本發(fā)明屬于乙醇純化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種精制乙醇的工藝。

背景技術(shù)：

乙醇是化工、醫(yī)藥、能源和食品的重要原料，可用于制造香精、染料、燃料、飲料等。目前乙醇的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有發(fā)酵法、乙烯水合法和醋酸加氫法，由于醋酸加氫法制備乙醇的工藝流程簡單，且原料醋酸來源廣泛，因此該制備乙醇的工藝被廣泛應(yīng)用。目前醋酸作為原料生產(chǎn)乙醇產(chǎn)品的途徑包括兩種，一是醋酸經(jīng)酯化生成醋酸酯，然后醋酸酯加氫生成乙醇；二是醋酸直接加氫生成乙醇。上述兩種醋酸加氫制備得到乙醇中含有大量的水、醋酸乙酯、丁醇、乙醛、醋酸、水等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不僅會對設(shè)備等造成腐蝕，嚴(yán)重者還會影響乙醇的后期使用，所以必須對乙醇進(jìn)行精制以除去上述雜質(zhì)。目前乙醇精制工藝，常用的方法是采用四級精餾方式去除乙醇中的雜質(zhì)，該精制方法能有效的純化乙醇，但是由于需要使用大量的精餾設(shè)備，而存在耗能大的問題。

中國專利文獻(xiàn)cn105418372a一種醋酸加氫生產(chǎn)乙醇的方法，公開了粗乙醇經(jīng)過脫輕、脫水和精制的純化過程，其中，脫輕的工序是將粗乙醇送至脫輕塔的中下部，將萃取劑送至脫輕塔的中上部，向脫輕塔下部或塔釜引入含有堿性物質(zhì)的物流，的脫輕塔采取分步冷凝式，經(jīng)萃取精餾，在脫輕塔塔頂將第一步冷凝的液體部分采出并送入反應(yīng)器或經(jīng)預(yù)熱后送入反應(yīng)器，第一步冷凝的液體剩余部分回流，未冷凝的氣相部分再經(jīng)過第二步冷凝，將冷凝的液體采出，從塔釜采出含有乙醇的脫輕塔殘余物，通過調(diào)節(jié)含有堿性物質(zhì)的物流控制含有乙醇的脫輕塔殘余物；脫水的工序是將脫輕塔殘余物送至脫水塔，分離成含有乙醇的脫水塔餾出物和含有水的脫水塔殘余物，將至少部分脫水塔殘余物送至脫輕塔作為所述萃取劑；精制采用共沸技術(shù)或膜分離技術(shù)脫水；上述工藝有效的降低了耗能，減少了精餾設(shè)備的數(shù)量，但是上述乙醇提純的工藝中，在脫輕塔中直接加入堿液除去醋酸，導(dǎo)致乙醇原料液中醋酸乙酯水解轉(zhuǎn)化為醋酸鈉，使得廢水中的醋酸鈉含量增加，處理成本增加，且醋酸乙酯無法回收；同時在脫輕塔前中和，理論上可降低脫輕塔材質(zhì)要求，但是由于大量的堿的存在，所以也無法降低對脫輕塔材質(zhì)的要求，同時堿性鹽類進(jìn)入體系后會造成乙醛在脫輕塔塔釜一直存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的在乙醇原料液中加堿中和導(dǎo)致醋酸乙酯水解，造成廢水中醋酸鈉含量過高，增加處理成本，以及醋酸乙酯無法回收的缺陷，從而提供一種乙醇精制工藝。

一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

(1)將乙醇原料和水分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物，其中水為萃取劑；

其中塔頂餾出物包括氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯，塔底殘余物包括乙醇、水、醋酸、異丙醇和正丁醇；

(2)所述步驟(1)中的塔底殘余物送入中和單元中和后，送到產(chǎn)品塔進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物，其中塔底采出物包括水和正丁醇；

(3)將所述步驟(2)的塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，得到精制乙醇。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(2)中還包括，將所述產(chǎn)品塔的塔頂餾出物作為加熱介質(zhì)對所述脫輕塔進(jìn)行加熱后，再進(jìn)入所述脫水單元進(jìn)一步脫水。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(2)中，所述產(chǎn)品塔的塔頂表壓為30-200kpa。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(2)中，所述產(chǎn)品塔的塔頂表壓為30-90kpa。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(2)中，所述脫輕塔的塔底殘余物經(jīng)中和單元中和后的ph值為9-12。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(1)中，所述水的進(jìn)料口位于所述乙醇原料入口的上方。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(1)中，所述水與所述乙醇原料的質(zhì)量比為(0.1-1.5):1。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(1)中，所述脫輕塔的塔頂表壓為10-40kpa；所述乙醇原料從所述脫輕塔中部進(jìn)入。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(3)中，所述脫水單元中的脫水劑為3a分子篩膜或者分子篩；

