本发明涉及一种乙醇的制备方法，具体地说是一种利用电石炉尾气制备乙醇的方法。
背景技术：
电石炉气中一氧化碳含量达70～80％，是一种有很高利用价值的气体。但由于炉气净化及利用方法上存在一些较难解决的问题，不少电石生产厂家只能将炉气放空烧掉，这种处理方式既污染环境又浪费了宝贵的气体资源。目前我国在密闭式电石炉气净化利用方面技术还很不完善，因此研究解决完善可以在全国普遍推广的炉气净化利用技术，对于实现环境保护、劳动保护以及实现能源回收利用、降低生产成本、提高经济和环境效益，都有着重要的现实意义。
乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解很多有机物，故常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分，也常用乙醇作为反应的溶剂，使参加反应的有机物和无机物均能溶解，增大接触面积，提高反应速率。
乙醇可以调入汽油，作为车用染料。美国销售乙醇汽油已有20年历史，乙醇汽油也被成为e型汽油，我国使用乙醇汽油是用90％普通汽油与10％燃料乙醇调和而成。它可以改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。
当前中国工业用乙醇的需求量以每年8～10％的增长率增长，乙醇主要通过生物发酵工艺生产，非粮乙醇仅占乙醇生产总量的5％左右。近年来，中央财政不断下调生物燃料乙醇财政补助标准，粮食乙醇生产企业面临巨大的亏损风险。在粮食乙醇停止发展的背景下，我国对燃料乙醇和工业乙醇巨大的潜在消费需求，与乙醇有限的供应能力，为电石炉尾气制备乙醇带来了良好的市场机遇。
本发明利用电石炉尾气制备乙醇，一方面促进非粮乙醇技术的发展；另一方面，解决了电石炉尾气处理难的问题，对于实现能源综合利用、环境保护有着重要的意义。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种利用电石炉尾气制备乙醇的方法，能有效解决电石炉尾气综合利用问题，实现能源综合利用，促进非粮乙醇技术的发展。
本发明利用电石炉尾气制备乙醇的方法，包括如下步骤：
步骤1：预处理
将电石炉尾气首先经过电捕焦油器脱除电石炉尾气中的焦油，通过压缩机一段加压后将压缩尾气送入粗脱硫塔与自上而下的脱硫溶液逆流接触，吸收电石炉尾气中的h2s、hcn，然后自粗脱硫塔处理后的电石炉尾气经气液分离后送入压缩机二段进行加压；
压缩机一段将电石炉尾气加压至0.2～1.5mpa；压缩机二段将电石炉尾气加压至1.6～3.0mpa。
所述脱硫溶液为蒽醌二磺酸钠、双核肽菁钴磺酸钠中的一种或两种的混合溶液，若为两种时比例任意。
步骤2：气体变换
将经步骤1预处理后的电石炉尾气首先送入第一蒸汽混合器中，与饱和蒸汽充分混合后送入第一变换炉进行反应，得到一次反应气；一次反应气送入第二蒸汽混合器与饱和蒸汽再次混合，混合后送入第二变换炉进行反应，得到二次反应气；
第一蒸汽混合器中电石炉尾气与饱和蒸汽的体积比为1:4～8；混合气温度为400～500℃。
第二蒸汽混合器中一次反应气与饱和蒸汽的体积比为1:1.5～3.5。
第一变换炉内控制反应温度为350～420℃，压力为1.0～2.5mpa；第二变换炉内控制反应温度为380～470℃，压力为2.0～4.0mpa。
步骤3：精脱硫
将步骤2获得的二次反应气温度降至50～120℃、压力为0.2～0.6mpa后依次送入脱硫槽一、脱硫槽二中进行精脱硫，得到变换气；
脱硫槽一中所用脱硫剂为氧化铁、石灰、石灰石中的一种或几种的混合，若为几种时比例任意；脱硫槽二中所用脱硫剂为氧化锌、氧化镁、活性炭的一种或几种的混合，若为几种时比例任意。
步骤4：脱碳、提纯
将步骤3获得的变换气冷却后送入co2吸收塔，利用洗涤液进行洗涤脱碳，吸收塔出气进行变压吸附提纯，得到提纯气，然后送入压缩机加压；
变换气冷却温度控制为50～100℃。
所述洗涤液为空间位阻胺、甲基二乙醇胺其中的一种或两种的混合，若为两种时比例任意；所述洗涤液的浓度为30～75wt％。
