以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备
阅读：1021发布：2020-06-15
专利汇可以提供以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种以 醋酸 乙酯为原料生产 乙醇 产品的方法及装备，以醋酸乙酯和氢气为原料，采用了 铜 基催化剂，气相催化加氢，反应热回收、反应产物 净化 、三元共沸精馏、隔壁塔、热耦合精馏等技术及装备，其主要特征是包括醋酸乙酯催化加氢反应单元及乙醇产品精制单元，醋酸乙酯和氢气原料在醋酸乙酯催化加氢反应单元得到含有乙醇的加氢反应液，加氢反应液送至乙醇产品精制单元得到乙醇产品；乙醇产品精制单元包括脱轻塔和精馏塔，加氢反应产物首先通过脱轻塔主要脱除氢气、氮气及乙烷轻杂质组分，处理后的加氢反应液送至精馏塔，主要脱除乙 醛 、乙醚及醋酸乙酯杂质组分，得到 燃料 乙醇 产品或无 水 乙醇产品。，下面是以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备专利的具体信息内容。
1.一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法，其特征是：包括醋酸乙酯催化加氢反应单元和乙醇产品精制单元，醋酸乙酯和氢气原料在醋酸乙酯催化加氢反应单元得到含有乙醇的加氢反应液，加氢反应液送至乙醇产品精制单元得到乙醇产品；乙醇产品精制单元包括脱轻塔和精馏塔，加氢反应产物首先通过脱轻塔脱除氢气、氮气及乙烷轻杂质组分，处理后的加氢反应液再送至精馏塔，脱除乙醛、乙醚及醋酸乙酯杂质组分，得到燃料乙醇产品或无水乙醇产品；乙醇产品精制单元的精馏塔塔顶采出为富含乙醚及乙醛的馏分，精馏塔侧线采出为醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物组成的馏分，精馏塔塔釜采出为燃料乙醇产品或无水乙醇产品；乙醇产品精制单元的精馏塔进料中加入水或乙酸乙酯作为共沸剂，通过添加水或醋酸乙酯，使精馏塔进料中的醋酸乙酯与水的组成比例达到操作条件下的醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物中醋酸乙酯与水的组成比例，通过精馏塔侧线采出醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物馏分，实现精馏塔进料中的醋酸乙酯和水杂质组分的同时脱除；乙醇产品精制单元的精馏塔采用隔壁塔设备，利用隔板将普通的精馏塔从中间分割为两部分,形成隔壁塔预分离段及主塔两部分，脱轻塔塔釜采出送至精馏塔的预分离段，精馏塔主塔塔顶采出为富集乙醛及乙醚的馏分，精馏塔主塔侧线段侧线采出为醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物的馏分，精馏塔主塔塔釜采出为燃料乙醇产品或无水乙醇产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是当精馏塔塔釜采出组成与无水乙醇产品组成比较，相对于乙醇组分的重组分丙醇和丁醇的总含量高于无水乙醇产品标准中异丙醇组分含量时，乙醇产品精制单元增加一个脱重塔，将精馏塔塔釜采出继续送至脱重塔进一步脱除丙醇和丁醇杂质组分，脱重塔塔顶采出得到满足无水乙醇产品标准的无水乙醇产品，脱重塔塔釜采出为富含丙醇和丁醇杂质组分的燃料乙醇产品。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是醋酸乙酯催化加氢反应单元包括原料预热器、蒸发器、原料气加热器、反应循环气加热器、加氢反应器、产物冷却器和气液分离塔，醋酸乙酯经原料预热器与通过反应循环气加热器加热的反应循环气同时送入蒸发器得到原料气，原料气依次通过产物冷却器、原料气加热器加热后，送入加氢反应器得到加氢反应产物，加氢反应产物依次通过产物冷却器及气液分离塔得到加氢反应液，加氢反应液送至乙醇产品精制单元。
4.如权利要求3所述的方法，其特征是醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应器内装填铜基催化剂，采用氧化硅或氧化铝为载体，铜为活性组分，Zn、Mn、Cr、Ca、Ba金属或金属氧化物为助剂，醋酸乙酯催化加氢反应的操作压力为1.0～4.0MPa，温度为200℃～330℃。
5.如权利要求3所述的方法，其特征是醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应产物通过产物冷却器降温过程放出的热量用于加热原料气，预热后的原料气再通过原料气加热器，原料气加热器以新鲜水蒸气为加热介质加热至200℃～330℃后，送至醋酸乙酯加氢反应器进行加氢反应。
6.如权利要求3所述的方法，其特征是醋酸乙酯催化加氢反应单元的原料反应气中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比为20:1～35:1，并通过控制醋酸乙酯进料的预热温度，反应循环气的循环量及反应循环气加热器的加热温度实现控制。
