[实用新型]醋酸甲酯加氢生产乙醇的反应精馏装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及乙醇生产技术领域，特别是涉及一种醋酸甲酯加氢生产乙醇的反应精馏装置。

背景技术

乙醇按生产方式可分为发酵乙醇和合成乙醇，世界乙醇产量的93％是由发酵法生产的。其原料来源十分广泛。生物质经发酵后，得到乙醇体积分数含量为5％～30％的发酵醪液，发酵醪液精馏和脱水后即可得到无水乙醇产品。无水乙醇广泛应用于化工生产原料、有机溶剂以及机车燃料等，其中用作机车燃料的无水乙醇又称燃料乙醇。目前我国能源对外依存度不断增加，能源安全问题日益突出；我国的环境污染问题严重制约了国民经济的快速发展；我国“三农”问题突出。大力发展燃料乙醇生产技术对解决上述问题具有重要意义。

除了发酵法之外，关于乙醇的制备技术还有乙烯水化法以及羧酸酯加氢制备醇的方法。通过羧酸酯加氢制备醇以前有过相关方法叙述：DE892958公开了75-300℃，0.1-100kg/cm²绝对压力下气相酯与氢催化反应制备醇。CN86105765A公开了羧酸酯制醇的方法，在含有铜和至少一种镁、镧系金属或锕系金属催化剂存在下与高温、常压或者高压下进行反应。CN102976892A公开了以介孔分子筛为载体，负载铜系催化剂，反应温度为220℃，压力3MPa，氢酯摩尔比30，醋酸甲酯空速为2h^-1时，醋酸酯转化率为98.5%。CN1230458A公开了一种从乙醛、乙酸乙酯、乙酸或其混合物气相加氢制备乙醇的方法，催化剂为CuO及助剂，Al₂O₃为担体。另外，也有相关专利对反应的催化剂进行了报道，如JP6259632、JP61178940、JP61178942、USP4405819、CN102327774A、CN101411990A、CN1935375A等。

醋酸甲酯加氢产物主要有氢气、未反应的醋酸甲酯、甲醇和乙醇，经冷却后液相主要为醋酸甲酯、甲醇和乙醇。目前，对于混合物分离，主要集中在醋酸甲酯、甲醇及水的分离，如CN1962587A公开了一种分离醋酸甲酯-甲醇的方法，主要含醋酸甲酯-甲醇的共沸物进入第一分离塔中部，塔釜得到纯的甲醇，塔顶得到的共沸物进入第二分离塔，经分离塔釜得到纯的醋酸甲酯，塔顶得到共沸物返回第一分离塔，第一分离塔在常压或负压下操作，第二分离塔在加压下操作。CN102757342A公开了一种PVA生产中副产物醋酸甲酯的纯化方法，包括萃取精馏、纯化和干燥单元，从而能够得到纯度较高的醋酸甲酯。相关研究并未涉及到同时含有醋酸甲酯、甲醇和乙醇的混合物的分离。

目前，已有报道关于醋酸甲酯加氢制备乙醇的反应和催化，实现手段大都采用间歇或者连续式反应器，反应完成后产物必须经过一系列分离才能获得高纯的乙醇产品。反应精馏技术是化工行业中应用日渐广泛的一种将反应与分离耦合在同一设备中同时进行的过程强化技术。反应精馏技术能够通过精馏过程不断将产物从反应区移出，使反应区的反应物浓度维持在较高的程度，从而保持反应区的反应速率维持在较高的水平，而且能够在塔顶或者塔底获得纯度较高的产品。另外，由于将反应与精馏过程耦合在一个设备中进行，在设备投资方面该技术也比反应与分离分开操作的流程更加经济。目前还没有将反应精馏技术应用在醋酸甲酯加氢制乙醇过程的相关专利与报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种醋酸甲酯加氢生产乙醇的反应精馏装置，使用本实用新型提供的催化反应精馏装置，具有工艺流程简单、设备投资较低、操作方便、能耗较低且目标产物乙醇纯度高等优点。

本实用新型的醋酸甲酯加氢生产乙醇的反应精馏装置，主要由预反应器、反应精馏塔、甲醇精制塔及醋酸甲酯回收塔组成，主要产品为乙醇和甲醇。本实用新型的方法及装置的特点在于反应精馏技术和设备的采用，可以在反应精馏塔进行醋酸甲酯加氢反应的同时塔底得到乙醇产品，通过后续分离还可以得到甲醇，并通过醋酸甲酯和氢气的循环实现原料的充分利用。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的醋酸甲酯加氢生产乙醇的反应精馏装置，包括反应精馏塔、甲醇精制塔、醋酸甲酯回收塔、冷凝器、再沸器、压缩机、泵以及相关进料管线和连接以上设备的管线；反应精馏塔、甲醇精制塔和醋酸甲酯回收塔塔顶和塔底均设置冷凝器和再沸器，反应精馏塔塔顶冷凝器气相出口连接到压缩机，液相出口连接到甲醇精制塔进料口，塔底为乙醇产品；压缩机出口连接到反应精馏塔氢气进料处；甲醇精制塔塔顶出料进入醋酸甲酯回收塔，塔底产品为甲醇；醋酸甲酯回收塔塔顶出料返回甲醇精制塔，塔底出料返回反应精馏塔醋酸甲酯进料。