[发明专利]费托合成副产轻醇脱酯装置和方法

说明书

一种费托合成副产轻醇脱酯装置和方法，所述装置包括依次相连的加氢单元、加碱水解单元和蒸发单元；所述加氢单元包括加氢反应器和加氢气液分离器，所述加氢气液分离器的入口与所述加氢反应器中的出口相连，所述加氢气液分离器的顶部出口用于排出分离的氢气，所述加氢气液分离器的底部出口用于排出分离的液态加氢产物；所述加碱水解单元包括加碱搅拌罐，所述加碱搅拌罐的入口与所述加氢气液分离器的底部出口通过管道相连；所述蒸发单元包括蒸发器，所述蒸发器的入口与所述加碱搅拌罐的出口通过管道相连，所述蒸发器的顶部出口用于排出气态的轻醇产品，所述蒸发器的底部出口用于排出羧酸盐。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种费托合成副产轻醇脱酯装置和方法，可以得到高纯度轻醇。

背景技术

在费托合成路线的煤间接液化中，不可避免的产生大量的水相副产物，水相副产物经过除油、中和、精馏脱水、渗透汽化脱水等处理，得到含水量较低的轻质轻醇，主要为低碳醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等)和少量水，还含有一定量的酯和其他含氧有机化合物。

费托合成副产轻醇中的酯种类多，馏程宽，性质复杂，可与水、醇以及其他含氧有机化合物形成共沸体系，难以通过常规精馏方法进行处理。共沸体系的存在，限制了费托合成副产轻醇的利用，酯含量较高，可造成轻醇及经处理得到的单醇中醇含量不达标，如果将轻醇直接排放会造成严重的资源浪费和环境污染。将酯进行转化和分离，得到不含酯的低碳混合醇，有巨大的环境意义和经济意义。

低碳混合醇有广阔的应用前景，概括起来主要有以下几个方面：1)用作替代燃料；2)清洁汽油添加剂；3)作为液化石油气(LPG)代用品；4)直接作为通用化学溶剂等；5)化学品及化工原料；6)进一步处理，制得单醇。

目前，针对醇中酯的处理，传统方法主要有：

1)共沸精馏法(恒沸精馏法)；在共沸体系中加入第三组分形成新体系，改变原体系中各组分之间的相对挥发度，且第三组分和原体系中的一种组分形成最低共沸物，以新的共沸物形式从塔顶蒸出，以此实现醇与酯的分离。

2)萃取精馏法：在共沸体系中加入高沸点的萃取剂形成新体系，改变原体系中各组分之间的相对挥发度，低沸点组分从塔顶馏出，高沸点组分和萃取剂从塔底排出，以此实现醇与酯的分离。

3)加氢法：在加氢催化剂的作用下，含有羧基的酯与氢气反应，生成醇，在除杂的同时，提高了醇的含量，实现杂质的资源化利用。

4)水解法；酯含有羧基，可与碱发生水解反应生成醇和羧酸盐。醇盐混合液经蒸发处理实现醇盐分离而得到醇。

5)树脂吸附法：通过大孔树脂吸附高级脂肪酸酯，具有选择性好、吸附容量大、机械强度高、再生处理方便、解吸容易等优点，适用于脱除低度酒中高级脂肪酸酯，防止低温下低度酒中高级脂肪酸酯析出而影响酒的外观，同时不影响酒的风味。

针对酯类化合物的处理，现有的技术多为单一技术，且每一种处理技术都存在缺点：

1)恒沸精馏法：工艺成熟，应用广泛，但恒沸剂从塔顶部采出，能耗较高；引入新组分，产品中有残留；且常用的恒沸剂对操作人员身体有害，故将逐渐被绿色环保的新工艺所取代。同时由于费托合成副产轻醇组分碳数分布较宽，沸点相差巨大，很难找到适用于工业生产的恒沸剂。

2)萃取精馏法：工艺成熟，应用广泛，但通常萃取剂用量大，需考虑萃取剂的循环利用，能耗较高；引入新组分，产品中有残留。同时由于费托合成副产轻醇组分种类较多，沸点相差巨大，很难找到适用于工业生产的萃取剂。

3)加氢法：费托合成副产的轻质轻醇组分复杂，除酯外，还有醛和酮以及其他含氧有机化合物，加氢能力醛＞酮＞酯，采用加氢方法，醛和酮的加氢转化效果较好，酯较差。通常在醛和酮的加氢反应温度较低，酯的加氢反应温度较高，但采用高温加氢，可能发生醛、酮及其他含氧有机化合物的副反应，可能发生醇的分子间或分子内脱水反应，生成醚或烯烃，造成醇的损失且生成新的非醇类杂质。