CN105198704A - 乙酸加氢低能耗生产乙醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的乙酸加氢生产乙醇的方法属于醇类物质的生产技术领域，为了解决解决现有技术存在的乙醇提纯过程的缺陷，提高乙醇产品品质，发明人经过深入细致的研究，特提出了一种乙酸经直接加氢为粗乙醇产物，然后依次进行分离出乙酸乙酯和同时脱除乙酸的脱酯过程和脱除水分过程，获得乙醇产品。可有效地分离出乙酸加氢过程产生的酮类和乙醛等物质，这不但有助于提高蒸馏塔的分离效果，而且还能有效降低产品中的杂质，从而提高最终乙醇产品的品质。

Description

乙酸加氢低能耗生产乙醇的方法

技术领域

发明涉及一种生产乙醇的方法，更具体地说，本发明涉及一种通过乙酸加氢为乙醇并经精制过程获得乙醇产品的方法。

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，例如可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺、丙烯酸乙酯、环氧乙烷、医药、农药等化工原料，可掺入汽油和柴油中，可与水、乙酸、丙酮、苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、乙二醇、甘油、硝基甲烷、吡啶和甲苯等溶剂混溶，还做消毒剂、饮料、稀释剂、环保涂料、农药、医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等几大方面。

目前乙醇的工业生产方法主要有发酵法和乙烯水合法。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。近年来受乙烯生产成本的提高，在我国乙烯法基本处于停产状态。发酵法的主要原料是农作物(包括玉米、甘蔗、高粱、木薯、稻谷等)，通过利用农作物中的淀粉发酵获得乙醇。

我国的主要的乙醇生产企业使用的原料为玉米、小麦和木薯(主要依靠进口)。事实上近年粮食成本大幅上涨，如玉米价格由2003年的1100元/吨上涨至目前的2300元/吨，因此燃料乙醇也存在与人争粮的问题。木薯、甜高粱等非粮乙醇原料价格也一直看涨，而以纤维素乙醇为代表的二代乙醇技术距离应用还有较多的困难需要解决。

乙酸是一种重要的化工原料，主要用于PTA(19％)、乙酸乙烯(19％)、乙酸酯(29％)、氯乙酸(9％)、双乙烯酮(5％)、醋酐(5％)、农药、医药中间体等行业(括号内为乙酸消费比重)。乙酸的生产工艺有粮食发酵法、甲醇羰基化法、乙烯氧化法、乙醇氧化法、乙醛氧化法和乙烷氧化法等。由于原料成本优势明显，除粮食发酵法是食品级冰乙酸的主要生产途径外，目前全世界的乙酸基本通过甲醇羰羰基化法和乙烷氧化法生产。近年来随着甲醇羰基化技术的迅猛发展，虽然传统的乙烯氧化法退出历史舞台，但是甲醇羰基化法的产量扩展更加剧烈，从2006年的1020万吨增长至至2010年的1550万吨，预计2012年产能接近1900万吨，而需求的增长相对缓慢，据推算2012年过剩产能将超过500万吨。因此，国际乙酸价格一落千丈，装置开工率较低。

近10年来乙酸消费仍主要集中在传统领域，消费结构没有发生明显变化，没有形成新的需求增长点来支持新增产能。预计我国2012年乙酸需求量小于480万吨左右，产能过剩问题突出，甚至出现新装置开车后即停产。因此乙酸的下游用途开发迫在眉睫。

使用乙酸作为原料生产乙醇产品的途径包括两种，一是乙酸经酯化生成乙酸酯，然后乙酸酯加氢生成乙醇，再进行精制生产乙醇产品；二是乙酸直接加氢生成乙醇，再经精制过程生产乙醇产品。第一种方法相比第二种方法多出了酯化过程，并且大量乙醇需要循环作为酯化原料，相应增加了加氢反应器的尺寸及其前后的换热器的尺寸及能耗、至少部分精制过程也放大一倍，其优点是加氢过程的腐蚀强度可能会低些，但其过程中也或多或少地存在乙酸，仍存在腐蚀性。但是，第二种方法的关键是研制出乙酸直接加氢的催化剂，这一难题也是很多单位为什么选择第一种乙酸经酯化再加氢的方法的原因。

