[发明专利]一种醋酸加氢耦合制备乙醇的工艺

说明书

本发明公开了一种醋酸加氢耦合制备乙醇的工艺，包括醋酸合成、醋酸加氢、二次加氢三个步骤。醋酸合成步骤以甲醇和CO为原料，循环制备醋酸；醋酸加氢步骤以醋酸和氢气为原料进行催化加氢，制得乙醇；二次加氢步骤以醋酸加氢步骤的富氢尾气、醋酸/醋酸酯为原料进行二次加氢，产生的二次尾气经循环压缩机加压后送回醋酸加氢步骤、与新鲜氢气混合作为原料使用。本发明工艺可以使氢气得到深度反应，气体循环量减少，能耗低，氢酸比可以控制到60以内，原料具有更高的转化率和收率，醋酸的单程转化率高达99％以上，乙醇选择性高达95％以上；工艺的操作连续性和稳定性都很高，同等规模产能投资大幅度降低，能耗较普通工艺能耗降低15％以上。

技术领域

本发明涉及一种醋酸加氢耦合制备乙醇的工艺，属于乙醇制备工艺。

背景技术

乙醇是发现最早、用途最广的一种脂肪醇，也是酒的主要成分。室温下乙醇为无色、易挥发、易燃的液体。乙醇的用途广泛，例如可以用来制取乙醛、乙醚、醋酸乙酯、乙胺、环氧乙烷等多种化工原料，在消毒剂、饮料、稀释剂、环保涂料、农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等多种领域都有广泛应用。

目前，乙醇的工业生产方法主要有发酵法和乙烯水合法。发酵法的主要原料是玉米、甘蔗、高粱、木薯、稻谷等农作物，通过利用农作物中的淀粉发酵获得乙醇；但发酵法会消耗大量的粮食，成本太高。乙烯水合法是伴随着石油化工的兴起而发展的，包括间接水合法和直接水合法；但是，由于乙烯生产成本的不断提高，因此在我国乙烯法制乙醇基本处于停产状态。

近年来，随着甲醇羰基化技术的迅猛发展，醋酸产量显著提高，醋酸的价格大大降低。醋酸作为一种重要的化工原料，虽然在化工原料制备、农药、医药中间体等行业中有广泛应用，但是醋酸产能仍有很大过剩，对醋酸下有用途的开发迫在眉睫。

使用醋酸作为原料生产乙醇的途径有两种，一是醋酸直接加氢生成乙醇；另一种是醋酸先经酯化后生成醋酸酯，再由醋酸酯加氢生成乙醇。第一种方法中，醋酸的腐蚀性使得催化加氢反应器须有较高的耐腐蚀性，而且反应催化剂价格昂贵，使得生产成本高。与第一种方法相比，第二种方法多一步酯化过程，虽然降低了醋酸对反应器的腐蚀性，但是需要产物乙醇循环作为酯化原料进行酯化，相应增加了反应器的尺寸，而且催化加氢能耗高。

因此，如何能降低乙醇生产能耗、提高原料的利用率、使其更加适合工业化生产，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种生产能耗低、原料利用率高、反应收率高的醋酸加氢耦合制备乙醇的工艺。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种醋酸加氢耦合制备乙醇的工艺，以甲醇和CO为起始反应原料制备乙醇，包括醋酸合成、醋酸加氢、二次加氢三个步骤。

所述工艺的具体过程包括：

A、醋酸合成

将甲醇送入反应器Ⅰ的上部，高纯CO送入反应器Ⅰ的底部，在反应器Ⅰ中羰基化主催化剂和助催化剂的催化下进行羰基化反应，生成醋酸粗品；所得醋酸粗品由反应器Ⅰ顶部排出、分离助催化剂，所得到醋酸直接送入反应器Ⅱ，分离出的助催化剂重新回到反应器Ⅰ底部、进行循环催化；

B、醋酸加氢

步骤A所得醋酸和新鲜H₂一起被送入反应器Ⅱ的底部，在加氢催化剂的作用下进行催化加氢反应、生成乙醇；分离出的液态乙醇粗品从反应器Ⅱ下部采出，然后直接送入乙醇精馏步骤进行提纯；富氢尾气由反应器Ⅱ的塔顶采出、送入反应器Ⅲ进行二次加氢；

C、二次加氢