本發明專利技術涉及一種乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產系統，采用汽化器和熱交換器組合的方式，能夠對反應生成的熱反應氣熱量進行最大程度的利用。本發明專利技術還涉及了使用所述生產系統連續生產乙醇的方法。本發明專利技術提供的生產系統，能夠充分利用熱反應氣中蘊含的熱能，同時也減少了冷凝水的使用量，非常符合綠色、節能的新型化工工業的要求。本發明專利技術提供的生產方法最大限度回收了熱反應氣的熱量，降低了能源消耗，而且生產條件溫和、操作簡便，適宜于大規模工業化的應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化工產品的生產領域，具體涉及一種以乙酸乙酯為原料，催化加氫連續生產乙醇的生產系統以及生產方法。
技術介紹
乙醇是重要的化工原料和潛在的液體燃料資源，是未來最具前途的汽油替代燃料之一。但是，傳統的乙醇生產是以糧食發酵工藝為主，其生產成本和發展受到了很大的限制。目前，乙酸乙酯加氫生產乙醇的技術，國內外都有大量的研究報告和專利技術發 表，但尚無工業化裝置投產。由于缺少合理、高效的生產設備以及生產系統，從而使乙酸乙酯加氫生產乙醇耗能高、生產成本高、制約了其工業規模的發展。
技術實現思路
為尋找一種新型的、低能耗的、工業上可行的以乙酸乙酯為原料連續生產乙醇的生產系統，本專利技術的目的是提供一種乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產系統。本專利技術的另一目的是提供一種乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產方法。本專利技術提供的乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產系統，包括汽化裝置、熱交換裝置、反應裝置、冷卻裝置和分離裝置；其中，所述汽化裝置管程的入口為原料入口，出口與熱交換裝置管程的入口相連，熱交換裝置管程的出口與反應裝置的入口相連，反應裝置的出口與熱交換裝置殼程的入口相連，熱交換裝置殼程的出口與汽化裝置殼程的入口相連，汽化裝置殼程的出口再依次與所述冷卻裝置和分離裝置相連。所述生產系統還包括循環壓縮裝置和閃蒸裝置，分別與所述分離裝置相連。所述循環壓縮裝置與所述汽化裝置管程的入口相連。所述閃蒸裝置還連接有精餾裝置。所述反應裝置為水浴式反應裝置，其內部設有銅系催化劑床。上述各個裝置通過常規化工管路相連。所述汽化裝置為汽化器，所述汽化器包括筒體，所述筒體的頂部和底部分別連接上封頭和下封頭；所述筒體內分別設有上管板和下管板，所述上管板和下管板之間沿筒體長度方向排列多個折流板，所述折流板的一端與筒體內壁之間留有缺口 ；所述上封頭與上管板之間的空間形成上管箱，所述下封頭和下管板之間的空間形成下管箱；在所述下管箱內，所述下管板上連接子封頭，所述子封頭和下管板之間的空間形成子管箱；所述子管箱覆蓋空間內設有一組穿過上管板、下管板和折流板的預熱管束；所述子管箱覆蓋空間外且位于預熱管束外圍設有一組穿過上管板、下管板和折流板的蒸發管束；所述上管板上設置液體分布器。進一步地，所述下封頭的底端設有底部排液口。進一步地，所述子封頭上設有液體原料入口。進一步地，所述下管箱內設有冷原料氣進口。 進一步地，所述筒體上靠近下封頭位置處設有熱反應氣出口和冷凝液出口。進一步地，所述筒體上靠近上封頭位置處設有熱反應氣進口。進一步地，所述上封頭的頂端設有混合原料氣出口。進一步地，所述蒸發管束的直徑大于或等于原料液預熱管束的直徑。進一步地，所述相鄰兩個折流板與筒體留有缺口的方向相對設置。 