为了省略酯化过程，乙酸直接加氢的方法也在被研究。例如美国Calenese公司就乙酸加氢提交了大量专利申请。例如PCT申请进入中国国家阶段的CN102414153A，公开了首先将乙酸加氢成粗乙醇产物，然后在第一个塔中分离出未反应的乙酸，将第一个塔的馏出物在第二个塔中分离出含乙酸乙酯的第二馏出物，得到含乙醇和水的第二残余物，第二残余物在第三个塔中分离成含乙醇的馏出物和含水的残余物。另外，可选择地将第二馏出物送至第四个塔，分离为含乙醛的第四馏出物和第四残余物，再将第四馏出物返回反应系统以提高乙醇收率，第四残余物用作溶剂或用在酯生产中。在该公司公开的其他专利申请中，基本上都公开了该加氢和分离顺序的乙醇生产方法。

在Calenese公司的专利申请公开的流程中，均没有提及副产的酮类组分如丙酮的分离，并且乙醛等轻组分贯穿于第一个塔至第三个塔，甚至第四个塔。不将酮类组分分离出去将影响最终乙醇产品的杂质指标。乙醛等轻组分的存在将影响各个蒸馏塔的压力，压力波动将影响蒸馏塔的分离效果，并且乙醛易聚合，生成重组分，从而影响乙醇产品品质。并且，未反应的乙酸均采用精馏的方式分离，这种分离方式无疑将大量的乙醇和水从精馏塔顶部分出，需要消耗大量的蒸汽，一般来说该过程需要消耗整个流程的1/2～1/3的蒸汽消耗。

发明内容

为了解决现有技术存在的乙醇提纯过程的缺陷，提高乙醇产品品质，发明人经过深入细致的研究，特提出了一种乙酸经直接加氢为粗乙醇产物，然后分离出乙酸乙酯，同时采用分步冷凝方式脱除酮类组分，采用碱中和方式脱除少量的乙酸，最后脱除水分，获得乙醇产品。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提出的由乙酸生产乙醇的方法包括以下步骤：

(1)加氢：将乙酸原料和氢气预热，然后使其通过装有加氢催化剂的反应器，将乙酸加氢成粗乙醇产物；

(2)脱酯：将至少部分粗乙醇产物送至脱酯塔，向所述脱酯塔下部或塔釜引入含有碱性物质的物流，分离成含有乙酸乙酯的脱酯塔馏出物以及含有乙醇的脱酯塔残余物，通过调节所述含有碱性物质的物流控制所述含有乙醇的脱酯塔残余物的pH值为7～10.5；

(3)脱水：将至少部分脱酯塔残余物送至脱水塔，分离成含有乙醇的脱水塔馏出物和含有水的脱水塔残余物。

优选地，所述的加氢催化剂为含有钴的非贵金属型催化剂。

优选地，所述步骤(1)中乙酸加氢的工艺条件为：乙酸的液相体积空速为0.05～1.5h^-1，氢气与乙酸的摩尔比为10～50:1，反应温度为220～290℃，反应压力为常压至5.0MPa。

优选地，所述的脱酯塔采取分步冷凝方式，第一步冷凝的液体部分采出并送入反应器或经预热后送入反应器，第一步冷凝的液体剩余部分回流，未冷凝的气相部分再经过第二步冷凝，将冷凝的液体采出。

优选地，所述步骤(2)中，所述脱酯塔为萃取精馏塔，萃取剂为二乙二醇或水，在脱酯塔上部引入萃取剂。

优选地，所述步骤(2)中，所述碱性物质为选自碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、苛性钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钾中的一种以上。所述含有碱性物质的物流优选为上述碱性物质的水溶液。碱性物质在水溶液中的浓度没有特别的限制，例如可以为10％～50％。因为在反应器出口乙酸剩余量已经比较低，中和反应需要的碱性物质的量也不是很多，因而对浓度不需要给出一个范围，当然浓度较高时，该物流的体积就会越小，在后续的脱水塔分离时消耗较小的蒸汽。

