预热器2加热到190°C后进入加氢反应器3，反应压力控制在2.5MPa，此时反应器进料(S4)中氢气与醋酸酯的摩尔比为20:1左右。
[0045]反应原料(S4)进入加氢反应器3中在催化剂表面接触反应，得到反应产物(S5)，由于反应为放热反应，因此反应产物的温度升至220°C，反应产物的摩尔组成为:氢气88.4%,醋酸酯0.05%,乙醇10.22%,其他组分1.33%。反应产物经进出料换热器1温度冷却到85°C，再经反应产物冷却器4后温度降至25°C，然后进入一级气液分离罐5，一级气液分离罐压力为2.4MPa，反应产物经气液分离后得到的气相(S8)摩尔组成为:氢气95.8%，乙醇1.6%，醋酸酯1.00%，其他组分1.50%。该气相与氢回收装置得到的回收氢(S17)混合后进入循环氢压缩机6，增压0.3MPa后氢气(S9)按5 %/95 %的比例分为两股，一股
(S2)与醋酸酯进料(S1)混合进入进出料换热器1 ;另一股(S10)经反应产物深冷器7和二级气液分离罐8进入氢回收装置9，反应产物深冷器温度为20°C，二级气液分离罐压力为2.7MPa。循环氢(S2)的摩尔组成为:氢气96.0%，乙醇2.2%，醋酸酯1.43%，其他组分
0.37% ;回收氢(S17)的摩尔组成为氢气99.9%，其他组分0.1%。两级气液分离罐(5和8)得到的液相产物(S15)质量组成为:乙醇98.0%，醋酸酯0.7%，其他组分1.3%。
[0046]根据分析结果醋酸酯的转化率为99%以上。
[0047]【对比例1】
[0048]下面结合图2对对比例1进行描述。将25t Cu基催化剂加入加氢反应器3中，以醋酸乙酯为原料，加氣反应压力为3.0MPa ο
[0049]将醋酸酯进料(S1)通过高扬程泵增压至3.5MPa，与由循环氢压缩机出口来的循环氢混合后进入高效换热器1，混合物流的温度为50°C，其中醋酸酯液相进料量为35t/h，循环氢纯度为98.5%，流量为9000m3/h，醋酸酯与循环氢混合原料经高效换热器预热到200°C，再经进料预热器2加热到220°C后进入加氢反应器3，反应压力控制在3.0MPa，此时反应器进料(S4)中氢气与醋酸酯的摩尔比为30:1左右。
[0050]反应原料(S4)进入加氢反应器3中在催化剂表面接触反应，得到反应产物(S5)，由于反应为放热反应，因此反应产物的温度升至250°C，反应产物的摩尔组成为:氢气90.4%,醋酸酯0.05%，乙醇9.2%，其他组分0.35%。反应产物经进出料换热器I温度冷却到90°C，再经反应产物冷却器4后温度降至40°C，然后进入气液分离罐5，气液分离罐压力为2.9MPa，反应产物经气液分离后得到的气相(S8)摩尔组成为:氢气98.5%，乙醇0.9%，醋酸酯0.01%，其他组分0.59%。该气相与氢回收装置得到的回收氢(S17)混合后进入循环氢压缩机6，增压0.3MPa后氢气(S9)按5% /95%的比例分为两股，一股(S2)与醋酸酯进料(SI)混合进入进出料换热器I ;另一股(S12)进入氢回收装置9，反应产物深冷器温度为15°C，二级气液分离罐压力为3.2MPa。循环氢(S2)的摩尔组成为:氢气98.7%,乙醇0.9%，醋酸酯0.01%，其他组分0.39% ;进入氢回收装置的物流S12摩尔组成为:氢气99.3%，乙醇0.2%，其他组分0.5%;回收氢(S17)的摩尔组成为氢气99.9%，其他组分0.1%。两级气液分离罐(5和8)得到的液相产物(S15)质量组成为:乙醇99.0%，醋酸酯
0.8%，其他组分0.2%。
[0051]实施例1中的两级冷凝回收氢工艺与对比例I中的一级冷凝回收氢工艺相比，可多回收约350kg/h的乙醇产品和约540m3/h的氢<气。
[0052]【对比例2】
[0053]下面结合图3对对比例2进行描述。将25t Cu基催化剂加入加氢反应器3中，以醋酸乙酯为原料,加氣反应压力为3.0MPa0
