醋酸酯化加氢生产乙醇的能量集成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种醋酸酯化加氢生产乙醇的能量集成方法。
【背景技术】
[0002] 乙醇是基础工业原料之一，广泛应用于食品、化工、军工、医药等领域：（1)消毒 剂；（2)饮料和食物；（3)基本化工原料，可制取乙醛，乙醚，乙酸乙酯，乙胺等化工原料，也 是制取染料，涂料，洗涤剂等产品的原料；(4)稀释剂，有机溶剂，涂料溶剂等；（5)乙醇还是 一种无污染的高辛烷值的汽油添加剂，作为汽车燃料，乙醇可以调入汽油。
[0003] 由醋酸合成乙醇的技术公开报道有两种方法：（1)醋酸直接加氢合成乙醇方法； (2)醋酸先酯化再加氢的方法。醋酸直接加氢工艺的优点是可省去酯化步骤，工艺流程短。 但存在以下几方面的缺点：（1)加氢催化剂昂贵；（2)醋酸转化率低，设备材质要求高；（3) 广品分尚能耗尚。
[0004] 为了解决以上问题，许多研宄者致力于醋酸酯化加氢制乙醇的工艺研宄。文献 CN102718627A提供了一种乙酸乙酯加氢制乙醇的工艺方法，采用列管式加氢反应器，反应 在装载有催化剂的列管管程中进行，乙酸乙酯溶液在列管式加氢反应器的壳程作为冷媒使 用，反应进行时，反应所放出的热量迅速传给壳程的乙酸乙酯溶液，通过控制乙酸乙酯溶液 的加入量和定压排放压力，从而保证列管式加氢反应器内热量实现自平衡，反应列管内温 度基本恒定，整个反应列管处于等温冷媒之内。文献CN102766021A公开了一种乙酸乙酯加 氢连续生产乙醇的生产系统，采用汽化器和热交换器组合的方式，能够有效利用反应生成 的热反应气热量。文献CN102942446A公开了一种由醋酸酯加氢连续制备乙醇的方法，该方 法采用变压吸附装置回收产品气相中氢气再升压循环，并利用反应热加热醋酸酯、循环氢 气和新鲜氢气的混合气，预热后的原料气在中压蒸汽加热后进入反应器，在催化剂作用下 实现高醋酸酯转化率和高乙醇选择性。该工艺中有未完全气化的醋酸酯。上述专利均未涉 及醋酸酯化、乙酯加氢、以及乙醇精制整个大流程的具体工艺，仅有文献CN103387481A专 利详细描述了醋酸酯化加氢全流程的工艺，但是该工艺换热网络并不是最优的，存在一定 的能量浪费。
[0005] 本发明有针对性的解决了该问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中能耗较高的问题，提供一种新的醋酸酯 化加氢生产乙醇的能量集成方法。该方法用于醋酸酯化加氢生产乙醇中，具有能耗较低的 优点。
[0007] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种醋酸酯化加氢生产乙醇的 能量集成方法，包括以下步骤：（1)乙醇和醋酸物流先与乙醇产品塔塔顶物流进行换热至 40~55°C ; (2)预热后的乙醇和醋酸物流再与精制塔塔顶物流进行换热至55~70°C ; (3) 经过两次预热的乙醇和醋酸物流再与加氢反应器出口物流换热至60~80°C后进入酯化反 应釜，得到含醋酸乙酯和水的混合物，分水后的粗酯经过提浓塔和精制塔脱除杂质，得到醋 酸乙酯；（4)原料氢气和所述醋酸乙酯混合后与加氢反应器出口物流换热后进入加氢反应 器，与含铜催化剂接触反应得到含乙醇物流，经气液分离后得到粗乙醇，经脱轻塔和乙醇产 品塔分离后得到乙醇产品；其中所述加氢反应器操作温度为180~300°C，氢酯摩尔比为 2~40,压力以表压计为2~6MPa，醋酸乙酯液时空速0. 3~3gAg催化剂? h)。
[0008] 上述技术方案中，优选地，乙醇和醋酸物流先与乙醇产品塔塔顶物流进行换热至 45 ~50°C。
[0009] 上述技术方案中，优选地，所述预热后的乙醇和醋酸物流再与精制塔塔顶物流进 行换热至60~68 °C。
[0010] 上述技术方案中，优选地，所述经过两次预热的乙醇和醋酸物流再与加氢反应器 出口物流换热至62~75 °C。
[0011] 上述技术方案中，优选地，所述加氢反应器为等温固定床反应器或绝热固定床反 应器。
[0012] 上述技术方案中，优选地，所述加氢反应器操作温度为195~230°C，氢酯摩尔比 为10~20,压力以表压计为3~5MPa，醋酸乙酯液时空速0? 5~0? 9gAg催化剂? h)。
[0013] 上述技术方案中，优选地，所述酯化反应釜的温度为105~115°C。
[0014] 上述技术方案中，优选地，采用回收塔可以对脱轻塔塔顶物流中的乙醇和乙酯进 行回收，回收得到的乙醇和乙酯返回至醋酸酯加氢反应器继续参与反应。
[0015] 本发明采用夹点分析法对全流程工艺进行能量集成的研宄，乙醇和醋酸物流先与 乙醇产品塔塔顶物流进行换热，利用塔顶热量预热反应器进料，减少了用于加热酯化反应 釜的蒸汽量；预热后的乙醇和醋酸物流再与精制塔塔顶物流进行换热，进一步减少蒸汽使 用量；经过两次预热的乙醇和醋酸物流再与醋酸酯加氢制乙醇反应器出口物流换热，充分 利用反应热量，从而得到了醋酸酯化加氢制乙醇的能量集成工艺，可以较大地降低能耗，提 高经济效益，取得了较好的技术效果。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明所述方法的流程示意图。
[0017] 图1中，1为乙醇和醋酸物流，2为氢气，3为乙醛等轻组分物流，4为乙醇产品塔塔 顶物流，5为重组分高沸物，6为放空管线，7为驰放气管线，8为废水，9为低酯副产品，10为 精酯塔塔釜物流，11为脱轻塔塔顶物流，R1为酯化反应釜，R2为加氢反应器，T1为酯化塔， T2为提浓塔，T3为精制塔，T4为废水塔，T5为低酯塔，T6为脱轻塔，17为乙醇产品塔，T8 为回收塔，C1为液液分离器，C2为液液分离器，C3为液液分离器，P1为进料泵，CP1为循环 压缩机，CP2为补充压缩机，D1为混合料配料槽，D2为原料罐，D3为一级气液分离器，D4为 二级气液分离器，D5为循环压缩机入口缓冲罐，D6为压缩机出口缓冲罐，D7为产品气液分 离器，E1为酯化塔塔顶冷凝器，E2为提浓塔塔顶冷凝器，E3为提浓塔塔釜再沸器，E4为精 制塔塔顶冷凝器，E5为精制塔塔釜再沸器，E6为废水塔塔顶冷凝器，E7为废