优选地，将所述步骤(3)中的脱水塔残余物的一部分送入所述脱酯塔，在所述脱酯塔中所述脱水塔残余物作为分离乙酸乙酯的萃取剂。

优选地，将所述的脱水塔残余物的一部分送入所述脱酯塔，在所述脱酯塔中所述脱水塔残余物作为分离乙酸乙酯的萃取剂。

更加具体优选地，所述步骤(2)中，所述脱酯塔的理论板数为25～80块，粗反应产物的进料口位于中部，含有碱性物质的物流的进料口位于下部或塔釜，塔顶温度为60～95℃，塔顶压力为0.01～0.30MPa；将所述步骤(3)中，所述脱水塔的理论板数为10～40块，脱酯塔残余物的进料口位于中下部，塔顶温度为60～95℃，塔顶压力为0.01～0.30MPa。

如果脱酯塔为萃取精馏塔，萃取剂的进料口位于脱酯塔的上部，例如3～10块理论板的位置。

在本发明的另一个更具体的方案中，由乙酸生产乙醇的方法包括以下步骤：

(1)加氢：将乙酸原料、循环物料和氢气预热，然后使其通过装有加氢催化剂的反应器，进行加氢反应，将来自反应器的混合物料冷却，经气液分离，分离成粗乙醇产物和含有氢气的气体，将气体循环使用；

(2)脱酯：将至少部分粗乙醇产物送至脱酯塔的中下部，将萃取剂送至脱酯塔的中上部，向所述脱酯塔下部或塔釜引入含有碱性物质的物流，所述的脱酯塔采取分步冷凝方式，经萃取精馏，在脱酯塔塔顶将第一步冷凝的液体部分采出并送入反应器或经预热后送入反应器，第一步冷凝的液体剩余部分回流，未冷凝的气相部分再经过第二步冷凝，将冷凝的液体采出，从塔釜采出含有乙醇的脱酯塔残余物，通过调节所述含有碱性物质的物流控制所述含有乙醇的脱酯塔残余物的pH值为7～10.5；

(3)脱水：将至少部分脱酯塔残余物送至脱水塔，分离成含有乙醇的脱水塔馏出物和含有水的脱水塔残余物，将至少部分脱水塔残余物送至脱酯塔作为所述萃取剂；

所述循环物料选自脱酯塔馏出物中的至少一部分。

在本发明的技术方案中，合适的加氢催化剂选自负载在催化剂上或被催化剂载体分散的至少一种金属活性组分的催化剂。所述金属活性组分选自元素周期表的IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB族过渡金属、镧系金属和IIIA、IVA、VA、VIA族金属中一种或两种以上的组合。作为示例性金属活性组分，例如为铂、钯、镍、钴、铜、锰、钌、锡、铁、钨、铼和/或铑。优选地，加氢催化剂的活性组分为钴、镍、铜、钌、锡和铼中的一种或两种以上的任意组合。

如技术方案所述，加氢催化剂为包含有钴金属组分的非贵金属催化剂，催化剂中除含有钴外，还可包括上述的其他金属活性组分。其中，以整体催化剂的百分比含量计，钴含量为10wt％～45wt％。如果催化剂包含两种或两种以上金属活性组分，钴与其他金属活性组分的摩尔比可任意调变。

适合用作催化剂载体的材料包括但不局限于常规的催化剂载体材料，例如选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、活性炭、石墨或它们中的任意组合，例如二氧化硅-氧化铝、二氧化钛-氧化铝等。优选地，加氢催化剂载体为二氧化硅、氧化铝、活性炭、氧化锆或它们中的任意组合。更优选地，催化剂载体为二氧化硅、氧化铝或其组合物。

另外，适用于乙酸加氢制乙醇的催化剂和催化剂载体可经任意方式改性。例如，利用扩孔剂或水热处理方式来调节载体的孔结构以提高催化剂的选择性和稳定性；又如，通过在制备载体过程加入某金属化合物来调节载体的酸碱性以提高催化剂活性；又如，通过在载体中添加某金属像镧等以提高催化剂的稳定性，这可有效提高催化剂寿命；还有，可通过对催化剂进行烷基化处理调节其表面性质来减少某些化合物在催化剂表面的沉积以延长催化剂寿命。