所述提纯气中h2体积浓度为99～100％，压缩机加压后气体压力为3.0～6.0mpa。
步骤5：加氢反应
将步骤4加压后的提纯气加热至220～260℃，然后送入醋酸甲酯蒸发器得到混合气，混合气进入反应器中进行加氢反应，得到产品乙醇。
加氢反应在催化剂和助催化剂的存在下进行，所述催化剂以铜和镍为活性组分，活性组分中镍与铜的质量比为1：15～20，活性组分质量占催化剂总质量的10％～25％；所述助催化剂为钼、锡、镉、银中的一种或几种组合，若为几种时比例任意，助催化剂质量为催化剂总质量的1％～5％。
反应器压力为3.0～6.0mpa。
混合气中醋酸甲酯与氢气的摩尔比为1:3～8。
本发明利用电石炉尾气制备乙醇，通过电石炉尾气反应生成氢气，再将氢气进行提纯，减少氢气中杂质对加氢反应的影响，同时通过加氢反应各参数控制，最终使得醋酸甲酯转化率≥99.0％，乙醇选择性≥99.0％。
本发明的有益效果体现在：
1、本发明利用电石炉尾气制备乙醇，有效回收电石炉尾气，实现资源循环利用，同时促进了非粮乙醇技术的发展；
2、本发明精脱硫步骤采用串联式脱硫槽，一方面提高了脱硫效果，另一方面节约成本，提高经济性。
3、本发明醋酸甲酯转化率≥99.0％，乙醇选择性≥99.0％，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面以电石炉尾气、醋酸甲酯为主要原料，通过本发明方法制备乙醇，具体实施例如下：
实施例1：
本实施例中利用电石炉尾气制备乙醇的方法如下：
1、电石炉尾气预处理
将电石炉尾气首先经过电捕焦油器脱除电石炉尾气中的焦油，通过压缩机一段将电石炉尾气加压至0.2-0.6mpa，压缩尾气送入粗脱硫塔与自上而下的蒽醌二磺酸钠脱硫溶液逆流接触，吸收电石炉尾气中的h2s、hcn，然后自粗脱硫塔处理后的电石炉尾气经气液分离后送入压缩机二段加压至1.6-2.0mpa。
2、气体变换
将经步骤1预处理后的电石炉尾气首先送入第一蒸汽混合器中，与饱和蒸汽按体积比1:4-5的比例充分混合，再将混合气温度调节至400-420℃后送入第一变换炉进行反应，第一变换炉内控制反应温度为350-375℃，压力为1.0-1.5mpa，得到一次反应气；一次反应气送入第二蒸汽混合器与饱和蒸汽按体积比1:1.5-2的比例混合，混合后送入第二变换炉进行反应，第二变换炉内控制反应温度为380-400℃，压力为2.0-3.0mpa，得到二次反应气；
3、精脱硫
将步骤2获得的二次反应气温度降至50-70℃、压力为0.2-0.6mpa后依次送入脱硫槽一、脱硫槽二中进行精脱硫，得到变换气；脱硫槽一中所用脱硫剂为氧化铁或石灰；脱硫槽二中所用脱硫剂为氧化锌或氧化镁。
4、脱碳、提纯
将步骤3获得的变换气冷却至50-70℃后送入co2吸收塔，利用质量浓度为30-40wt％的空间位阻胺洗涤液进行洗涤脱碳，吸收塔出气进行变压吸附提纯，得到提纯气，提纯气中氢气浓度为99.5％，然后送入压缩机加压至3.0-4.0mpa。
5、加氢反应
将步骤4加压后的提纯气加热至220-230℃，然后送入醋酸甲酯蒸发器得到混合气，混合气中醋酸甲酯与氢气摩尔比为1:3-5，混合气进入反应器中进行加氢反应，反应器压力3.0-6.0mpa，得到产品乙醇。醋酸甲酯转化率为99.0％，乙醇选择性为99.2％。
加氢反应在催化剂和助催化剂的存在下进行，所述催化剂以铜和镍为活性组分，活性组分中镍与铜的质量比为1：15～20，活性组分质量占催化剂总质量的10％～25％；所述助催化剂为钼、锡、镉、银中的一种或几种组合，若为几种时比例任意，助催化剂质量为催化剂总质量的1％～5％。
实施例2：
本实施例中利用电石炉尾气制备乙醇的方法如下：
1、电石炉尾气预处理
将电石炉尾气首先经过电捕焦油器脱除电石炉尾气中的焦油，通过压缩机一段将电石炉尾气加压至0.8-1.2mpa，压缩尾气送入粗脱硫塔与自上而下的蒽醌二磺酸钠脱硫溶液逆流接触，吸收电石炉尾气中的h2s、hcn，然后自粗脱硫塔处理后的电石炉尾气经气液分离后送入压缩机二段加压至2.2-2.6mpa。
