醋酸甲酯加氫制乙醇的分離方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醋酸甲酯加氫制乙醇的分離方法，具體為一種醋酸甲酯加氫制乙醇并聯產甲醇分離過程的節能工藝方法。
【背景技術】
[0002]乙醇(CH3CH20H)是一種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、洗滌劑等產品的原料；乙醇也可以調入汽油，作為車用燃料，燃料乙醇是清潔的高辛烷值燃料，其具有辛烷值高、抗爆性能好、對大氣污染小等特點。
[0003]當前我國化工行業每年消耗工業級乙醇約300萬t，市場需求年增長率為8%?10%。根據國家相關規劃，2020年我國燃料乙醇利用量將達到1000萬t。目前，我國乙醇生產以糧食發酵法為主(95%以上)，每年耗糧量巨大；而聚乙烯醇(PVA)等生產過程中有大量的副產品醋酸甲酯生成，而該副產物工業用途較小。因此開展醋酸甲酯加氫制乙醇技術對替代傳統的糧食發酵路線，保障我國糧食安全具有重要的戰略意義。
[0004]甲醇用途廣泛，是基礎的有機化工原料和優質燃料，其全球產量居第三位。甲醇主要應用于精細化工，塑料等領域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多種有機產品，也是農藥、醫藥的重要原料之一。甲醇在深加工后還可作為一種新型清潔燃料，也可摻入汽油。
[0005]專利CN101934228 A申請公開了一種醋酸酯加氫制乙醇的催化劑及其制備方法，該方法采用銅或銅的氧化物作為催化劑，使醋酸酯轉化為乙醇的轉化率> 80%，乙醇的選擇性> 95%。
[0006]專利CN102942446 A申請公開了一種醋酸加氫制乙醇精餾工藝簡化的方法，該方法采用乙二醇萃取精餾的方法分離醋酸乙酯和乙醇，并得到純度較高的乙醇產品，該方法還可同時滿足生產醋酸乙酯產品和乙醇產品的要求。
[0007]專利CN202626058 U公開了一種醋酸酯加氫制備乙醇并聯產2_ 丁醇的工藝系統，通過調整加氫反應溫度，可選擇性地聯產2-丁醇。該方法具體針對醋酸乙酯的加氫與分離工藝，但是由醋酸酯回收塔頂得到的醋酸酯/乙醇的共沸混合物返回至反應系統繼續反應，可能會引起副反應產生醚、醛等輕組分以及其他的重醇組分。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是以往技術中存在的高能耗問題，本發明提出一種醋酸甲酯加氫制乙醇分離過程的節能工藝方法，該方法在實現產品高效提純的情況下充分考慮了分離過程的熱量集成，最大限度節約了分離系統的能耗。
[0009]在本發明采用的技術方案如下:一種醋酸甲酯加氫制乙醇分離過程的節能工藝，包括以下步驟:
[0010]i)將醋酸甲酯加氫反應得到的反應產物(S1)由第一蒸餾塔?\加入，經過第一蒸餾塔分離后，塔頂采出含輕烴的甲醇物流(S3)，塔釜得到的塔釜液為含其余甲醇、全部乙醇及重醇的物流(S2)，其中塔頂采出的甲醇量為SI中甲醇量的1% -80% (wt.% )；
[0011]ii)上述塔釜液(S2)由第二蒸餾塔T2塔加入，分離后塔頂采出含甲醇及輕烴的物流(S4)，塔釜得到含乙醇和重醇的物流(S6)，第二蒸餾塔頂氣為第一蒸餾塔釜提供熱量(Hl)；
[0012]iii)上述含乙醇和重醇物流(S6)由第三蒸餾塔T3塔加入，分離后塔頂采出乙醇產品(S7)，塔釜得到含重醇的組分(S8)；
[0013]iv)將步驟i)第一蒸餾塔頂得到的含輕烴的甲醇物流(S3)與步驟ii)第二蒸餾塔頂得到的含甲醇及輕烴的物流混合后得到的含甲醇的混合物流(S5)由第四蒸餾塔T4加入，萃取劑由第四蒸餾塔上部加入，分離后塔頂采出含乙醛和醋酸酯的物流(S12)，塔釜得到含甲醇和萃取劑的物流(Sll)；
[0014]V)上述含甲醇和萃取劑的物流(Sll)由第五蒸餾塔T5加入，分離后塔頂得到聯產的甲醇產品(S14)，塔釜得到的萃取劑分為兩股，一股做為循環萃取劑(S16)返回第四蒸餾塔塔頂，一股排放(S15)；
[0015]vi)上述循環萃取劑(S16)與新鮮萃取劑(S9)混合后作為萃取劑進料(SlO)加入第四蒸餾塔T4上部。
[0016]上述技術方案中，優選地，所述加氫反應產物中醇的含量為80%-100% (wt.% ),更優選為 95% -100% (wt.% )；