本发明的催化剂可以用常规方法制备，对制备方法没有特别的要求，例如，称取一定量的载体，通过浸渍法在载体上负载金属活性组分的前驱体，然后干燥，焙烧，还原，最后得到所述催化剂产品。还可以使用喷涂法经活性组分的前驱体喷涂在载体上，然后干燥，焙烧，还原，最后得到所述催化剂产品。再如，可以通过共沉淀方式将活性组分前驱体负载在载体上，然后干燥，分解，再经过造粒、压片、还原等步骤获得所需要的催化剂产品。

本发明的催化剂可以使用多种制备方法将活性组分与催化剂载体组合在一起。举例来说，第一种催化剂为：催化剂至少含有：(1)钴，其中钴金属含量占催化剂总重的15wt％～50wt％，(2)第二金属，所述的第二金属为VIB族元素(钼、钨和铬)中的一种及一种以上，占催化剂总重的0.5wt％～15.0wt％；所述的催化剂还含有氧化物，所述的氧化物选自氧化硅、硅藻土、硅酸钙、氧化锆、氧化钛的一种或者多种，其含量占催化剂总重的20wt％～80wt％；所述的催化剂通过共沉淀、沉积-沉淀或者溶胶-凝胶方法制备。第二种催化剂为：催化剂至少含有：(1)钴，其中钴金属含量占催化剂总重的15wt％～50wt％，(2)碱土金属，所述的碱土金属为钙、镁和钡中的一种或多种，其含量占催化剂总重的1wt％～30wt％，(3)IB族元素中的一种或多种，占催化剂总重的0.1wt％～15.0wt％；所述的催化剂还含有氧化物，所述的氧化物选自氧化硅、硅藻土、氧化锆、氧化钛的一种或者多种，其含量占催化剂总重的10wt％～80wt％；所述的催化剂中共沉淀、沉积-沉淀、蒸氨沉淀或者溶胶-凝胶方法中的一种或者多种结合制备。第三种催化剂为：催化剂至少含有钴和银，其中钴金属含量占催化剂总重的15wt％～50wt％，银金属占催化剂总重的0.1wt％～10.0wt％；采用共沉淀、沉积-沉淀、蒸氨沉淀或者溶胶-凝胶方法中的一种或者多种结合制备。这些仅仅是示例性说明，本发明不局限于这些示例。

对于本技术领域的技术人员，可根据以上详细描述得到启发从而对本发明的催化剂载体及制备方法做各种改变。例如，可采用任何已知的加氢催化剂、催化剂载体或改性后的催化剂载体。

在本发明的技术方案中，所述反应器可以是固定床形式或其他对乙酸加氢工艺有用的形式。所述加氢反应可在气相或液相条件下进行。优选地，反应原料以气相方式与氢气在催化剂床层进行加氢反应。加氢反应的工艺条件无特殊要求，可根据乙酸转化率及乙醇收率进行调节。举例来说，加氢反应在常压下进行，反应温度为200～300℃，乙酸的液相进料体积空速为0.05～0.5h^-1。乙酸加氢也可以在加压下进行，例如，乙酸加氢的工艺条件为：乙酸的液相进料体积空速为0.05～1.5h^-1，氢气与乙酸的摩尔比为5～30:1，反应温度为220～290℃，反应压力为常压至3.0MPa。所述液相进料体积空速是指乙酸的流量按照乙酸进料时的液相体积计，单位时间内的进料体积与催化剂的体积之比。乙酸的液相进料体积空速影响着反应器的处理量，并且影响反应产物的组成及其含量。一般来说，乙酸空速较大时，乙酸的加氢转化率会有所降低，在反应器内的反应温度和压力下未反应的乙酸将与加氢生成的乙醇发生酯化反应，生成乙酸乙酯，当然乙酸乙酯也会进一步加氢为乙醇。乙酸空速太小时，在一定的反应条件下，加氢生成的乙醇会发生所不希望的醚化、脱水再加氢等副反应，不仅微量副产物的增加，不仅消耗乙酸，而且增加后续分离成本，因此在加氢过程中应选择较优的反应条件。