[0054]将醋酸酯进料(SI)通过高扬程泵增压至3.5MPa，与由循环氢压缩机出口来的循环氢混合后进入高效换热器1，混合物流的温度为50°C，其中醋酸酯液相进料量为35t/h，循环氢纯度为98.5%，流量为9000m3/h，醋酸酯与循环氢混合原料经高效换热器预热到200°C，再经进料预热器2加热到220°C后进入加氢反应器3，反应压力控制在3.0MPa，此时反应器进料(S4)中氢气与醋酸酯的摩尔比为30:1左右。
[0055]反应原料(S4)进入加氢反应器3中在催化剂表面接触反应，得到反应产物(S5)，由于反应为放热反应，因此反应产物的温度升至250°C，反应产物的摩尔组成为:氢气90.4%，醋酸酯0.05%，乙醇9.2%，其他组分0.35%。反应产物经进出料换热器I温度冷却到90°C，再经反应产物冷却器4后温度降至40°C，然后进入气液分离罐5，气液分离罐压力为2.9MPa，反应产物经气液分离后得到的气相(S8)摩尔组成为:氢气98.5%，乙醇0.9%，醋酸酯0.01%，其他组分0.59%。该气相与氢回收装置得到的回收氢(S16)进入氢回收装置9，再进入循环氢压缩机6，回收氢(S17)的摩尔组成为氢气99.9%，其他组分0.1%。增压0.3MPa后氢气(S2)与醋酸酯进料(SI)混合进入进出料换热器I。循环氢(S2)的摩尔组成为:氢气98.7 %，乙醇0.9 %，醋酸酯0.01 %，其他组分0.39 % ;进入氢回收装置的物流S12摩尔组成为:氢气99.3%，乙醇0.2%，其他组分0.5%。液相产物(S15)质量组成为:乙醇99.0 %，醋酸酯0.8%，其他组分0.2%。
[0056]实施例1中的部分驰放氢回收工艺与对比例2中的全部氢回收工艺相比，可降低氢回收装置负荷约95%。
[0057]【对比例3】
[0058]下面结合图4对对比例3进行描述。将25t Cu基催化剂加入加氢反应器3中，以醋酸乙酯为原料,加氣反应压力为3.0MPa0
[0059]将醋酸酯进料(SI)通过高扬程泵增压至3.5MPa，与由循环氢压缩机出口来的循环氢混合后进入高效换热器1，混合物流的温度为50°C，其中醋酸酯液相进料量为35t/h，循环氢纯度为98.5%，流量为9000m3/h，醋酸酯与循环氢混合原料经高效换热器预热到200°C，再经进料预热器2加热到220°C后进入加氢反应器3，反应压力控制在3.0MPa，此时反应器进料(S4)中氢气与醋酸酯的摩尔比为30:1左右。
[0060] 反应原料(S4)进入加氢反应器3中在催化剂表面接触反应，得到反应产物(S5)，由于反应为放热反应，因此反应产物的温度升至250°C，反应产物的摩尔组成为:氢气90.4%，醋酸酯0.05%，乙醇9.2%，其他组分0.35%。反应产物经进出料换热器1温度冷却到90°C，再经反应产物冷却器4后温度降至40°C，然后进入气液分离罐5，气液分离罐压力为2.9MPa，反应产物经气液分离后得到的气相(S8)摩尔组成为:氢气98.5%，乙醇0.9%，醋酸酯0.01%，其他组分0.59%。该气相按5% /95%的比例分为两股，一股经循环氢压缩机6与醋酸酯进料(S1)混合进入进出料换热器1 ;另一股(S10)先后进入反应产物深冷器7和反应产物二级气液分离罐8，反应产物深冷器温度为15°C，二级气液分离罐压力为
2.88MPa，气相物流(S12)与新鲜氢(S16) —同进入氢回收装置9，得到的补充氢(S17)经补充氢增压机10增压后与循环氢混合，循环氢(S2)的摩尔组成为:氢气98.7%，乙醇0.9%，醋酸酯0.01%，其他组分0.39%;进入氢回收装置的物流S12摩尔组成为:氢气99.3%，乙醇0.2%，其他组分0.5%;回收氢(S17)的摩尔组成为氢气99.9%，其他组分0.1%。两级气液分离罐(5和8)得到的液相产物(S15)质量组成为:乙醇99.0%，醋酸酯0.8%，其他组分0.2%。
【主权项】
