乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，包括乙酸甲酯進料泵、混合蒸發(fā)器、氣氣換熱器、加氫反應(yīng)器、乙酸甲酯預(yù)熱器、水冷器和氣液分離器；將預(yù)熱后的乙酸甲酯和氫氣分別從頂部和底部送入混合蒸發(fā)器的管程，得到的混合原料氣進入氣氣換熱器的管程內(nèi)加熱至160～250℃，進入加氫反應(yīng)器中進行反應(yīng)；反應(yīng)生成的熱反應(yīng)氣進入氣氣換熱器的殼程，由氣氣換熱器殼程出口進入混合蒸發(fā)器的殼程和乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程，之后進入水冷器冷卻至40℃以下，再進入氣液分離器分離得到粗乙醇和粗甲醇的混合物以及未反應(yīng)的氫氣。甲醇作為原料重復(fù)使用，無水乙醇作為產(chǎn)品銷售，其市場價格比乙酸提高一倍以上。
【專利說明】乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇（PVA)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物一乙酸甲酯的處理技 術(shù)，尤其涉及一種乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 乙酸甲酯是聚乙烯醇（PVA)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，在傳統(tǒng)的聚乙烯醇生產(chǎn)裝 置中，將副產(chǎn)物乙酸甲酯水解，再通過精餾生產(chǎn)出乙酸和甲醇，作為聚乙烯醇的生產(chǎn)原料重 復(fù)利用。一方面，乙酸甲酯還原為原料乙酸和甲醇需要很高的生產(chǎn)成本，另一方面，乙酸的 價值很低，目前在3000元/噸上下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、節(jié)能、經(jīng)濟價值高的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的 生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括乙酸甲酯進料泵、混合蒸發(fā)器、 氣氣換熱器、加氫反應(yīng)器、乙酸甲酯預(yù)熱器、水冷器和氣液分離器；
[0006] 所述混合蒸發(fā)器包括筒體，所述筒體的上端和下端分別設(shè)有上封頭和下封頭，所 述筒體內(nèi)自上而下依次設(shè)有頂部噴淋段、波紋板填料段、水蒸汽加熱段、余熱回收段、液位 控制段；
[0007] 所述頂部噴淋段內(nèi)設(shè)有多個噴頭，所述多個噴頭與設(shè)于所述筒體上的原料液入口 連接；
[0008] 所述波紋板填料段內(nèi)設(shè)有波紋板填料；
[0009] 所述水蒸汽加熱段內(nèi)縱向設(shè)有多根蒸汽加熱段換熱管，所述多根蒸汽加熱段換熱 管的上端和下端分別通過蒸汽加熱段上管板和蒸汽加熱段下管板固定在所述筒體上，靠近 所述蒸汽加熱段上管板部位的筒體上設(shè)有水蒸氣入口，靠近所述蒸汽加熱段下管板部位的 筒體上設(shè)有冷凝水出口；
[0010] 所述余熱回收段內(nèi)縱向設(shè)有多根余熱回收段換熱管，所述多根余熱回收段換熱管 的上端和下端分別通過余熱回收段上管板和余熱回收段下管板固定在所述筒體上，靠近所 述余熱回收段上管板部位的筒體上設(shè)有反應(yīng)氣入口，靠近所述余熱回收段下管板部位的筒 體上設(shè)有反應(yīng)氣出口和冷凝液出口；
[0011] 所述液位控制段設(shè)有原料氣入口；
[0012] 所述上封頭和下封頭分別設(shè)有混合原料氣出口和原料液排放口；