在加氢反应器后，反应粗产物经过换热回收热量和冷却，再进行气液分离，气体经压缩机循环使用，再补入一些新鲜的氢气，液体进入后续的分离阶段。

在乙酸加氢过程中存在着少量的副反应，这些副反应会生成乙醛、乙醚和丙酮，另外在反应粗产物中，不可避免地存在一些乙酸乙酯，除非物料在反应器中停留足够长的时间，使得生成的乙酸乙酯也被加氢为乙醇，否则都会或多或少地存在一些乙酸乙酯。从反应粗产物中分离乙酸乙酯不容易，乙酸乙酯容易形成共沸物，一般情况下使用萃取精馏方法，可使用的萃取剂很多，例如甘油、二乙二醇、乙醚、甲酸甲酯、二甲亚砜等，甚至可以使用水。经过比较和计算，发现使用水作为萃取剂更加经济。水在反应粗产物中已经存在，引入水作萃取剂没有引入新物质，并且水也需要从乙醇中分离出，分离出的水可以返回来用作萃取剂，因此选择水作萃取剂是一个不错的选择。本发明在脱酯塔中使用水作萃取剂将乙酸乙酯分离。为了脱除少量未反应的乙酸，在脱酯过程中采用碱中和方式脱除。在脱酯塔下部或塔釜引入含有碱性物质的物流。

反应粗产物经过分离出上述各种杂质后，反应粗产物中还含有乙醇和水。乙醇中分离出水，可以使用任何能想到的方法，例如普通精馏方法、萃取精馏方法、膜分离方法或这些方法的组合。举例来说，利用精馏方法将乙醇提浓到90wt％以上且95wt％以下，乙醇与水的共沸组成约95wt％，为更节省能量，乙醇浓度提至90wt％至93wt％为宜，然后使用膜分离方法将乙醇提浓至所需要的浓度。分离出的一部分水返回到脱酯塔作为萃取剂从粗产物中分离出乙酸乙酯，这样可以减少废水的排放。

在本发明中，本技术领域的技术人员可以根据反应粗产物和各个精馏塔的进料以及分离目的适当地选择回流比和塔顶采出量与进料量的比值，也可以根据本发明给出的各种技术启示对本发明的技术方案进行修改。

与现有方法相比，本发明方法在分离乙酸乙酯的过程采用塔顶分步冷凝方式，第一步冷凝将乙酸乙酯冷凝下来进行回流，并采出和返回反应器前循环使用，第二步冷凝可有效地分离出乙酸加氢过程产生的酮类和乙醛及乙醚等物质，这不但简化了分离流程和降低能耗，而且还能有效降低产品中的杂质，从而提高最终乙醇产品的品质。本发明的方法省略了脱酸精馏塔，将使整个流程的蒸汽能耗大幅度降低。在脱酯塔的下部或塔釜引入含有碱性物质的物流中和未反应的乙酸，首先，可以使乙酸和乙醇在脱酮的整个过程和脱酯塔的塔身进一步反应；其次，在脱酯塔下部和塔釜，乙酸的含量相对较高，而乙酸乙酯的含量较低，如果允许乙酸和乙醇在脱酯塔塔釜进一步反应，反应生成的乙酸乙酯将带入后续的乙醇产品中，影响乙醇的品质，在脱酯塔下部或塔釜引入碱性物质将乙酸中和脱除，可以终止生成乙酸乙酯的酯化反应；第三，在脱酯塔下部或塔釜引入碱性物质，不仅可省略中和反应器，并且在塔身和塔釜中存在剧烈的流动，可以达到充分中和的目的。

具体实施方式

下面以实施例的方式进一步解释本发明乙酸加氢法生产乙醇的方法，但本发明不局限于此。

实施例1

在本实施例中，乙酸加氢的催化剂为北京化工研究院生产的乙酸加氢催化剂，牌号为BC-E-20，催化剂含有：(1)钴，其中钴金属含量占催化剂总重的30wt％；(2)钼和铬，分别占催化剂总重的2wt％；余量为氧化硅。所述的催化剂通过共沉淀制备。

