CN103467248A - 一种节能型的酯加氢工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能型的酯加氢工艺。本发明新鲜氢气有两个补充点，利用进出料换热器回收加氢反应器出口气体的余热；用升温后的原料氢气气化草酸二甲酯；采用高效节能加氢反应器提高催化剂的时空产率和产品的选择性。本发明根据加氢工艺和酯类的特点，使用先蒸发后加热流程，合理采用补充新鲜氢气位置，采用高效蒸发塔和高效加氢反应器，降低了投资和能耗，对加氢工艺过程有很好的适用性。

Description

一种节能型的酯加氢工艺
技术领域
本发明属于加氢技术领域，尤其涉及酯类加氢催化反应。
背景技术
乙二醇是石油化学工业生产的基础原料，其传统生产方法主要从乙烯出发，采用环氧乙烷水合法生产乙二醇的工艺路线，对石油资源依赖严重。采用两步法工艺生成乙二醇：第一步由CO进行气相催化合成草酸二甲酯，第二步草酸二甲酯加氢生成乙二醇。CO和H2可以通过煤，天然气，焦炉气或电石尾气制得，这从一定程度上可以缓解石油供应的压力，尤其符合我国“缺油、少气、富煤”的国情。本发明主要针对第二步草酸二甲酯加氢生产乙二醇。
发明内容
本发明根据酯类物质的特点，提出了一种低能耗、低投资的加氢方法。
本发明采用如下技术方案：
一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：新鲜氢气有两个补充点，利用进出料换热器回收加氢反应器出口气体的余热；用升温后原料氢气气化草酸二甲酯；采用高效节能加氢反应器提高催化剂的时空产率和产品的选择性。包括以下步骤：
    （1）新鲜氢气的补充有两套方案，根据加氢反应的压力进行选择，在加氢催化剂初期压力低，在加氢反应催化剂末期压力高，在加氢催化剂初期，新鲜氢气补充到氢气循环气压缩机的出口处；在加氢催化剂末期，新鲜氢气补充到氢气循环气压缩机的入口处；
    （2）将原料氢气和加氢反应后的气体通过进出料换热器进行换热，进行余热回收；
    （3）加热后的原料氢气把草酸二甲酯在蒸发塔中气化，配制合适氢酯比的合成气；
    （4）通过加热器把配制好的合成气加热到加氢反应器所需要的入口温度；
    （5）在高效的加氢反应器中，通过高效内件和汽包，有效控制了反应温度曲线；
    所述的加氢工艺为加氢反应压力为2.0～4.0MPa，加氢反应温度为170～260℃，包括循环氢气压缩，氢气预热，草酸二甲酯气化，蒸汽加热，加氢反应，反应后气体经过换热冷却，循环水冷却和气液分离等过程。
所述的新鲜氢气的补充点可以根据工况来选择，在催化剂初期避免了新鲜氢气的过度减压，节约了能耗。在催化剂末期，加氢反应压力提高，新鲜氢气补充在循环气压缩机的入口处，可以降低前续装置的设计压力，节约设备投资。
所述的进出料换热器，合理利用反应热，加热原料氢气的温度，降低反应后气体的温度，节约了蒸汽和循环水的能耗。
所述的蒸发塔能合理利用氢气的热量，升温后的氢气通过高效内件气化草酸二甲酯，不用其他外部热源，氢酯比就能在40～200的范围内任意调节，并且蒸发塔的压差小，节约了能耗。
所述的加氢反应器副产蒸汽，通过合适的内件，不需要循环水泵，就能平稳控制住反应温度曲线，达到很高的时空产率和产物的选择性，加氢反应器高效节能。
本发明的优点：
本发明根据加氢工艺和酯类的特点，使用先蒸发后加热流程，合理采用补充新鲜氢气位置，采用高效蒸发塔和高效加氢反应器，降低了投资和能耗。对加氢工艺过程有很好的适用性。
附图说明
图1为本发明的节能型加氢的示意流程图。
具体实施方式
上游工段来的2.0～4.0Mpa（G）、99％的新鲜氢气进入加氢系统，方案1为新鲜氢气与压缩机后循环氢气混合后进入进出料换热器换热，方案2为新鲜气加入到压缩机前混合后经压缩进入进出料换热器换热。出加氢反应器的气体将原料氢气换热到170℃~230℃后进入1#加热器加热后进入蒸发塔下部将草酸二甲酯气化，出蒸发塔的合成气进入2#加热器加热到170℃~260℃后进入加氢反应器。
上游工段来的100~150℃的草酸二甲酯，通过草酸二甲酯进料泵加压后进入蒸发塔丝网上部，在草酸二甲酯蒸发塔中氢气把草酸二甲酯气化。
加氢反应器是一个“管壳式反应器”，壳层介质是水，加氢催化剂在换热管内。加氢反应器壳程里充满的水可以把加氢产生的热量快速的移走。通过调节水/汽混合物的压力，控制加氢反应器壳程的温度，以达到控制催化剂床层温度的目的。
在加氢反应器内高活性铜系催化剂的作用下，在170℃～260℃草酸二甲酯加氢反应生成乙二醇。加氢反应器内汽化的汽水混合物进入合成汽包后，蒸汽从汽水混合物中分离，稳压后送至蒸汽管网。锅炉给水通过管网加入合成汽包中，进而把汽包中的水打入加氢反应器壳层，使水完成循环，使得加氢反应中放出的热量就可以通过锅炉给水进行回收。
加氢后的气体，经过进出料换热器和原料氢气换热，后进入合成水冷器冷却到40℃后进入高压分离器进行气液分离，分离后气体进入循环气压缩机压缩，液体经过减压后进入低压分离器。