[0013] 所述混合蒸發(fā)器的混合原料氣出口與所述氣氣換熱器下部的管程入口相連，所述 氣氣換熱器上部的管程出口與所述加氫反應(yīng)器頂部的入口相連，所述加氫反應(yīng)器底部的出 口與所述氣氣換熱器上部的殼程入口相連，所述氣氣換熱器下部的殼程出口與所述混合蒸 發(fā)器的反應(yīng)氣入口和所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程入口分別相連，所述混合蒸發(fā)器的反應(yīng)氣 出口和所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程出口分別與所述水冷器和氣液分離器依次相連，所述乙 酸甲酯進料泵的出口通過所述乙酸甲酯預(yù)熱器的管程與所述混合蒸發(fā)器的原料液入口相 連，所述混合蒸發(fā)器的原料液排放口通過乙酸甲酯循環(huán)泵與所述乙酸甲酯預(yù)熱器的管程入 口相連，所述氣液分離器頂部的氣體出口與所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口連接，所述氣液 分離器底部的液體出口與蒸餾裝置相連，所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口管路連接有氫氣補 充管路。
[0014] 本發(fā)明的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0015] A、將經(jīng)過乙酸甲酯預(yù)熱器預(yù)熱后的乙酸甲酯和氫氣分別從頂部和底部送入混合 蒸發(fā)器的管程，在其中乙酸甲酯蒸發(fā)并與氫氣混合形成混合原料氣；
[0016] B、步驟A得到的混合原料氣進入氣氣換熱器的管程內(nèi)加熱至160?250°C，進入加 氫反應(yīng)器中進行反應(yīng)；
[0017] C、步驟B反應(yīng)生成的熱反應(yīng)氣進入所述氣氣換熱器的殼程，由所述氣氣換熱器殼 程出口分兩路，一路進入所述混合蒸發(fā)器的殼程，另一路進入所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程， 所述混合蒸發(fā)器殼程出口與乙酸甲酯預(yù)熱器殼程出口匯合到一起后，進入水冷器冷卻至 40°C以下，再進入氣液分離器分離得到粗乙醇和粗甲醇的混合物以及未反應(yīng)的氫氣。
[0018] 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的乙酸甲酯加氫生產(chǎn) 乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，由于包括乙酸甲酯進料泵、混合蒸發(fā)器、氣氣換熱器、加氫反應(yīng)器、 乙酸甲酯預(yù)熱器、水冷器和氣液分離器；將經(jīng)過乙酸甲酯預(yù)熱器預(yù)熱后的乙酸甲酯和氫氣 分別從頂部和底部送入混合蒸發(fā)器的管程，在其中乙酸甲酯蒸發(fā)并與氫氣混合形成混合原 料氣；得到的混合原料氣進入氣氣換熱器的管程內(nèi)加熱至160?250°C，進入加氫反應(yīng)器中 進行反應(yīng)；反應(yīng)生成的熱反應(yīng)氣進入所述氣氣換熱器的殼程，由氣氣換熱器殼程出口分兩 路，一路進入所述混合蒸發(fā)器的殼程，另一路進入所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程，所述混合蒸 發(fā)器殼程出口與乙酸甲酯預(yù)熱器殼程出口匯合到一起后，進入水冷器冷卻至40°C以下，再 進入氣液分離器分離得到粗乙醇和粗甲醇的混合物以及未反應(yīng)的氫氣。通過加氫技術(shù)用乙 酸甲酯生產(chǎn)出無水乙醇和甲醇，甲醇作為原料重復(fù)使用，無水乙醇作為產(chǎn)品銷售，其市場價 格比乙酸提高一倍以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實施例提供的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明實施例中的混合蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中：
[0022] 1、上封頭；2、噴頭；3、上部筒體；4、波紋板填料；5、液體分布器；6、蒸汽加熱段上 管板；7、折流板；8、換熱管；9、蒸汽加熱段下管板；10、冷凝水出口；11、余熱回收段上管 板；12、余熱回收段換熱管；13、下部筒體；14、余熱回收段下管板；15、冷凝液出口；16、原料 氣入口；17、下封頭；18、原料液排放口；19、液位計接口；20、反應(yīng)氣出口；21、反應(yīng)氣入口； 22、中部筒體；23、水蒸氣入口；24、原料液入口；25、混合原料氣出口；
