[发明专利]醋酸加氢制备乙醇的方法

说明书

本发明涉及乙醇的制备领域，公开一种醋酸加氢制备乙醇的方法，该方法包括：将醋酸原料和氢气分别预热后混合气化，气化后的混合物流经加热后进行催化加氢反应，将加氢反应产物冷却后经第一气液分离，得到以乙醇为主的液相和以氢气为主的气相；其中，液相进行酯化反应，反应掉剩余醋酸，并经冷却后得到乙醇粗产品，将乙醇粗产品再经下游提纯处理制得乙醇产品，并分离出乙酸乙酯；接着将乙酸乙酯与第一气液分离得到的一部分气相分别预热后混合气化，气化后的混合物流经加热后进行酯加氢反应，将酯加氢反应产物经第二气液分离，得到乙醇粗产品和以氢气为主的气相。本发明尽早消除醋酸残余，减少设备的腐蚀，对后续乙酸乙酯回收利用提高醋酸的转化率。

技术领域

本发明涉及乙醇的制备领域，具体涉及一种醋酸加氢制备乙醇的方法。

背景技术

乙醇，俗称酒精，是重要的化工原料和液体燃料。目前，生产乙醇的主要方法可以分为以生物质为原料的发酵法和以煤为原料的化学合成法。其中，生物质原料包括粮食、木薯等含高糖类非粮物质和纤维素如植物秸秆。以煤为原料制乙醇，首先是煤制合成气，然后合成气再制乙醇，根据工艺路线不同又可分为一步法和多步法。多步法按乙醇直接转化原料又分为醋酸直接加氢制乙醇、醋酸甲酯加氢制乙醇、醋酸乙酯加氢制乙醇。由于存在与民争粮的问题，粮食发酵主要用于酿酒，其它发酵法普遍成本偏高。煤制乙醇成本低，但成熟工业化装置少。合成气一步法制乙醇选择性偏低，分离困难；酯加氢制乙醇则工艺路线过长，部分醇需要在反应系统循环使用；而醋酸直接加氢工艺路线短，便于工业化。醋酸是一种重要的化工原料和溶剂。目前我国醋酸产能严重过剩，醋酸价格持续走低。利用醋酸加氢制乙醇，不但可以解决醋酸产能过剩问题，还能满足日益增长的乙醇市场需求，实现经济与社会效应双赢。

目前，醋酸直接加氢制乙醇工艺比较简单，主要流程和其他加氢反应类似，一般包括原料混合加热单元、加氢反应单元、产品冷却分离单元。醋酸加氢反应器出口物流中主要组分为乙醇、乙酸乙酯、乙醛、丙醇、丙酮、甲烷、乙烷、一氧化碳、二氧化碳和微量烃类和醇类以及未反应的醋酸和氢气。该物流离开反应器的温度一般在250℃以上，按照常规流程需要先冷却至常温，进行气液分离，液体为乙醇粗产品含乙醇、乙酸乙酯、乙醛、丙醇、丙酮、微量烃醇及未反应的醋酸；然后将乙醇粗产品送入精馏分离醋酸，未反应的醋酸返回至进料系统。由于常压下其中醋酸沸点最高为118℃，需要将其余组成全部蒸发，能耗较高；同时传统工艺进精馏系统的醋酸含量通常为3％-7％，而醋酸腐蚀性强，所有含有醋酸物流所接触的设备及管线均需要做防腐处理，且后续需要设计脱酸塔，导致成本较高。另外，传统工艺进精馏系统的乙酸乙酯含量为2-5％，含量较低，分离难度较大。例如，现有技术在醋酸加氢反应器后设置酯化反应器，反应掉剩余的醋酸，有效的解决醋酸的精馏脱离问题，也降低了对精馏段设备的材质要求，但是对于后续增加的乙酸乙酯产品未见有效利用，从而降低了醋酸的转化率。还有的是在醋酸加氢反应器后串联一个液相醋酸加氢反应器，可有效提升醋酸转化率，降低乙酸的残余浓度，但是却无法完全消除醋酸残余，降低腐蚀性。以及一些技术中存在醋酸冷态分段进料导致汽化不完全和分散不均匀，影响加氢效果，进而导致未反应醋酸增多，加大对设备的腐蚀，而且也没有如何有效的在精馏单元前处理残余醋酸。

总之，截止到目前为止均没有对未反应醋酸提出更有效和节能的分离方法。因此，为有效利用能量，减少醋酸对设备的腐蚀，有必要研究如何尽早分离醋酸，并对后续乙酸乙酯回收利用以提高醋酸的转化率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的醋酸未高效利用、对设备腐蚀性大等问题，提供一种醋酸加氢制备乙醇的方法。