醋酸甲酯加氢制乙醇分离过程的工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种醋酸甲酯加氢制乙醇分离过程的工艺方法，具体为一种醋酸甲酯加氢制乙醇并联产甲醇分离过程的节能工艺方法。
【背景技术】
[0002]乙醇(CH3CH20H)是一种重要的基本化工原料，可用于制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是染料、涂料、洗涤剂等产品的原料；乙醇也可以调入汽油，作为车用燃料，燃料乙醇是清洁的高辛烷值燃料，其具有辛烷值高、抗爆性能好、对大气污染小等特点。
[0003]当前我国化工行业每年消耗工业级乙醇约300万t，市场需求年增长率为8%?10%。根据国家相关规划，2020年我国燃料乙醇利用量将达到1000万t。目前，我国乙醇生产以粮食发酵法为主(95%以上)，每年耗粮量巨大；而聚乙烯醇(PVA)等生产过程中有大量的副产品醋酸甲酯生成，而该副产物工业用途较小。因此开展醋酸甲酯加氢制乙醇技术对替代传统的粮食发酵路线，保障我国粮食安全具有重要的战略意义。
[0004]甲醇用途广泛，是基础的有机化工原料和优质燃料，其全球产量居第三位。甲醇主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后还可作为一种新型清洁燃料，也可掺入汽油。
[0005]专利CN101934228 A申请公开了一种醋酸酯加氢制乙醇的催化剂及其制备方法，该方法采用铜或铜的氧化物作为催化剂，使醋酸酯转化为乙醇的转化率> 80%，乙醇的选择性> 95%。
[0006]专利CN102942446 A申请公开了一种醋酸加氢制乙醇精馏工艺简化的方法，该方法采用乙二醇萃取精馏的方法分离醋酸乙酯和乙醇，并得到纯度较高的乙醇产品，该方法还可同时满足生产醋酸乙酯产品和乙醇产品的要求。
[0007]专利CN202626058 U公开了一种醋酸酯加氢制备乙醇并联产2_ 丁醇的工艺系统，通过调整加氢反应温度，可选择性地联产2-丁醇。该方法具体针对醋酸乙酯的加氢与分离工艺，但是由醋酸酯回收塔顶得到的醋酸酯/乙醇的共沸混合物返回至反应系统继续反应，可能会引起副反应产生醚、醛等轻组分以及其他的重醇组分。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是以往技术中存在的高能耗难题，本发明提出一种醋酸甲酯加氢制乙醇分离过程的节能工艺方法，该方法在实现产品高效提纯的情况下充分考虑了分离过程的热量集成，最大限度节约了分离系统的能耗。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:一种醋酸甲酯加氢制乙醇分离过程的工艺方法，包括以下步骤:
[0010]i)将醋酸甲酯加氢反应得到的反应产物(S1)由第一蒸馏塔?\加入，分离后塔顶采出含甲醇及轻烃的物流(S3)，塔釜得到的塔釜液为含其余甲醇、全部的乙醇及重醇的物流(S2)，其中塔顶采出的甲醇量为SI中甲醇量的1% -80% (wt.% )；
[0011]ii)上述塔釜液(S2)由第二蒸馏塔T2加入，分离后塔顶采出含其余甲醇及轻烃的物流(S4)，塔釜得到含乙醇及重醇的物流(S6);第二蒸馏塔釜由第一蒸馏塔顶气提供热量(Hl)；
[0012]iii)上述含乙醇及重醇的物流(S6)由第三蒸馏塔T3加入，分离后塔顶采出乙醇产品(S7)，塔釜得到含重醇的组分(S8)；
[0013]iv)将步骤i)第一蒸馏塔顶采出的含甲醇及轻烃的物流(S3)与步骤ii)第二蒸馏塔顶采出的含其余甲醇及轻烃的物流(S4)混合后得到混合物流(S5)由第四蒸馏塔八加入，萃取剂由第四蒸馏塔上部加入，经第四蒸馏塔的萃取精馏分离后，塔顶采出含乙醛和醋酸酯的轻烃组分(S12)，塔釜得到含甲醇和萃取剂的物流(Sll)；
[0014]V)将步骤iv)第四蒸馏塔釜得到的含甲醇和萃取剂的物流(Sll)由第五蒸馏塔T5加入，经第五蒸馏塔的分离后，塔顶得到联产的甲醇产品(S14)，塔釜得到的萃取剂分为两股，一股做为循环萃取剂(S16)返回第四蒸馏塔塔顶，一股排放(S15)；
[0015]vi)将步骤V)中得到的循环萃取剂(S16)与新鲜萃取剂(S9)混合后作为萃取剂进料(SlO)加入第四蒸馏塔T4上部。
[0016]上述技术方案中，优选地，所述加氢反应产物中醇的含量为80%-100% (wt.% ),更优选为 95% -100% (wt.% )；