Claims (6)

1.一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：新鲜氢气有两个补充点，利用进出料换热器回收加氢反应器出口气体的余热；用升温后的原料氢气气化草酸二甲酯；采用高效节能加氢反应器提高催化剂的时空产率和产品的选择性；包括以下步骤：
（1）新鲜氢气的补充有两套方案，根据加氢反应的压力进行选择，在加氢催化剂初期压力低，在加氢反应催化剂末期压力高，在加氢催化剂初期，新鲜氢气补充到氢气循环气压缩机的出口处；在加氢催化剂末期，新鲜氢气补充到氢气循环气压缩机的入口处；
（2）将原料氢气和加氢反应后的气体通过进出料换热器进行换热，进行余热回收；
（3）加热后的原料氢气把草酸二甲酯在蒸发塔中气化，配制合适氢酯比的合成气；
（4）通过加热器把配制好的合成气加热到加氢反应器所需要的入口温度；
（5）在高效的加氢反应器中，通过高效内件和汽包，有效控制了反应温度曲线。
2.根据权利要求1所述的一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：所述的加氢工艺为加氢反应压力为2.0～4.0MPa，加氢反应温度为170～260℃，包括循环氢气压缩，氢气预热，加热，草酸二甲酯气化，加热，加氢反应，反应后气体经过换热冷却，循环水冷却和气液分离等过程。
3.根据权利要求1所述的一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：所述的新鲜氢气的补充点可以根据工况来选择，在催化剂初期避免了新鲜氢气的过度减压，节约了能耗，在催化剂末期，加氢反应压力提高，新鲜氢气补充在循环气压缩机的入口处，可以降低前续装置的设计压力，节约了大量投资。
4.根据权利要求1所述的一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：所述的进出料换热器，合理利用反应热，加热原料氢气的温度，降低反应后气体的温度，节约了蒸汽和循环水的能耗。
5.根据权利要求1所述的一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：所述的蒸发塔能合理利用氢气的热量，升温后的氢气通过高效内件气化草酸二甲酯，不用其他外部热源，氢酯比就能在40～200的范围内任意调节，并且蒸发塔的压差小，节约了能耗。
6.根据权利要求1所述的一种节能型的酯加氢工艺，其特征在于：所述的加氢反应器副产蒸汽，通过合适的内件，不需要循环水泵，就能平稳控制住反应温度曲线，达到很高的时空产率和产物的选择性，加氢反应器高效节能。
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