所述脫輕塔和所述產(chǎn)品塔均為精餾塔。

優(yōu)選的是，所述的乙醇精制工藝中，所述步驟(1)中的塔頂餾出物和/或所述步驟(2)中的塔底采出物回收用于醋酸加氫生產(chǎn)乙醇的原料。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明提供了乙醇精制工藝，其采用將乙醇原料和水分別通入脫輕塔中，脫除氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯后，在對塔底的殘余物中和，不僅有效的中和了乙醇原料中的乙酸，而且有效的避免了醋酸乙酯的分解，降低了產(chǎn)品塔的塔底采出物中乙酸鈉的含量；

(2)本發(fā)明提供了乙醇精制工藝，將所述中和單元設(shè)置在所述脫輕塔后部，與所述脫輕塔分離開來，有效的避免了由于堿性鹽類進(jìn)入脫輕塔后造成乙醛在脫輕塔塔釜一直存在的問題；

(3)本發(fā)明提供的乙醇精制工藝，采用兩塔精餾大幅降低設(shè)備投資和能耗，特別是通過控制雙塔的壓力，即產(chǎn)品塔塔壓控制在表壓為30-90kpa，脫輕塔控制在表壓為10-40kpa?？杀苊鈱γ撦p塔進(jìn)行供熱，只需將所述產(chǎn)品塔的一部分塔頂餾分作為換熱介質(zhì)即可為脫輕塔提供所需的全部熱量，提高了熱量的利用率，減少了工藝的能耗，有效節(jié)能20％以上。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所述的乙醇精制工藝的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)。

實(shí)施例1-5和對比例1中的脫輕塔和產(chǎn)品塔均勻?yàn)榫s塔。

實(shí)施例1-5和對比例1中所用的乙醇原料經(jīng)檢測包括如下質(zhì)量百分比的組分：乙醛0.1％、乙醚0.2％、丙酮0.1％、醋酸乙酯1.9％、正丁醇0.3％、乙醇66.9％、異丙醇0.1％、水27％、乙酸3.0％、氫氣0.3％、甲烷0.1％。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

步驟1、將乙醇原料和水按質(zhì)量比為0.1:1的配比分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物；

其中塔頂餾出物包括氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯，塔底殘余物包括乙醇、水、醋酸、異丙醇和正丁醇；

脫輕塔的塔頂表壓為10kpa，乙醇原料從脫輕塔的中部進(jìn)入，水從乙醇進(jìn)入脫輕塔位置的上部進(jìn)入到脫輕塔中；

步驟2、將氫氧化鈉溶液和脫輕塔的塔底殘余物送入中和單元反應(yīng)器中和，中和后脫輕塔的塔底殘余物的ph值為9，將中和后的脫輕塔的塔底殘余物送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物，其中塔底采出物包括水和正丁醇；

其中，產(chǎn)品塔的塔頂表壓為30kpa；

步驟3、將所述步驟(2)的部分塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，部分產(chǎn)品塔的塔頂餾出物送至脫輕塔再沸器換熱回收熱量后去脫水單元進(jìn)一步脫水，再沸器將其收集的熱量循環(huán)至脫輕塔，供脫輕塔使用；脫水單元的脫水劑為3a分子篩膜，得到精制乙醇。

實(shí)施例2

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

步驟1、將乙醇原料和水按質(zhì)量比為1:1的配比分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物；

其中塔頂餾出物包括氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯，塔底殘余物包括乙醇、水、醋酸、異丙醇和正丁醇；

脫輕塔的塔頂表壓為20kpa，乙醇原料從脫輕塔的中部進(jìn)入，水從乙醇進(jìn)入脫輕塔位置的上部進(jìn)入到脫輕塔中；

步驟2、將氫氧化鈉溶液和脫輕塔的塔底殘余物送入反應(yīng)器(中和單元)中中和，中和后脫輕塔的塔底殘余物的ph值為10，將中和后的脫輕塔的塔底殘余物送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物，其中塔底采出物包括水和正丁醇；

其中，產(chǎn)品塔的塔頂表壓為60kpa；

步驟3、將所述步驟(2)的部分塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，部分產(chǎn)品塔的塔頂餾出物送至脫輕塔再沸器換熱回收熱量后去脫水單元進(jìn)一步脫水，再沸器將其收集的熱量循環(huán)至脫輕塔，供脫輕塔使用；脫水單元的脫水劑為3a分子篩膜，分離得到水和精制乙醇，得到精制乙醇。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供了一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

步驟1、將乙醇原料和水按質(zhì)量比為0.5:1的配比分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物；

其中塔頂餾出物包括氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯，塔底殘余物包括乙醇、水、醋酸、異丙醇和正丁醇；

脫輕塔的塔頂表壓為30kpa，乙醇原料從脫輕塔的中部進(jìn)入，水從乙醇進(jìn)入脫輕塔位置的上部進(jìn)入到脫輕塔中；

步驟2、將碳酸鈉溶液和脫輕塔的塔底殘余物送入反應(yīng)器中和，中和后脫輕塔的塔底殘余物的ph值為10，將中和后的脫輕塔的塔底殘余物送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物，其中塔底采出物包括水和正丁醇；