[0017]上述技術方案中，醋酸甲酯加氫反應得到的反應產物(SI)含有的其他主要組分包括:10-500ppm 醚，50-2000ppm 醛，0.1% -10%酯，200_3000ppmC3+醇；
[0018]優選地，所述第一蒸餾塔理論塔板數為30-100塊，更優選為50-70塊；
[0019]優選地，所述第一蒸餾塔回流比為1-5，更優選為2-4 ；
[0020]優選地，所述第一蒸餾塔頂壓力為50_500kPa，更優選為60_300kPa ；
[0021]優選地，所述第一蒸餾塔塔頂溫度為50-100°C，更優選為60-90°C ；
[0022]優選地，所述第二蒸餾塔理論塔板數為30-100塊，更優選為60-85塊；
[0023]優選地，所述第二蒸餾塔回流比為3-15，更優選為8-11 ；
[0024]優選地，所述第二蒸餾塔頂壓力為200-1000kPa，更優選為200_700kPa ；
[0025]優選地，所述第二蒸餾塔塔頂溫度為80-150°C，更優選為80_125°C ；
[0026]優選地，所述第三蒸餾塔理論塔板數為30-100塊，更優選為40-60塊；
[0027]優選地，所述第三蒸餾塔回流比為0.5-5，更優選為1-3 ；
[0028]優選地，所述第三蒸餾塔頂壓力為300-1000kPa，更優選為300_850kPa ；
[0029]優選地，所述第三蒸餾塔頂溫度為100-200°C，更優選為100-150°C ；
[0030]優選地，所述第四蒸餾塔理論塔板數為30-100塊，更優選為50-70塊；
[0031]優選地，所述第四蒸餾塔回流比為3-15，更優選為8-11 ；
[0032]優選地，所述第四蒸餾塔頂壓力為50_500kPa，更優選為常壓_300kPa ；
[0033]優選地，所述第四蒸餾塔頂溫度為40-100°C，更優選為60-80°C ；
[0034]優選地，所述第五蒸餾塔理論塔板數為30-100塊，更優選為50-70塊；
[0035]優選地，所述第五蒸餾塔回流比為0.5-5，更優選為1-3 ；
[0036]優選地，所述第五蒸餾塔頂壓力為50_500kPa，更優選為60_300kPa ；
[0037]優選地，所述第五蒸餾塔頂溫度為30-100°C，更優選為35-80°C ；
[0038]優選地，所述第一蒸餾塔釜再沸器由第二蒸餾塔頂氣提供熱量，所述第五蒸餾塔釜再沸器由第三蒸餾塔頂氣提供一部分熱量。
[0039]優選地，所述第一蒸餾塔頂采出的甲醇比例需滿足第二蒸餾塔頂所需冷量與第一蒸餾塔釜所需熱量相匹配。
[0040]優選地，所述第四蒸餾塔中選用的萃取劑為水或二甲基亞砜或兩者按一定配比的混合物；
[0041]優選地，所述第四蒸餾塔中，萃取劑進料與粗甲醇進料的質量流量比為0.5-10，更優選為1-3 ；
[0042]優選地，所述第五蒸餾塔底排放萃取劑的比例為0.01 % -1 %,更優選為0.05-0.5% ο
[0043]優選地，所述乙醇產品中，乙醇產品純度彡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 % ；
[0044]優選地，所述甲醇產品中，甲醇產品純度彡99.9%，其中羰基化合物含量彡20ppm，水含量彡0.1%。
[0045]本發明方法中，所述壓力均指絕壓。
[0046]與現有技術相比，本發明通過以下方法降低了分離工藝的能耗:
[0047](1)采用萃取精餾的方法，大大降低了體系中共沸物的分離能耗；
[0048](2)采用逆流雙效精餾的方法，實現了甲醇/乙醇分離過程的熱量高效利用，節約了分離能耗；(3)利用高壓第三蒸餾塔頂氣為第五蒸餾塔釜提供部分熱量，進一步降低了系統的分離能耗。采用本發明方法可以在得到合格、高純度的乙醇/甲醇產品的同時分別降低分離能耗約22%和49%，同時大大的節約了分離成本。
【附圖說明】
[0049]圖1為本發明方法的工藝流程簡圖。
[0050]圖1中，?\為第一蒸餾塔，Τ2為第二蒸餾塔，Τ3為第三蒸餾塔，Τ4為第四蒸餾塔，Τ5為第五蒸餾塔；S1為醋酸甲酯加氫反應得到的反應產物，S2為第一蒸餾塔釜液，S3為第一蒸餾塔頂采出，S4為第二蒸餾塔頂采出，S5為第一蒸餾塔、第二蒸餾塔頂液混合物流，S6為第二蒸餾塔釜液，S7為乙醇產品，S8為第三蒸餾塔釜液，S9為新鮮萃取劑，S10為萃取劑進料，S11為第四蒸餾塔釜液，S12為第四蒸餾塔頂采出，S13為第五蒸餾塔釜液，S14為甲醇產品，S15為萃取劑排放，S16為循環萃取劑。
[0051]下面通