[0023] A、頂部噴淋段，B、波紋板填料段，C、水蒸汽加熱段，D、余熱回收段，E、液位控制段。

【具體實施方式】
[0024] 下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細(xì)描述。
[0025] 本發(fā)明的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其較佳的【具體實施方式】是：
[0026] 包括乙酸甲酯進料泵、混合蒸發(fā)器、氣氣換熱器、加氫反應(yīng)器、乙酸甲酯預(yù)熱器、水 冷器和氣液分離器；
[0027] 所述混合蒸發(fā)器包括筒體，所述筒體的上端和下端分別設(shè)有上封頭和下封頭，所 述筒體內(nèi)自上而下依次設(shè)有頂部噴淋段、波紋板填料段、水蒸汽加熱段、余熱回收段、液位 控制段；
[0028] 所述頂部噴淋段內(nèi)設(shè)有多個噴頭，所述多個噴頭與設(shè)于所述筒體上的原料液入口 連接；
[0029] 所述波紋板填料段內(nèi)設(shè)有波紋板填料；
[0030] 所述水蒸汽加熱段內(nèi)縱向設(shè)有多根蒸汽加熱段換熱管，所述多根蒸汽加熱段換熱 管的上端和下端分別通過蒸汽加熱段上管板和蒸汽加熱段下管板固定在所述筒體上，靠近 所述蒸汽加熱段上管板部位的筒體上設(shè)有水蒸氣入口，靠近所述蒸汽加熱段下管板部位的 筒體上設(shè)有冷凝水出口；
[0031] 所述余熱回收段內(nèi)縱向設(shè)有多根余熱回收段換熱管，所述多根余熱回收段換熱管 的上端和下端分別通過余熱回收段上管板和余熱回收段下管板固定在所述筒體上，靠近所 述余熱回收段上管板部位的筒體上設(shè)有反應(yīng)氣入口，靠近所述余熱回收段下管板部位的筒 體上設(shè)有反應(yīng)氣出口和冷凝液出口；
[0032] 所述液位控制段設(shè)有原料氣入口；
[0033] 所述上封頭和下封頭分別設(shè)有混合原料氣出口和原料液排放口；
[0034] 所述混合蒸發(fā)器的混合原料氣出口與所述氣氣換熱器下部的管程入口相連，所述 氣氣換熱器上部的管程出口與所述加氫反應(yīng)器頂部的入口相連，所述加氫反應(yīng)器底部的出 口與所述氣氣換熱器上部的殼程入口相連，所述氣氣換熱器下部的殼程出口與所述混合蒸 發(fā)器的反應(yīng)氣入口和所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程入口分別相連，所述混合蒸發(fā)器的反應(yīng)氣 出口和所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程出口分別與所述水冷器和氣液分離器依次相連，所述乙 酸甲酯進料泵的出口通過所述乙酸甲酯預(yù)熱器的管程與所述混合蒸發(fā)器的原料液入口相 連，所述混合蒸發(fā)器的原料液排放口通過乙酸甲酯循環(huán)泵與所述乙酸甲酯預(yù)熱器的管程入 口相連，所述氣液分離器頂部的氣體出口與所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口連接，所述氣液 分離器底部的液體出口與蒸餾裝置相連，所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口管路連接有氫氣補 充管路。
[0035] 所述氣液分離器頂部的氣體出口連接有循環(huán)壓縮裝置，所述氣液分離器底部的液 體出口連接有閃蒸裝置。
[0036] 所述氣氣換熱器上部的管程出口與所述加氫反應(yīng)器頂部入口的連接管路上設(shè)有 電加熱器。
[0037] 所述加氫反應(yīng)器為絕熱式加氫反應(yīng)器，其內(nèi)部設(shè)有銅系催化劑床。
[0038] 本發(fā)明的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)方法，其較佳的【具體實施方式】是：
[0039] 包括以下步驟：
