[发明专利]一种乙醇制乙醛产品的分离系统及方法

说明书

本发明公开乙醇制乙醛产品的分离系统，包括反应器，还包括乙醇吸收塔，所述反应器与乙醇吸收塔的底部侧壁相连，所述乙醇吸收塔的塔顶依次连接有压缩机、第一冷却器、第一气液分离罐；所述乙醇吸收塔的塔底出口通过增压泵连接有乙醛精馏塔，所述乙醛精馏塔的塔顶依次连接有第二冷却器、第二气液分离罐、回流泵，所述回流泵还与乙醛精馏塔的顶部侧壁相连；所述乙醛精馏塔的塔底分别与乙醇吸收塔的顶部侧壁和反应器的进口相连；所述乙醛精馏塔的塔底还设置有乙醇排出口。同时，本发明还公开利用所述系统分离乙醇制乙醛产品的方法。本发明通过增加乙醇吸收塔，便可将主产物乙醛、副产物氢气和未反应的乙醇高效分离出来，分离精度高，原料利用效率高。

技术领域

本发明属于乙醇制乙醛产品分离领域，具体涉及一种乙醇制乙醛产品的分离系统及方法。

背景技术

乙醛是一种重要的有机化工中间体，是乙醇的直接衍生品，可用于生产醋酸、醋酸酯、季戊四醇、巴豆醛、三氯乙醛、乙二醛、醋酸乙烯酯和吡啶类化合物等，在农药、医药、食品和饲料添加剂等领域具有广泛的用途。

目前，世界上乙醛的工业生产路线主要有以下几种：乙烯氧化法、乙炔水合法、乙醇法。其中乙醇法又分为乙醇氧化法和乙醇催化脱氢法，乙醇氧化法是乙醇蒸汽在银丝网或膨松银催化剂上与空气混合，在高温带压条件下发生氧化反应，乙醇单程转化率达30%-50%，选择性85%-95%。避免乙醛在高温下发生分解和能量回收是该法生产的重要考虑因素之一，该方法最大的缺点是催化剂价格昂贵及反应温度较高（400℃）；而乙醇脱氢法是乙醇蒸汽在催化剂上催化脱氢合成乙醛，同时副产高纯度氢气，生产成本低，该工艺在固定床反应器中进行，生产操作简单，是乙醛合成中很有工业应用前景的合成路线。

常规的乙醇制乙醛产品气的处理方式主要是水洗后精馏，例如前面提到的乙醇氧化法工艺，这主要是由于该工艺方法的产品除了乙醛之外，本来就含有一定量的水。水的存在会产生以下影响：1）乙醛产品和水存在一定的共沸，从而影响乙醛产品的纯度，同时造成乙醛和水分离难度增加；2）未反应的乙醇和水也存在一定的共沸，未反应的乙醇需要循环回作为反应物，因此水的存在将会造成乙醇和水分离难度的增加，同时影响循环乙醇的纯度；3）精馏之后会产生大量的废水，废水当中也会含有一定量的乙醛或乙醇，废水量大且处理难度较大。如果不采用水洗，可以降低产物分离难度，也会降低废水产量。

为此，目前的现有的工艺当中，乙醇脱氢的反应产物气直接进入一个精馏塔，塔顶分离得到乙醛、氢气和乙醚，塔底得到乙醇；然后塔顶的乙醛和氢气进一步加压分离。但由于反应为低压甚至负压，当反应产物气冷却到40℃时，变为气液两相，气液两相难以直接增压，因此和反应产物直接相连的一个精馏塔也为负压或低压，这导致第一个精馏塔的塔顶温度很低，达到-20℃左右，需要增加冷冻水系统，而且冷量消耗巨大。另外，通过第一个精馏塔分离得到的塔顶产物主要为乙醛和氢气，由于乙醛的沸点较低，常压下为20.8℃，为此乙醛和氢气的分离难度也比较大，需要采用吸收工艺（例如水作为吸收剂）将其中的乙醛吸收下来，再进行精馏，得到乙醛产物，流程相对复杂。

申请号CN113680345A公开了一种含铜多相催化剂及其制备方法，可用于乙醇的高效催化脱氢制乙醛。这种乙醇直接催化脱氢工艺的乙醛产物当中不含有水，为此可以不采用水洗，从而避免上述问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种乙醇制乙醛产品的分离系统及方法，直接通过乙醇制得乙醛，同时副产高附加值的氢气，原料利用效率更高，实现了乙醛尾气的高效吸收。

一种乙醇制乙醛产品的分离系统，包括反应器，还包括乙醇吸收塔，所述反应器与乙醇吸收塔的底部侧壁相连，所述乙醇吸收塔的塔顶依次连接有压缩机、第一冷却器、第一气液分离罐；

所述乙醇吸收塔的塔底出口通过增压泵连接有乙醛精馏塔，所述乙醛精馏塔的塔顶依次连接有第二冷却器、第二气液分离罐、回流泵，所述回流泵还与乙醛精馏塔的顶部侧壁相连；所述第二气液分离罐上设置有气体排出口，所述回流泵与乙醛精馏塔连接的管路上还设置有乙醛排出口；