本发明涉及一种工艺,特别是一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺。
背景技术:
醋酸甲酯是聚乙烯醇生产的副产品,每生产1吨PVA将生成1.68吨醋酸甲酯副产物。由于醋酸甲酯的用途有限,且提纯难度大,因此国内外同类厂家大都将其在离子交换树脂催化剂作用下,通过固定床反应器水解为甲醇和醋酸,经分离提纯后再作为生产PVA的原料使用, 但由于这种固定床水解工艺的水解率低,从而造成流程复杂、设备庞大、能耗高等缺点,而且醋酸市场容量较小经济效益较低。乙醇是重要的大宗化工产品,广泛应用于食品、化工、燃料、医药等领域,其本身还是一种无污染的高辛烷值的汽油添加剂。目前工业上乙醇的生产工艺主要采用生物发酵法与乙烯直接水合法。发酵法制乙醇的原料主要是含淀粉的作物,能耗高,产能低;乙烯制备乙醇路线在原油价格走高的形势下经济性不被看好。目前,合成气基的合成乙醇技术吸引了国内外大量研究机构与企业的关注,该技术又可以分为合成气直接制乙醇,合成气生物发酵法制乙醇,乙酰基化学品(醋酸,醋酸酯等)制乙醇等。其中醋酸甲酯加氢制备乙醇由于反应温和,对设备不存在腐蚀,更引起了诸多科研工作者与企业的关注。
目前,已有报道关于醋酸甲酯加氢制备乙醇的工艺,专利号CN201310593611.7,专利名称:醋酸甲酯加氢制乙醇的生产方法及装置,公开了一种制备工艺,为现金的主流制备工艺,但是,该方法中,需要经过多次精馏,工艺路线复杂,对设备、场地的要求较高。
技术实现要素:
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种工艺路线更加简单,催化反应效率更高,无需多次精馏,降低生产对设备及场地的需求,降低副反应,提高乙醇产率的醋酸甲酯加氢制乙醇工艺。
本发明采用的技术方案如下:
本发明一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,包括循环反应路线和精馏分离路线,所述循环反应路线和精馏分离路线通过精馏塔相连,所述精馏分离路线包括分离循环路线,产品分离路线和催化剂添加路线,所述分离循环路线,产品分离路线和催化剂添加路线交汇于精馏塔。
由于采用了上述技术方案,通过增加催化剂添加路线,在精馏过程中增加精馏催化剂能够提高精馏效率,一次精馏即可在塔底得到纯度较高的乙醇产品,而无需进行二次精馏。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述循环反应路线包括反应器,所述反应器一端设有氢气入口和醋酸甲酯入口,所述反应器另一端通过冷却器与气液分离器相连,所述气液分离器的气相出口与变压吸附器相连,所述变压吸附器与压缩机相连,所述压缩机循环气出口与反应器相连;所述气液分离器的液相出口与精馏塔相连。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述分离循环路线包括与精馏塔相连的冷凝器,所述冷凝器设有空气出口和冷凝液相出口,所述冷凝液相出口通过回流泵分别与精馏塔和冷却器相连,所述冷却器与精馏塔相连。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述催化剂添加路线包括设有催化相入口的压缩机,所述压缩机与冷却器出口冷却液交汇形成混合相与精馏塔相连。
由于采用了上述技术方案,将催化相经过压缩机压缩后,能够增加催化剂的相对浓度,从而加快反应速率,降低温度比耗能,提高反应效率。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述产品分离路线包括与精馏塔相连的再沸器,所述再沸器塔顶回流液与精馏塔相连,所述再沸器塔底馏出液为产品乙醇。
由于采用了上述技术方案,馏出液的纯度达到99.3%,能够达到工业级的使用标准,无需再次精馏。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述反应器采用列管式反应器,反应温度为210~250℃,压力为7.5~9.0MPa。
本发明的一种醋酸价值加氢制乙醇工艺,所述反应器内设有铜基催化剂,载体为二氧化硅,氧化铝和/或石墨,助剂为锌和/或铝。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述催化相为三氯乙烷,所述催化相的通入量为1.7mL/min。
由于采用了上述技术方案,三氯乙烷具有良好的精馏催化效率,能够降低副反应率,醋酸甲酯在反应中的转化率达到89.25%,甲醇的生成率降低2.77%,因而提高了乙醇的生成率,提高精馏效率。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述冷却器出口处≥53℃。
由于采用了上述技术方案,冷却器E1出口处温度为84℃,冷却器E2出口温度为60℃,冷却器E4出口温度为53℃。
本发明的一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,所述精馏塔塔顶温度为90℃,塔底温度为75℃。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、工艺路线更加简单,催化反应效率更高,无需多次精馏,降低生产对设备及场地的需求,降低副反应,提高乙醇产率。
2、降低副反应率,醋酸甲酯在反应中的转化率达到89.25%,甲醇的生成率降低2.77%,因而提高了乙醇的生成率,提高精馏效率。
附图说明
图1是一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺路线图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明作详细的说明。
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,一种醋酸甲酯加氢制乙醇工艺,包括循环反应路线和精馏分离路线,循环反应路线和精馏分离路线通过精馏塔T1相连,精馏分离路线包括分离循环路线,产品分离路线和催化剂添加路线,分离循环路线,产品分离路线和催化剂添加路线交汇于精馏塔T1。循环反应路线包括反应器R1,反应器R1一端设有氢气入口S01和醋酸甲酯入口S02,反应器R1另一端通过冷却器E1与气液分离器B1相连,气液分离器B1的气相出口S05与变压吸附器B2相连,变压吸附器B2与压缩机C1相连,压缩机C1循环气出口S08与反应器R1相连;气液分离器B1的液相出口S09与精馏塔T1相连。分离循环路线包括与精馏塔T1相连的冷凝器E2,冷凝器E2设有空气出口S11和冷凝液相出口S12,冷凝液相出口S12通过回流泵P1分别与精馏塔T1和冷却器E4相连,冷却器E4与精馏塔T1相连。催化剂添加路线包括设有催化相S17入口的压缩机C2,压缩机C2与冷却器E4出口冷却液交汇形成混合相S18与精馏塔T1相连。产品分离路线包括与精馏塔T1相连的再沸器E3,再沸器E3塔顶回流液与精馏塔T1相连,再沸器E3塔底馏出液S16为产品乙醇。反应器R1采用列管式反应器,反应温度为210~250℃,压力为7.5~9.0MPa。反应器R1内设有铜基催化剂,载体为二氧化硅,氧化铝和/或石墨,助剂为锌和/或铝。催化相S17为三氯乙烷,催化相S17的通入量为1.7mL/min。冷却器E1出口处温度为84℃,冷却器E2出口温度为60℃,冷却器E4出口温度为53℃。精馏塔T1塔顶温度为90℃,塔底温度T2为75℃。
反应气体S01和S02经过反应气R1催化反应后,经过冷凝器E1冷凝后,气相留在循环反应路线继续进行循环反应,液相S09进入精馏塔进入再催化精馏过程。在精馏塔T1中,塔顶气相S10经过冷凝器E3冷凝后,空气S11排出,而冷凝液相S12经过回流泵一部分直接回流精馏塔T1中,一部分经过冷却器后与催化相S17交汇后进入精馏塔T1中,精馏塔塔底馏出液经过再沸塔分离后,馏出份即为纯度99.3%的乙醇产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。