[0040] A、將經(jīng)過乙酸甲酯預(yù)熱器預(yù)熱后的乙酸甲酯和氫氣分別從頂部和底部送入混合 蒸發(fā)器的管程，在其中乙酸甲酯蒸發(fā)并與氫氣混合形成混合原料氣；
[0041] B、步驟A得到的混合原料氣進入氣氣換熱器的管程內(nèi)加熱至160?250°C，進入加 氫反應(yīng)器中進行反應(yīng)；
[0042] C、步驟B反應(yīng)生成的熱反應(yīng)氣進入所述氣氣換熱器的殼程，由所述氣氣換熱器殼 程出口分兩路，一路進入所述混合蒸發(fā)器的殼程，另一路進入所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程， 所述混合蒸發(fā)器殼程出口與乙酸甲酯預(yù)熱器殼程出口匯合到一起后，進入水冷器冷卻至 40°C以下，再進入氣液分離器分離得到粗乙醇和粗甲醇的混合物以及未反應(yīng)的氫氣。
[0043] 所述未反應(yīng)的氫氣返回所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口。
[0044] 所述混合蒸發(fā)器未氣化的原料液返回所述混合蒸發(fā)器的原料液入口。
[0045] 本發(fā)明實施例提供的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，能耗低、節(jié)能、經(jīng) 濟價值高。
[0046] 具體實施例：
[0047] 實施例1，生產(chǎn)系統(tǒng)：
[0048] 如圖1所示，包括一個混合蒸發(fā)器、一個熱交換器、一個反應(yīng)器、一個冷凝器和一 個分離器。
[0049] 其中，混合蒸發(fā)器管程的入口為原料氣的入口，混合蒸發(fā)器管程的出口與熱交換 器管程的入口相連，熱交換器管程的出口與反應(yīng)器的入口相連，反應(yīng)器的出口與熱交換器 殼程的入口相連，熱交換器殼程的出口分別與混合蒸發(fā)器殼程和原料預(yù)熱器殼程的入口相 連，混合蒸發(fā)器殼程和原料預(yù)熱器殼程的出口反應(yīng)氣匯合后再依次與冷凝器和分離器相 連。
[0050] 所述的混合蒸發(fā)器設(shè)有原料液體循環(huán)裝置，使未蒸發(fā)的原料液體從混合蒸發(fā)器底 部出來后，通過循環(huán)泵打入到混合蒸發(fā)器頂部的原料液體入口。
[0051] 所述生產(chǎn)系統(tǒng)還包括一個循環(huán)壓縮機和一個閃蒸槽，分別與分離器相連。
[0052] 所述循環(huán)壓縮機與混合蒸發(fā)器管程的入口相連。
[0053] 所述閃蒸槽還連接有精餾裝置。
[0054] 所述反應(yīng)器為絕熱式反應(yīng)器，其內(nèi)部設(shè)有銅系催化劑床。
[0055] 上述生產(chǎn)系統(tǒng)中，熱交換器采用化工領(lǐng)域常見的管殼式換熱器，分離器采用化工 領(lǐng)域常見的氣液分離器，其余設(shè)備如冷凝器、循環(huán)壓縮機、閃蒸槽、精餾裝置等均采用化工 領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)備即可。
[0056] 上述生產(chǎn)系統(tǒng)中，混合蒸發(fā)器的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括頂部噴淋段、金屬波紋 板填料段、上部列管蒸汽加熱段、下部列管余熱回收段、底部液位控制段六部分組成。具體 結(jié)構(gòu)為：上封頭、噴頭、金屬波紋板填料、上部筒體、蒸汽加熱段（液體分布器、上管板、換熱 管、下管板、中部筒體）、余熱回收段（液體分布器、上管板、換熱管、下管板、下部筒體）、下 封頭、液位計接口、水蒸氣入口、冷凝水出口、反應(yīng)氣入口、反應(yīng)氣出口、原料氣入口、原料液 入口、混合原料氣出口、冷凝液出口、底部排液口組成。
[0057] 上封頭與上部筒體、蒸汽加熱段上管板焊接，中間的空間形成了上管箱，上管箱頂 部是噴頭，往下是金屬波紋板填料，再往下是液體分布器。中間筒體與蒸汽加熱段上下管板 焊接。筒體、管板、管束與折流板之間形成了殼程水蒸氣流動通道。下筒體與余熱回收段上 下管板焊接。筒體、管板、管束與折流板之間形成了殼程的反應(yīng)氣流動通道。自下到上，管 程形成了原料氣體的流通通道。