由乙酸生产乙醇的方法包括以下步骤：

(1)加氢：将乙酸原料和氢气预热，然后使其通过装有加氢催化剂的反应器，将乙酸加氢成粗乙醇产物；乙酸加氢的工艺条件为：乙酸的液相体积空速为0.5h^-1，氢气与乙酸的摩尔比为20:1，反应温度为280℃，反应压力为2.0MPa。

(2)脱酯：将至少部分粗乙醇产物送至脱酯塔，塔顶采取两步分步冷凝方式，分离成含有乙酸乙酯的脱酯塔馏出物返回反应器循环使用，第二步冷凝的液体为含有乙醛、乙醚和丙酮的脱酯塔馏出物，从脱酯塔塔釜采出含有乙醇的脱酯塔残余物；所述脱酯塔的理论板数为75块，粗乙醇产物的进料口位于第40块板，使用水作为萃取剂，在第15块板处引入，水与脱酸塔残余物的进料量之重量比为0.3:1，在塔釜引入含有质量百分比浓度为30％的氢氧化钠水溶液，控制氢氧化钠水溶液的流量使得塔釜残余物的pH值为8，塔顶温度为79℃，塔顶压力为0.20MPa；

(3)脱水：将至少部分脱酯塔残余物送至脱水塔，分离成含有乙醇的脱水塔馏出物和含有水的脱水塔残余物。所述脱水塔的理论板数为38块，脱酯塔残余物的进料口位于第33块板，塔顶温度为85℃，塔顶压力为0.16MPa。

各步骤的分析结果列于下表中。

实施例2

在本实施例中，乙酸加氢的催化剂为北京化工研究院生产的乙酸加氢催化剂，牌号为BC-E-20，催化剂含有：(1)钴，其中钴金属含量占催化剂总重的30wt％；(2)钼和铬，分别占催化剂总重的2wt％；余量为氧化硅。所述的催化剂通过共沉淀制备。

由乙酸生产乙醇的方法包括以下步骤：

(1)加氢：将乙酸原料和氢气预热，然后使其通过装有加氢催化剂的反应器，将乙酸加氢成粗乙醇产物；乙酸加氢的工艺条件为：乙酸的液相体积空速为0.75h^-1，氢气与乙酸的摩尔比为15:1，反应温度为270℃，反应压力为1.75MPa。

(2)脱酯：将至少部分粗乙醇产物送至脱酯塔，塔顶采取两步分步冷凝方式，分离成含有乙酸乙酯的脱酯塔馏出物返回反应器循环使用，第二步冷凝的液体为含有乙醛、乙醚和丙酮的脱酯塔馏出物，从脱酯塔塔釜采出含有乙醇的脱酯塔残余物；所述脱酯塔的理论板数为60块，粗乙醇产物的进料口位于第30块板，使用水作为萃取剂，在第15块板处引入，水与脱酸塔残余物的进料量之重量比为0.45:1，在塔釜引入含有质量百分比浓度为25％的碳酸钠水溶液，控制碳酸钠水溶液的流量使得塔釜残余物的pH值为7.5，塔顶温度为80℃，塔顶压力为0.15MPa；

(3)脱水：将至少部分脱酯塔残余物送至脱水塔，分离成含有乙醇的脱水塔馏出物和含有水的脱水塔残余物。所述脱水塔的理论板数为45块，脱酯塔残余物的进料口位于第39块板，塔顶温度为83℃，塔顶压力为0.15MPa。

各步骤的分析结果列于下表中。

实施例3

在本实施例中，乙酸加氢的催化剂为北京化工研究院生产的乙酸加氢催化剂，牌号为BC-E-20，催化剂含有：(1)钴，其中钴金属含量占催化剂总重的30wt％；(2)钼和铬，分别占催化剂总重的2wt％；余量为氧化硅。所述的催化剂通过共沉淀制备。