2、气体变换
将经步骤1预处理后的电石炉尾气首先送入第一蒸汽混合器中，与饱和蒸汽按体积比1:5-6的比例充分混合，再将混合气温度调节至420-450℃后送入第一变换炉进行反应，第一变换炉内控制反应温度为380-400℃，压力为1.0-1.5mpa，得到一次反应气；一次反应气送入第二蒸汽混合器与饱和蒸汽按体积比1:2-2.5的比例混合，混合后送入第二变换炉进行反应，第二变换炉内控制反应温度为410-430℃，压力为2.0-3.0mpa，得到二次反应气；
3、精脱硫
将步骤2获得的二次反应气温度降至50-70℃、压力为0.2-0.6mpa后依次送入脱硫槽一、脱硫槽二中进行精脱硫，得到变换气；脱硫槽一中所用脱硫剂为氧化铁或石灰；脱硫槽二中所用脱硫剂为活性炭或氧化镁。
4、脱碳、提纯
将步骤3获得的变换气冷却至55-75℃后送入co2吸收塔，利用质量浓度为45-55wt％的甲基二乙醇胺洗涤液进行洗涤脱碳，吸收塔出气进行变压吸附提纯，得到提纯气，提纯气中氢气浓度为99.3％，然后送入压缩机加压至4.5-5.5mpa。
5、加氢反应
将步骤4加压后的提纯气加热至235-245℃，然后送入醋酸甲酯蒸发器得到混合气，混合气中醋酸甲酯与氢气摩尔比为1:3.5-5.5，混合气进入反应器中进行加氢反应，反应器压力3.0-6.0mpa，得到产品乙醇。醋酸甲酯转化率为99.4％，乙醇选择性为99.5％。
加氢反应在催化剂和助催化剂的存在下进行，所述催化剂以铜和镍为活性组分，活性组分中镍与铜的质量比为1：15～20，活性组分质量占催化剂总质量的10％～25％；所述助催化剂为钼、锡、镉、银中的一种或几种组合，若为几种时比例任意，助催化剂质量为催化剂总质量的1％～5％。
实施例3：
本实施例中利用电石炉尾气制备乙醇的方法如下：
1、电石炉尾气预处理
将电石炉尾气首先经过电捕焦油器脱除电石炉尾气中的焦油，通过压缩机一段将电石炉尾气加压至1.3-1.5mpa，压缩尾气送入粗脱硫塔与自上而下的蒽醌二磺酸钠和双核肽菁钴磺酸钠混合脱硫溶液逆流接触，吸收电石炉尾气中的h2s、hcn，然后自粗脱硫塔处理后的电石炉尾气经气液分离后送入压缩机二段加压至2.8-3.6mpa。
2、气体变换
将经步骤1预处理后的电石炉尾气首先送入第一蒸汽混合器中，与饱和蒸汽按体积比1:6-8的比例充分混合，再将混合气温度调节至450-500℃后送入第一变换炉进行反应，第一变换炉内控制反应温度为410-420℃，压力为1.0-1.5mpa，得到一次反应气；一次反应气送入第二蒸汽混合器与饱和蒸汽按体积比1:2.5-3.5的比例混合，混合后送入第二变换炉进行反应，第二变换炉内控制反应温度为440-460℃，压力为2.0-3.0mpa，得到二次反应气；
3、精脱硫
将步骤2获得的二次反应气温度降至50-70℃、压力为0.2-0.6mpa后依次送入脱硫槽一、脱硫槽二中进行精脱硫，得到变换气；脱硫槽一中所用脱硫剂为氧化铁和石灰石混合物；脱硫槽二中所用脱硫剂为氧化锌和氧化镁混合物。
4、脱碳、提纯
将步骤3获得的变换气冷却至60-80℃后送入co2吸收塔，利用质量浓度为60-70wt％的甲基二乙醇胺洗涤液进行洗涤脱碳，吸收塔出气进行变压吸附提纯，得到提纯气，提纯气中氢气浓度为99.3％，然后送入压缩机加压至5.2-6.0mpa。
5、加氢反应
将步骤4加压后的提纯气加热至250-260℃，然后送入醋酸甲酯蒸发器得到混合气，混合气中醋酸甲酯与氢气摩尔比为1:6-7，混合气进入反应器中进行加氢反应，反应器压力3.0-6.0mpa，得到产品乙醇。醋酸甲酯转化率为99.7％，乙醇选择性为99.8％。
加氢反应在催化剂和助催化剂的存在下进行，所述催化剂以铜和镍为活性组分，活性组分中镍与铜的质量比为1：15～20，活性组分质量占催化剂总质量的10％～25％；所述助催化剂为钼、锡、镉、银中的一种或几种组合，若为几种时比例任意，助催化剂质量为催化剂总质量的1％～5％。