[0058] 混合蒸發(fā)器，是列管式換熱器和填料塔相結(jié)合的設(shè)備。
[0059] 原料氣體從底部原料氣入口 16進入，沿余熱回收段的管程向上流動，并與自上向 下流動的原料液體逆流接觸，吸收殼程反應(yīng)氣的熱量后不斷升溫，原料氣體被加熱，原料液 體被汽化。然后向上沿蒸汽加熱段的管程向上流動，吸收殼程水蒸氣的熱量，繼續(xù)原料氣體 加熱，原料液體汽化的過程。原料氣繼續(xù)向上流動，在頂部填料4中，與向下流動的原料液 體充分的逆流接觸，進行比較徹底的傳質(zhì)過程?；旌嫌衅弦后w的混合原料氣從頂部 混合原料氣出口 25排出。
[0060] 原料液體從頂部原料液入口 24進入，靠重力向下流動，依次通過填料段4、蒸汽加 熱段換熱管8和余熱回收段換熱管12,不斷的與原料氣體逆流接觸，吸收殼程熱介質(zhì)的熱 量，不斷的被加熱和蒸發(fā)，未蒸發(fā)的液體從底部排液口 18排出。
[0061] 熱的反應(yīng)氣從反應(yīng)氣入口 21進入，在殼程的折流板7之間，自上向下流動，與管內(nèi) 的原料氣和原料液換熱，放出顯熱和冷凝潛熱，被冷卻和冷凝。降溫后的反應(yīng)氣從反應(yīng)氣出 口 20排出。
[0062] 在蒸氣加熱段中，殼程用水蒸氣來提供熱量，繼續(xù)給原料氣體和原料液體加熱。蒸 氣加熱段有三個特別的作用，首先是在催化劑升溫還原時，開始全部靠水蒸氣來提供熱量， 還原后期溫度太高時，再開電加熱器補充熱量；其二，在原始開車時，反應(yīng)氣中反應(yīng)產(chǎn)物很 少，所產(chǎn)生的冷凝熱不能滿足熱量需要，此時主要靠水蒸氣來提供熱量。其三是當(dāng)余熱回收 段回收的熱量不足時，可以用少量水蒸汽彌補熱量的不足。
[0063] 上部的填料段，是一道保障措施，由于在填料中上升的原料氣和下降的原料液體 可以充分的逆流接觸，能保證液體原料充分的汽化，從而確保達到滿足生產(chǎn)需要的原料液 蒸發(fā)量。
[0064] 實施例2,年產(chǎn)10萬噸乙醇的生產(chǎn)過程：
[0065] 液體乙酸甲酯原料流量21噸/小時，進入原料泵入口，加壓到5.0 - 7. OMpa(g)， 與乙酸甲酯循環(huán)泵出口的循環(huán)液匯合，進入原料液預(yù)熱器的管程，被反應(yīng)氣加熱至 60--80°C，從混合蒸發(fā)器頂部的原料液入口 24進入到混合蒸發(fā)器。進入混合蒸發(fā)器后，先 經(jīng)過噴頭將原料噴淋在填料上，與向上流動的原料氣體進行充分的氣液接觸，進行氣液傳 質(zhì)過程，原料液被部分蒸發(fā)。未蒸發(fā)的原料液靠重力向下流動，通過液體分布器均勻的進入 水蒸氣加熱段的每根換熱管中，成膜狀向下流動，與向上流動的原料氣體逆流接觸，同時接 受殼程水蒸氣的熱量被加熱和蒸發(fā)。未蒸發(fā)的原料液繼續(xù)向下流動，經(jīng)過液體分布器進入 余熱回收段的每根換熱管中，接受反應(yīng)氣的熱量而被加熱和蒸發(fā)。
[0066] 為了保證原料液體不會在換熱管中斷流和干枯（干枯的時間長了會結(jié)垢堵塞管 道）；為了液膜能充滿管道內(nèi)壁以保證傳質(zhì)傳熱效果；為兩個液體分布器能均勻的分布液 體，都需要適當(dāng)?shù)募哟笤弦后w的流量，但是，這樣會加大出混合蒸發(fā)器底部的原料液體 量，為此設(shè)置了原料液循環(huán)泵。從混合蒸發(fā)器底部出來的原料液體，進入循環(huán)泵入口，加壓 后與原料泵出口的原料液混合進入液體原料預(yù)熱器。用循環(huán)泵控制混合蒸發(fā)器的液體進料 量，用原料泵控制混合蒸發(fā)器底部的液位。
[0067] 補充氫氣與循環(huán)氫氣混合后，流量200000Nm3/h，進入循環(huán)氫壓縮機，加壓到 4. 0 - 6. OMPa(g)，40°C進入混合蒸發(fā)器（見圖2)的底部原料氣入口，依次向上通過余熱回 收段管程、水蒸汽加熱段管程及頂部填料段。
[0068] 原料氣進入余熱回收段的管程，與從上向下沿管內(nèi)壁流動的液體乙酸甲酯原料逆 流接觸，吸收殼程熱反應(yīng)氣的顯熱和反應(yīng)產(chǎn)物的冷凝潛熱，氣體被加熱、液體乙酸甲酯被蒸 發(fā)并與氫氣混合。原料氣體從余熱回收段管程出來，進入水蒸氣加熱段管程，繼續(xù)加熱原料 氣，蒸發(fā)原料液體的過程。
