一种合成气经甲醇制乙醇的工艺

摘要

一种合成气经甲醇制乙醇的工艺是合成气分为两部分，一部分合成气用于甲醇合成，其余部分分离为CO和H₂；合成气与甲醇合成循环尾气混合成为甲醇合成原料气，甲醇合成原料气在甲醇合成催化剂作用下进行甲醇合成反应，得到甲醇和甲醇合成循环尾气；将合成气分离得到的CO与醋酸合成循环尾气进行混合后，再与甲醇进行羰基化反应，进行醋酸合成反应，得到醋酸和醋酸合成循环尾气；合成气分离得到的H₂与乙醇合成循环尾气混合进入反应器，混合气和醋酸与催化剂接触发生加氢进行乙醇合成反应，得到乙醇及副产物和乙醇合成循环尾气，反应器出口粗产物经分离得乙醇。本发明具有乙醇收率高，整体工艺能量利用率高，成本低，可大规模生产的优点。

主权项

一种合成气经甲醇制乙醇的工艺,其特征在于包括如下步骤：（1）合成气分为两部分，一部分合成气用于甲醇合成，其余部分分离为CO和H₂；（2）合成气与甲醇合成循环尾气混合成为甲醇合成原料气，甲醇合成原料气在甲醇合成催化剂作用下进行甲醇合成反应，得到甲醇和甲醇合成循环尾气；（3）将合成气分离得到的CO与醋酸合成循环尾气进行混合后，再与甲醇进行羰基化反应，进行醋酸合成反应，得到醋酸和醋酸合成循环尾气；（4）合成气分离得到的H₂与乙醇合成循环尾气混合进入反应器，混合气和醋酸与催化剂接触发生加氢进行乙醇合成反应，得到乙醇及副产物和乙醇合成循环尾气，反应器出口粗产物经分离得乙醇；所述步骤（2）的甲醇合成是采用ICI多段冷激塔低压甲醇合成工艺、Lurgi管式等温合成塔低压甲醇合成工艺或Linde螺旋蛇管等温合成塔甲醇合成工艺；所述步骤（3）的合成气分离是采用方法1：将原料气从下部送入第一吸附塔进行吸附，在第一吸附塔的底部富集得到CO产品气，第一吸附塔上部得到的混合气体送往第二吸附塔；混合气体经第二吸附塔吸附后，第二吸附塔的出口得到高纯度的氢气产品气；或方法2：一种煤制合成气联产一氧化碳、甲醇、氢气、精制合成气的集成装置，其中的CO深冷分离单元和变压吸附制氢单元可用来制氢和制CO；所述步骤（3）的醋酸合成是采用Celanese AO Plus工艺、BP Cativa工艺或千代田Acetica工艺；所述步骤（4）的乙醇合成是采用方法1:催化剂制备方法为将过渡金属Ni，Co，Fe，W，V，Mo，Nb，Cr、Ta的化合物一种或几种和磷酸氢二铵按催化剂组成的化学计量比加入到去离子水中，并加入柠檬酸，其中柠檬酸与过渡金属的摩尔比为0.5‑3：1，将得到的溶液在50‑90℃下搅拌8‑24 h，100‑110℃下干燥18‑24 h，之后将样品在120‑150℃下发泡固化10‑20 h，将固化后的样品在400‑650℃空气中焙烧3‑6 h；将焙烧后的样品在H₂气氛下以0.5‑3℃/min的升温速率升至400‑800℃，恒温3‑8 h，H₂气体空速为3000‑9000 h^‑1，样品在H₂气氛下降至室温后，用O₂含量为0.5‑2%的O₂/N₂钝化2‑5 h得到催化剂；合成乙醇反应温度在200‑300℃范围内，反应压力在1.0‑3.5 MPa，醋酸液体空速0.5‑3 h^‑1，H₂：醋酸摩尔比为5‑50；或方法2：催化剂制备方法为首先将过渡金属Ni，Co，Fe，W，V，Mo，Nb，Cr、Ta的一种或几种化合物和磷酸氢二铵按催化剂组成的化学计量比加入到去离子水中，对于有沉淀生成的溶液，在溶液中加入硝酸以溶解沉淀，将配置好的溶液等体积浸渍于三氧化二铝、分子筛、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆或硅藻土载体上，其中过渡金属化合物：去离子水：载体=0.15‑8.2 g：10‑30 ml：10‑20  g，负载过渡金属化合物后的载体在室温下放置2‑5 h，30‑60℃下干燥2‑5 h，100‑120℃下干燥6‑12 h，再在400‑650℃空气中焙烧3‑6 h，将焙烧后的样品在H₂气氛下以0.5‑3℃/min的速率升温至400‑800℃，在此温度下还原3‑8 h，H₂空速为3000‑9000 h^‑1；样品在H₂气氛下降至室温后，用O₂含量为0.5‑2%的O₂/N₂钝化2‑5 h，得到催化剂；合成乙醇反应温度在200‑300℃范围内，反应压力在1.0‑3.5 MPa，醋酸液体空速0.5‑3 h^‑1，H₂：醋酸摩尔比为5‑50；所述步骤（4）的粗产物分离是首先采用简单蒸馏分离产物中的乙醛，之后采用萃取精馏方法分离乙醇、乙酸乙酯和水；所述萃取精馏方法分离乙醇、乙酸乙酯和水是（1）乙酸乙酯、乙醇、水混合液加入10～20％的NaAc；（2）复合萃取剂萃取分离粗产品，塔顶得乙酸乙酯，塔顶温度控制在77～78℃；塔釜流出含盐混合萃取剂，萃取剂经再生塔处理，再生塔塔顶部分馏分经乙醇回收塔处理，其余馏分返还使用，含盐萃取剂循环使用。