由乙酸生产乙醇的方法包括以下步骤：

(1)加氢：将乙酸原料和氢气预热，然后使其通过装有加氢催化剂的反应器，将乙酸加氢成粗乙醇产物；乙酸加氢的工艺条件为：乙酸的液相体积空速为1.25h^-1，氢气与乙酸的摩尔比为12:1，反应温度为280℃，反应压力为1.5MPa。

(2)脱酯：将至少部分粗乙醇产物送至脱酯塔，塔顶采取两步分步冷凝方式，分离成含有乙酸乙酯的脱酯塔馏出物返回反应器循环使用，第二步冷凝的液体为含有乙醛、乙醚和丙酮的脱酯塔馏出物，从脱酯塔塔釜采出含有乙醇的脱酯塔残余物；所述脱酯塔的理论板数为70块，粗乙醇产物的进料口位于第35块板，使用水作为萃取剂，在第15块板处引入，水与脱酸塔残余物的进料量之重量比为0.6:1，在塔釜引入含有质量百分比浓度为35％的氢氧化钠水溶液，控制氢氧化钠水溶液的流量使得塔釜残余物的pH值为7.5，塔顶温度为81℃，塔顶压力为0.15MPa；

(3)脱水：将至少部分脱酯塔残余物送至脱水塔，分离成含有乙醇的脱水塔馏出物和含有水的脱水塔残余物。所述脱水塔的理论板数为45块，脱酯塔残余物的进料口位于第41块板，塔顶温度为81℃，塔顶压力为0.12MPa。

各步骤的分析结果列于下表中。

由实施例1-3中的分析结果数据可知，本发明方法可有效分离出乙酸加氢过程产生的酮类、乙醛和乙酸乙酯等物质，有助于提高最终乙醇产品的品质。

Claims (7)

1.一种由乙酸加氢低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)加氢：将乙酸原料和氢气预热，然后使其通过装有加氢催化剂的反应器，将乙酸加氢成粗乙醇产物；

(2)脱酯：将至少部分粗乙醇产物送至脱酯塔，所述的脱酯塔采取分步冷凝方式，第一步冷凝的液体部分采出并送入反应器或经预热后送入反应器，第一步冷凝的液体剩余部分回流，未冷凝的气相部分再经过第二步冷凝，将冷凝的液体采出，向所述脱酯塔下部或塔釜引入含有碱性物质的物流，分离成含有乙酸乙酯的脱酯塔馏出物以及含有乙醇的脱酯塔残余物，通过调节所述含有碱性物质的物流控制所述含有乙醇的脱酯塔残余物的pH值为7～10.5；

(3)脱水：将至少部分脱酯塔残余物送至脱水塔，分离成含有乙醇的脱水塔馏出物和含有水的脱水塔残余物。

2.如权利要求1所述的由乙酸低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，所述的加氢催化剂为含有钴的非贵金属型催化剂。

3.如权利要求1所述的由乙酸低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，所述步骤(1)中乙酸加氢的工艺条件为：乙酸的液相体积空速为0.05～1.5h^-1，氢气与乙酸的摩尔比为10～50:1，反应温度为220～290℃，反应压力为常压至5.0MPa。

4.如权利要求1所述的由乙酸低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述脱酯塔为萃取精馏塔，萃取剂为二乙二醇或水，在脱酯塔上部引入萃取剂。

5.如权利要求1所述的由乙酸低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述碱性物质为选自碳酸铵、碳酸氢铵、氨水、苛性钠、碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钾中的一种以上。

6.如权利要求1所述的由乙酸低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，将所述步骤(3)中的脱水塔残余物的一部分送入所述脱酯塔，在所述脱酯塔中所述脱水塔残余物作为分离乙酸乙酯的萃取剂。

7.如权利要求1所述的由乙酸低能耗生产乙醇的方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述脱酯塔的理论板数为25～80块，粗乙醇产物的进料口位于中部，含有碱性物质的物流的进料口位于下部或塔釜，塔顶温度为60～95℃，塔顶压力为0.01～0.30MPa；将所述步骤(3)中，所述脱水塔的理论板数为10～40块，脱酯塔残余物的进料口位于中下部，塔顶温度为60～95℃，塔顶压力为0.01～0.30MPa。