[0069] 在正常生產(chǎn)情況下，在余熱回收段回收的熱量足夠加熱原料氣和汽化原料液體的 需要，水蒸氣加熱段的水蒸氣是不開或少開的。但有時因液體原料在管內(nèi)分布不均勻或生 產(chǎn)不正常等因素致使傳熱和蒸發(fā)效果不好，余熱回收段回收的熱量不能滿足生產(chǎn)的需要。 就需要由水蒸氣加熱段來補充一部分熱量。
[0070] 在原始開車原始升溫還原時，初期全部用水蒸氣來加熱氣體，后期溫度太高時，需 要開電加熱器來補充熱量。在生產(chǎn)初期，反應(yīng)氣中反應(yīng)產(chǎn)物沒有或很少，冷凝熱很少，完全 依靠水蒸氣來提供熱量。
[0071] 頂部的填料段是一個保障措施，當(dāng)液體原料在管內(nèi)分布不均勻時，液體蒸發(fā)效果 不好，蒸發(fā)量不足，原料氣體會有不飽和的過熱情況發(fā)生，不能滿足生產(chǎn)需要，此時，由于原 料氣體和原料液體在填料層中充分的逆流接觸，會產(chǎn)生良好的傳質(zhì)效果，從而保證乙酸甲 酯的蒸發(fā)量能滿足生產(chǎn)的要求。
[0072] 從混合蒸發(fā)器頂部出口出來的，符合生產(chǎn)要求氫酯比的混合原料氣，溫度 60-80°C，進入氣氣換熱器的管程，繼續(xù)被反應(yīng)氣加熱到160-210°C，進入反應(yīng)器頂部的 混合原料氣入口，在反應(yīng)器內(nèi)部銅系催化劑的作用下，乙酸甲酯與氫氣反應(yīng)，生成乙醇和甲 醇。
[0073] 反應(yīng)器底部出口出來的反應(yīng)氣，溫度180-230°C，進入氣氣換熱器的殼程，與混合 原料氣換熱，降溫到80-130°C，出氣氣換熱器殼程的氣體，分成兩部分，主線進入混合蒸發(fā) 器的殼程，與混合原料氣和原料液體換熱。付線進入原料液體預(yù)熱器殼程，加熱原料液體到 60--80°C。付線的另一個作用是，當(dāng)混合蒸發(fā)器水蒸氣全部關(guān)閉，乙酸甲酯的蒸發(fā)量仍然超 過需要的比例時，可增加付線反應(yīng)氣的流量，減少主線反應(yīng)氣的流量，從而調(diào)節(jié)乙酸甲酯在 混合蒸發(fā)器中的蒸發(fā)量。
[0074] 混合蒸發(fā)器殼程和原料液體預(yù)熱器殼程兩個出口反應(yīng)氣匯合到一起，進入水冷器 管程，用循環(huán)冷卻水冷卻到40°C，此時乙醇和甲醇絕大部分已經(jīng)冷凝為液體。氣液混合物從 水冷器出來，進入氣液分離器，將未反應(yīng)氣體和反應(yīng)產(chǎn)物液體分開，粗乙醇和甲醇的混合物 經(jīng)閃蒸后去精餾裝置生產(chǎn)產(chǎn)品乙醇和甲醇。分離出的氣體絕大部分是氫氣，大部分返回循 環(huán)壓縮機作原料氣體循環(huán)使用，很小一部分作為馳放氣排放，以減少惰性氣體的積累。閃蒸 汽和馳放氣混合送制氫裝置使用。
[0075] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范 圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括乙酸甲酯進料泵、混合蒸 發(fā)器、氣氣換熱器、加氫反應(yīng)器、乙酸甲酯預(yù)熱器、水冷器和氣液分離器； 所述混合蒸發(fā)器包括筒體，所述筒體的上端和下端分別設(shè)有上封頭和下封頭，所述筒 體內(nèi)自上而下依次設(shè)有頂部噴淋段、波紋板填料段、水蒸汽加熱段、余熱回收段、液位控制 段； 所述頂部噴淋段內(nèi)設(shè)有多個噴頭，所述多個噴頭與設(shè)于所述筒體上的原料液入口連 接； 所述波紋板填料段內(nèi)設(shè)有波紋板填料； 所述水蒸汽加熱段內(nèi)縱向設(shè)有多根蒸汽加熱段換熱管，所述多根蒸汽加熱段換熱管的 上端和下端分別通過蒸汽加熱段上管板和蒸汽加熱段下管板固定在所述筒體上，靠近所述 蒸汽加熱段上管板部位的筒體上設(shè)有水蒸氣入口，靠近所述蒸汽加熱段下管板部位的筒體 上設(shè)有冷凝水出口； 所述余熱回收段內(nèi)縱向設(shè)有多根余熱回收段換熱管，所述多根余熱回收段換熱管的上 端和下端分別通過余熱回收段上管板和余熱回收段下管板固定在所述筒體上，靠近所述余 