[0017]上述技术方案中，醋酸甲酯加氢反应得到的反应产物(SI)含有的其他主要组分包括:10-500ppm 醚，50-2000ppm 醛，0.1% -10%酯，200_3000ppmC3+醇；
[0018]优选地，所述第一蒸馏塔理论塔板数为50-100块，更优选为60-80块；
[0019]优选地，所述第一蒸馏塔回流比为1-8，更优选为3-5 ；
[0020]优选地，所述第一蒸馏塔顶压力为200-1000kPa，更优选为200_700kPa ；
[0021]优选地，所述第一蒸馏塔塔顶温度为80-150°C，更优选为80_125°C ；
[0022]优选地，所述第二蒸馏塔理论塔板数为50-100块，更优选为60-80块；
[0023]优选地，所述第二蒸馏塔回流比为1-8，更优选为3-5 ；
[0024]优选地，所述第二蒸馏塔顶压力为50_300kPa，更优选为60_200kPa ；
[0025]优选地，所述第二蒸馏塔塔顶温度为40_120°C，更优选为50-90°C ；
[0026]优选地，所述第三蒸馏塔理论塔板数为40-100块，更优选为40-60块；
[0027]优选地，所述第三蒸馏塔回流比为1-4，更优选为1-2.5 ；
[0028]优选地，所述第三蒸馏塔顶压力为300-1000kPa，更优选为300_800kPa ；
[0029]优选地，所述第三蒸馏塔顶温度为120-180°C，更优选为120-150°C ；
[0030]优选地，所述第四蒸馏塔理论塔板数为50-100块，更优选为50-70块；
[0031]优选地，所述第四蒸馏塔回流比为3-12，更优选为8-10 ；
[0032]优选地，所述第四蒸馏塔顶压力为常压_500kPa，更优选为常压_300kPa ；
[0033]优选地，所述第四蒸馏塔顶温度为60-100°C，更优选为60-80°C ；
[0034]优选地，所述第五蒸馏塔理论塔板数为50-100块，更优选为50-70块；
[0035]优选地，所述第五蒸馏塔回流比为0.5-5，更优选为1-2.5 ；
[0036]优选地，所述第五蒸馏塔顶压力为50_500kPa，更优选为60_300kPa ；
[0037]优选地，所述第五蒸馏塔顶温度为30-100°C，更优选为40-80°C ；
[0038]所述加氢反应产物中典型的轻烃为反应生成的醛、醚、酯。
[0039]优选地，所述第二蒸馏塔釜再沸器由第一蒸馏塔顶气提供热量，所述第五蒸馏塔釜再沸器由第三蒸馏塔顶气提供一部分热量。
[0040]优选地，所述第一蒸馏塔顶采出的甲醇比例需满足第一蒸馏塔顶所需冷量与第二蒸馏塔釜所需热量相匹配。
[0041]优选地，所述第四蒸馏塔中选用的萃取剂为水或二甲基亚砜或两者的混合物；
[0042]优选地，所述第四蒸馏塔中，萃取剂进料与粗甲醇进料的质量流量比为0.5-10，更优选为1-3 ；
[0043]优选地，所述第五蒸馏塔底排放萃取剂的比例为0.01 % -1 %,更优选为0.05-0.5% ο
[0044]优选地，所述乙醇产品中，乙醇产品纯度彡99.8 %，其中甲醇含量< 0.02%，水含量彡0.2 %，C3+醇含量彡0.003 %，羰基化合物含量彡0.003 % ；
[0045]优选地，所述甲醇产品中，甲醇产品纯度彡99.9%，其中羰基化合物含量彡20ppm，水含量彡0.1%。
[0046]本发明方法中，所述压力均指绝压，含量均指重量百分含量。
[0047]与现有技术相比，本发明通过采用顺流双效精馏的方法，实现了甲醇/乙醇分离过程的热量高效利用，并通过采用萃取精馏以及利用高压第三蒸馏塔顶气为第五蒸馏塔釜提供部分热量的方法，进一步降低了系统的分离能耗。采用本发明方法可以在得到合格、高纯度的乙醇/甲醇产品的同时分别降低分离能耗约22%和49%，同时能大大的节约了分离成本。
【附图说明】
[0048]图1为本发明方法的工艺流程简图。
[0049]图1中，?\为第一蒸馏塔，Τ2为第二蒸馏塔，Τ3为第三蒸馏塔，Τ4为第四蒸馏塔，Τ5为第五蒸馏塔；S1为醋酸甲酯加氢反应得到的反应产物，S2为第一蒸馏塔釜液，S3为第一蒸馏塔顶采出，S4为第二蒸馏塔顶采出，S5为第一蒸馏塔、第二蒸馏塔顶采出混合后的的混合物流，S6为第二蒸馏塔釜液，S7为乙醇产品，S8为第三蒸馏塔釜液，S9为新鲜萃取剂，S10为萃取剂进料，S11为第四蒸馏塔釜液，S12为第四蒸馏塔顶采出，S13为第五蒸馏塔釜液，S14为甲醇产品，S15为萃