǎo)致該立式汽化器設(shè)備龐大，不僅占地面積大而且一次性投資也大，另外，該方法采用原料氫氣全部進(jìn)入汽化器和換熱器的形式，生產(chǎn)規(guī)模較大時(shí)原料氫氣的流量很大，必然需要較高的壓力，高壓氫氣貫穿了整個(gè)進(jìn)入反應(yīng)器之前的流程，這對(duì)反應(yīng)的管道和裝置安全性能提出了更高的要求，勢(shì)必增加一次投資額，因此，這些不足限制了該方法的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有生產(chǎn)乙醇的方法存在的設(shè)備龐大、投資高和導(dǎo)致?lián)Q熱效果差的技術(shù)問題，提供一種能耗低、投資低、反應(yīng)補(bǔ)熱與取熱容易的乙酸乙酯加氫連續(xù)生產(chǎn)乙醇的裝置及其方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：