熱回收段上管板部位的筒體上設(shè)有反應(yīng)氣入口，靠近所述余熱回收段下管板部位的筒體上 設(shè)有反應(yīng)氣出口和冷凝液出口； 所述液位控制段設(shè)有原料氣入口； 所述上封頭和下封頭分別設(shè)有混合原料氣出口和原料液排放口； 所述混合蒸發(fā)器的混合原料氣出口與所述氣氣換熱器下部的管程入口相連，所述氣氣 換熱器上部的管程出口與所述加氫反應(yīng)器頂部的入口相連，所述加氫反應(yīng)器底部的出口與 所述氣氣換熱器上部的殼程入口相連，所述氣氣換熱器下部的殼程出口與所述混合蒸發(fā)器 的反應(yīng)氣入口和所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程入口分別相連，所述混合蒸發(fā)器的反應(yīng)氣出口 和所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程出口分別與所述水冷器和氣液分離器依次相連，所述乙酸甲 酯進料泵的出口通過所述乙酸甲酯預(yù)熱器的管程與所述混合蒸發(fā)器的原料液入口相連，所 述混合蒸發(fā)器的原料液排放口通過乙酸甲酯循環(huán)泵與所述乙酸甲酯預(yù)熱器的管程入口相 連，所述氣液分離器頂部的氣體出口與所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口連接，所述氣液分離 器底部的液體出口與蒸餾裝置相連，所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口管路連接有氫氣補充管 路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣液 分離器頂部的氣體出口連接有循環(huán)壓縮裝置，所述氣液分離器底部的液體出口連接有閃蒸 裝直。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述氣氣 換熱器上部的管程出口與所述加氫反應(yīng)器頂部入口的連接管路上設(shè)有電加熱器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫 反應(yīng)器為絕熱式加氫反應(yīng)器，其內(nèi)部設(shè)有銅系催化劑床。
5. -種權(quán)利要求1至4任一項所述的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)乙酸甲酯 加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟： Α、將經(jīng)過乙酸甲酯預(yù)熱器預(yù)熱后的乙酸甲酯和氫氣分別從頂部和底部送入混合蒸發(fā) 器的管程，在其中乙酸甲酯蒸發(fā)并與氫氣混合形成混合原料氣； B、 步驟A得到的混合原料氣進入氣氣換熱器的管程內(nèi)加熱至160?250°C，進入加氫反 應(yīng)器中進行反應(yīng)； C、 步驟B反應(yīng)生成的熱反應(yīng)氣進入所述氣氣換熱器的殼程，由所述氣氣換熱器殼程出 口分兩路，一路進入所述混合蒸發(fā)器的殼程，另一路進入所述乙酸甲酯預(yù)熱器的殼程，所述 混合蒸發(fā)器殼程出口與乙酸甲酯預(yù)熱器殼程出口匯合到一起后，進入水冷器冷卻至40°C以 下，再進入氣液分離器分離得到粗乙醇和粗甲醇的混合物以及未反應(yīng)的氫氣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述未反 應(yīng)的氫氣返回所述混合蒸發(fā)器的原料氣入口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的乙酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述混合 蒸發(fā)器未氣化的原料液返回所述混合蒸發(fā)器的原料液入口。
【文檔編號】C07C31/08GK104058932SQ201410318790
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】張春燕 申請人:海南天材投資有限公司