其中，產(chǎn)品塔的塔頂表壓為90kpa；

步驟3、將所述步驟(2)的部分塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，部分產(chǎn)品塔的塔頂餾出物送至脫輕塔再沸器換熱回收熱量后去脫水單元進(jìn)一步脫水，再沸器將其收集的熱量循環(huán)至脫輕塔，供脫輕塔使用；脫水單元的脫水劑為3a分子篩膜，得到精制乙醇。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供了一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

步驟1、將乙醇原料和水按質(zhì)量比為1.5:1的配比分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物；

其中塔頂餾出物包括氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯，塔底殘余物包括乙醇、水、醋酸、異丙醇和正丁醇；

脫輕塔的塔頂表壓為40kpa，乙醇原料從脫輕塔的中部進(jìn)入，水從乙醇進(jìn)入脫輕塔位置的上部進(jìn)入到脫輕塔中；

步驟2、將碳酸鈉溶液和脫輕塔的塔底殘余物送入反應(yīng)器中和，中和后脫輕塔的塔底殘余物的ph值為12，將中和后的脫輕塔的塔底殘余物送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物，其中塔底采出物包括水和正丁醇；

其中，產(chǎn)品塔的塔頂表壓為200kpa；

步驟3、將所述步驟(2)的部分塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，部分產(chǎn)品塔的塔頂餾出物送至脫輕塔再沸器換熱回收熱量后去脫水單元進(jìn)一步脫水，再沸器將其收集的熱量循環(huán)至脫輕塔，供脫輕塔使用；脫水單元的脫水劑為分子篩，得到精制乙醇。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供了一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

步驟1、將乙醇原料和水按質(zhì)量比為1.2:1的配比分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物；

其中塔頂餾出物包括氫氣、甲烷、乙醛、乙醚、丙酮和醋酸乙酯，塔底殘余物包括乙醇、水、醋酸、異丙醇和正丁醇；

脫輕塔的塔頂表壓為35kpa，乙醇原料從脫輕塔的中部進(jìn)入，水從乙醇進(jìn)入脫輕塔位置的上部進(jìn)入到脫輕塔中；

步驟2、將碳酸鈉溶液和脫輕塔的塔底殘余物送入反應(yīng)器中和，中和后脫輕塔的塔底殘余物的ph值為10，將中和后的脫輕塔的塔底殘余物送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物，其中塔底采出物包括水和正丁醇；

其中，產(chǎn)品塔的塔頂表壓為150kpa；

步驟3、將所述步驟(2)的部分塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，部分產(chǎn)品塔的塔頂餾出物送至脫輕塔再沸器換熱回收熱量后去脫水單元進(jìn)一步脫水，再沸器將其收集的熱量循環(huán)至脫輕塔，供脫輕塔使用；脫水單元的脫水劑為分子篩，分離得到水和精制乙醇。

對比例1

本實(shí)施例提供了一種乙醇精制工藝，包括如下步驟：

步驟1、將乙醇原料、水和氫氧化鈉水溶液分別通入脫輕塔中進(jìn)行脫輕，其中乙醇原料與水的質(zhì)量比為1:1，分離得到塔頂餾出物和塔底殘余物；脫輕塔的塔底殘余物的ph值為10；

脫輕塔的塔頂表壓為20kpa，乙醇原料從脫輕塔的中部進(jìn)入，水從乙醇進(jìn)入脫輕塔位置的上部進(jìn)入到脫輕塔中；

步驟2、將脫輕塔的塔底殘余物送入產(chǎn)品塔中進(jìn)行提純和初步脫水，分離得到含有乙醇的塔頂餾出物和含有水的塔底采出物；

其中，產(chǎn)品塔的塔頂表壓為60kpa；

步驟3、將所述步驟(2)的部分塔頂餾出物送到脫水單元進(jìn)一步脫水，部分產(chǎn)品塔的塔頂餾出物送至脫輕塔再沸器換熱回收熱量后去脫水單元進(jìn)一步脫水，再沸器將其收集的熱量循環(huán)至脫輕塔，供脫輕塔使用；脫水單元的脫水劑為3a分子篩膜，得到精制乙醇。

效果驗(yàn)證例

檢測實(shí)施例1-5以及對比例1產(chǎn)品塔中的分離出的塔頂餾出物和塔底采出物的組分以及組成，結(jié)果見表1和2。

表1產(chǎn)品塔塔頂餾出物主要成分

經(jīng)研究堿性鹽類進(jìn)入脫輕塔后會造成乙醛在脫輕塔塔釜一直存在，進(jìn)而會使部分的乙醛與脫輕塔的塔底殘余物混合進(jìn)入下一步工序，導(dǎo)致的最終精制的乙醇中殘留有乙醛。

表2產(chǎn)品塔塔底采出物

舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。