上述汽化裝置中，預熱管束和蒸發管束空間即為汽化裝置管程，管束外部、上管板和下管板之間的空間為汽化器殼程。本專利技術提供的乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產方法，包括以下步驟(I)將乙酸乙酯和氫氣分別送入汽化裝置的管程，在其中乙酸乙酯汽化并與氫氣混合形成混合原料氣；(2)步驟(I)得到的混合原料氣進入熱交換裝置的管程內加熱至200 250°C，然后再進入反應裝置中進行反應；( 3 )步驟(2 )反應生成的熱反應氣由反應裝置出口依次進入所述熱交換裝置的殼程和所述汽化裝置的殼程，然后進入冷卻裝置冷卻至40°C以下，再進入分離裝置分離得到液體產物粗乙醇以及未反應的氫氣。優選地，所述步驟(I)包括以下過程將液體乙酸乙酯送入所述汽化裝置的預熱管束中，液體乙酸乙酯在其中向上流動，然后通過液體分布器均勻的流入蒸發管束中并依靠重力向下流動；將冷的氫氣送入蒸發管束，在其中向上流動，與液體乙酸乙酯接觸，對液體乙酸乙酯進行汽提將其汽化，汽化后的乙酸乙酯和氫氣混合形成混合原料氣。本專利技術提供的生產方法，是在利用汽提技術使混合氣體中乙酸乙酯分壓大幅度降低的前提下，利用了反應氣中乙醇的飽和溫度高于混合原料氣中乙酸乙酯的飽和溫度十幾攝氏度的傳熱溫差，使原本難以利用的低溫余熱得到了充分的利用。所述步驟(3)分離得到的氫氣通過循環壓縮裝置加壓后作為原料循環利用；液體產物粗乙醇通過閃蒸裝置閃蒸后進入精餾裝置進行精制。所述步驟(3)中，所述熱反應氣出所述熱交換裝置殼程時的溫度為85 95°C ;所述熱反應氣出所述汽化裝置殼程時的溫度為60 70°C。步驟(2)所述的反應裝置為水浴式反應裝置，催化加氫反應過程中產生的熱量加熱水產生水蒸氣，所得水蒸氣可以外排加以利用。在類似的化工系統中，通常僅設置一個換熱裝置，使來自反應裝置的熱反應氣體與即將要進入反應裝置的低溫原料氣體進行換熱，實現熱能的部分回收利用。但是，由于出換熱裝置的反應氣溫度較低，所以盡管其中仍含有巨大的冷凝潛熱，卻很難加以回收利用，而且還需要大量的冷凝水將熱量帶走，造成了巨大的能量損失和資源浪費。本專利技術提供的生產系統，在熱交換裝置的基礎上增加了一個特殊結構的汽化裝置，能夠充分利用熱反應氣體中蘊含的巨大熱能，同時也減少了冷凝水的使用量，整個系統不需要額外的熱量供給，完全依靠反應產生的熱量，還能實現熱量的輸出，非常符合綠色、節能的新型化工工業的要求。本專利技術提供的生產方法最大限度回收了反應氣的熱量，降低了能源消耗，而且生產條件溫和、操作簡便，適宜于大規模工業化的應用。附圖說明圖I為本專利技術所述乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產系統示意圖；圖2為本專利技術實施例I使用的汽化裝置的整體結構示意 圖3為本專利技術實施例I使用的汽化裝置的I處局部放大示意圖；圖4為圖3中A-A剖面圖。圖中1 :上封頭；2 :上管箱；3 :上管板；4 :折流板；5 :筒體；6 :冷凝液出口 ；7 :下管板；8 :冷原料氣進口 ；9 :下管箱；10 :下封頭；11 :底部排液口 ；12 :子管箱；13 :液體原料進口 ；14 :熱反應氣出口 ；15 :蒸發管束；16 :原料液預熱管束；17 :熱反應氣進口 ；18 :液體分布器；19 :混合原料氣出口 ；20 :子封頭。具體實施例方式以下實施例用于說明本專利技術，但不用來限制本專利技術的范圍。實施例I如圖I所示，本專利技術提供的生產系統包括一個汽化器、一個熱交換器、一個反應器、一個冷凝器和一個分離器。