1.一种醋酸酯加氢生产乙醇的工艺方法，所述方法包括以下步骤: i)将醋酸酯(S1)和循环氢(S2)混合后进入进出料换热器(1)，预热后得到温度为160-250°C的酯/氢混合物(S3)； ?)将步骤i)得到的酯/氢混合物(S3)经进料预热器(2)加热后的加氢反应器进料(S4)进入反应器(3)进行加氢反应，得到温度为230-290°C的反应产物(S5)； iii)将步骤ii)得到的反应产物(S5)经进出料换热器(1)和反应产物冷却器(4)后，进入一级气液分离罐(5)进行一级气液分离，得到的循环氢气相(S8)和补充氢(S17)混合后由循环氢压缩机(6)增压至3-5MPa得到压缩机出口总氢(S9)，将其分为两股，一股作为循环氢(S2)直接循环至进出料换热器(1)进口与醋酸酯(S1)混合；另一股作为驰放氢(S10)经反应产物深冷器(7)和二级气液分离罐(8)进行气液分离，得到的气相氢(S12)和新鲜氢(S16)同时进入氢回收装置(9)进行氢气的纯化，回收得到的氢气(S17)利用系统压差返回循环氢压缩机(6)进口； iv)一级气液分离罐(5)和二级气液分离罐(8)得到的液相产物即为产品(S15)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述加氢反应器(3)为固定床反应器。3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于所述加氢反应器(3)中的催化剂为Cu基催化剂。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述循环氢(S2)的摩尔纯度为90% -100%。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述加氢反应器进料(S4)温度为150-230°C。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述加氢反应器压力为2.0-4.0MPa。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述循环氢压缩机(6)进口压力为2.5_3.3MPa ο8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述反应产物冷却器冷却温度为25-45°C，反应产物深冷器冷却温度为5-20°C。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述驰放氢(S10)占压缩机出口总氢(S9)的比值为0.005-0.20。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述加氢反应器进料(S4)中氢气与醋酸酯的摩尔比值为10-100。
【专利摘要】本发明涉及一种醋酸酯加氢生产乙醇的工艺方法，包括进出料高效换热器、进料预热器、反应产物冷却器、一级气液分离罐、循环氢压缩机、反应产物深冷器、二级气液分离罐以及氢回收装置。本发明有以下优势：(1)采用循环氢部分驰放及两级冷凝的方法，既减小了反应产物损失，又降低了氢回收装置的规模，节省了投资；(2)将氢回收装置置于循环氢压缩机出口处，使驰放氢利用压缩机进出口压差进入氢回收装置，并在回收其中的氢气之后返回压缩机的入口，该方法利用现有系统内的压差，从而有效减小了压缩机的总负荷，降低了生产能耗。全工艺流程简单、经济实用，可用于醋酸甲酯加氢制乙醇并联产甲醇的工业应用。
【IPC分类】C07C29/149, C07C31/08
【公开号】CN105439816
【申请号】CN201410428899
【发明人】曹君, 贺来宾, 杨卫胜
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年8月27日