其中，汽化器管程的入口為原料的入口，汽化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器的入口相連，反應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與汽化器殼程的入口相連，汽化器殼程的出口再依次與、冷凝器和分離器相連。所述生產系統還可以包括一個循環壓縮機和一個閃蒸槽，分別與分離器相連。所述循環壓縮機與汽化器管程的入口相連。所述閃蒸槽還連接有精餾裝置。所述反應器為水浴式反應器，其內部設有銅系催化劑床，催化劑床中的催化劑成分可采用現有相關銅系催化劑的任一種，如中國專利CN 102327774A公開的催化劑。上述生產系統中，熱交換器采用化工領域常見的管殼式換熱器，分離器采用化工領域常見的氣液分離器，其余設備如冷凝器、循環壓縮機、閃蒸槽、精餾裝置等均采用化工領域的常規設備即可。上述生產系統中，汽化器的具體結構如圖2-4所示，包括筒體5，筒體5的頂部和底部分別連接上封頭I和下封頭10 ;筒體5內分別設有上管板3和下管板7，具體的，該筒體5分別焊接上管板3和下管板7，所述上管板3和下本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產系統，其特征在于，所述生產系統包括汽化裝置、熱交換裝置、反應裝置、冷卻裝置和分離裝置；其中，所述汽化裝置管程的入口為原料入口，出口與熱交換裝置管程的入口相連，熱交換裝置管程的出口與反應裝置的入口相連，反應裝置的出口與熱交換裝置殼程的入口相連，熱交換裝置殼程的出口與汽化裝置殼程的入口相連，汽化裝置殼程的出口再依次與所述冷卻裝置和分離裝置相連。
【技術特征摘要】
1.一種乙酸乙酯加氫連續生產乙醇的生產系統，其特征在于，所述生產系統包括汽化裝置、熱交換裝置、反應裝置、冷卻裝置和分離裝置；其中，所述汽化裝置管程的入口為原料入口，出口與熱交換裝置管程的入口相連，熱交換裝置管程的出口與反應裝置的入口相連，反應裝置的出口與熱交換裝置殼程的入口相連，熱交換裝置殼程的出口與汽化裝置殼程的入口相連，汽化裝置殼程的出口再依次與所述冷卻裝置和分離裝置相連。2.根據權利要求I所述的生產系統，其特征在于，所述生產系統還包括循環壓縮裝置和閃蒸裝置，分別與所述分離裝置相連。3.根據權利要求2所述的生產系統，其特征在于，所述循環壓縮裝置與所述汽化裝置管程的入口相連。4.根據權利要求2所述的生產系統，其特征在于，所述閃蒸裝置連接有精餾裝置。5.根據權利要求I所述的生產系統，其特征在于，所述反應裝置為水浴式反應裝置，其內部設置有銅系催化劑床。6.根據權利要求1-5任一項所述的生產系統，其特征在于，所述汽化裝置為汽化器，所述汽化器包括筒體，所述筒體的頂部和底部分別連接上封頭和下封頭； 所述筒體內分別設有上管板和下管板，所述上管板和下管板之間沿筒體長度方向排列多個折流板，所述折流板的一端與筒體內壁之間留有缺口 ； 所述上封頭與上管板之間的空間形成上管箱，所述下封頭和下管板之間的空間形成下管箱；在所述下管箱內，所述下管板上連接子封頭，所述子封頭和下管板之間的空間形成子管箱； 所述子管箱覆蓋空間內設有一組穿過上管板、下管板和折流板的預熱管束； 所述子管箱覆蓋空間外且位于預熱管束外圍設有一組穿過上管板、下管板和折流板的蒸發管束； 所述上管板上設置液體分布器； 優選地，所述下封頭的底端設有底部排液口 ； 優選地，所述子封頭上設有液體原料入口 ； 優選...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王天雙，代淑梅，
申請(專利權)人：唐山市冀東溶劑有限公司，
類型：發明
國別省市：
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