7.如权利要求1所述的方法，其特征是乙醇产品精制单元的脱重塔塔顶气送至精馏塔再沸器作为精馏塔再沸器的加热介质，同时实现脱重塔塔顶气的冷凝，实现热量的耦合多效利用，精馏塔正常操作不消耗新鲜蒸汽。
以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备
技术领域
[0001] 本发明属于有机化工技术领域，特别是涉及一种以醋酸乙酯(也称为乙酸乙酯)为原料生产乙醇产品的方法及装备。
背景技术
[0003] 乙醇传统生产工艺主要以玉米、小麦、薯类、甘蔗和木质纤维素等生物质为原料，经酶解、发酵、精馏脱水等生产单元而制成，也可以由乙烯原料水合制成，受原油价格的影响，乙烯水合法乙醇生产受到很大的制约，目前我国主要以生物质为原料发酵生产乙醇产品。2012年，我国发酵乙醇产品的产量为821万千升，其中燃料乙醇产品的产量为207万千升。
[0004] 近年来，国内煤价相对较低廉，煤化工产业发展迅速，导致煤基甲醇、醋酸等产品过剩，价格不断下降。在这个背景下，从醋酸出发生产乙醇及其下游产品变得有利可图，但醋酸直接加氢生产乙醇面临一些技术问题：(1)醋酸有强腐蚀性，在高温的反应条件下，要采用稀缺昂贵的贵金属催化剂及耐醋酸腐蚀生产设备；(2)醋酸直接加氢时，副反应多，产物成分复杂，造成乙醇产品精制采用精馏分离技术难度大，也影响产品的品质，生产流程复杂，能耗高，设备投资大。
[0005] 随着煤基醋酸价格的降低，醋酸乙酯的生产成本也进一步降低，导致醋酸乙酯产品的生产能力过剩，亟待开发醋酸或醋酸乙酯的下游产品。因此，采用反应条件温和、选择性高、主反应没有水生成的醋酸酯化后再加氢生产工艺生产乙醇产品的技术，规避醋酸直接加氢生产乙醇工艺的技术瓶颈，受到了煤化工行业的关注。
发明内容
[0006] 本发明公开了一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备，以醋酸乙酯为原料进行加氢反应，加氢催化剂采用Cu系催化剂，载体为氧化铝或氧化硅，助剂为锌、锰、铬、钙、钡、铁、镍、镁等元素的氧化物，反应方程式如下所示：
[0007] CH3COOCH2CH3+2H2——>2C2H5OH
[0008] 其转化率一般大于95％，乙醇选择性一般大于90％。采用醋酸乙酯为原料加氢生产乙醇的反应液中主要成份是乙醇、醋酸乙酯、氢气、乙烷、乙醛、甲烷、乙醚和水等，通过共沸精馏、热耦合精馏等技术对加氢反应产物进行分离，可以得到燃料乙醇、无水乙醇等产品，解决了目前已公开的萃取精馏等技术存在生产流程长、能耗物耗高等问题。
[0009] 本发明公开了一种醋酸乙酯加氢制备乙醇产品的装备及方法，使醋酸乙酯加氢反应及精制工艺优化，降低乙醇生产过程中的能耗物耗，提高醋酸乙酯加氢制乙醇装置的产品质量，以及副产品的回收利用，使煤基乙醇产品及副产品更具市场竞争力。
[0010] 本文涉及的燃料乙醇产品及无水乙醇产品统称为乙醇产品，文中没有特殊说明的百分比含量均为质量百分比含量，压力操作条件均为表压。本发明以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备，包括醋酸乙酯催化加氢反应单元及乙醇产品精制单元，具体参见附图说明中的图1-醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图、图2-乙醇产品精制单元流程图、图3-隔壁塔结构及操作示意图，技术方案如下：
[0011] 一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法，包括醋酸乙酯催化加氢反应单元和乙醇产品精制单元，醋酸乙酯原料和氢气原料在醋酸乙酯催化加氢反应单元得到含有乙醇的加氢反应液，加氢反应液送至乙醇产品精制单元得到乙醇产品；乙醇产品精制单元包括脱轻塔和精馏塔，加氢反应产物首先通过脱轻塔脱除氢气、氮气及乙烷轻杂质组分，处理后的加氢反应液再送至精馏塔，脱除乙醛、乙醚及醋酸乙酯杂质组分，得到燃料乙醇产品或无水乙醇产品。
[0012] 乙醇产品精制单元的精馏塔塔顶采出(简称：精馏塔顶采)为富含乙醚及乙醛的馏分，精馏塔侧线采出(简称：精馏塔侧采)为醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物组成的馏分，精馏塔塔釜采出(简称：精馏塔釜采)为燃料乙醇产品或无水乙醇产品。
[0013] 乙醇产品精制单元的精馏塔进料中，也就是脱轻塔塔釜采出(简称：脱轻塔釜采)加入水或乙酸乙酯作为共沸剂，通过添加水或醋酸乙酯，使精馏塔进料中的醋酸乙酯与水的组成比例达到操作条件下的醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物中醋酸乙酯与水的组成比例，通过精馏塔侧线采出醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物馏分，实现精馏塔进料中的醋酸乙酯和水杂质组分的同时脱除。
[0014] 乙醇产品精制单元的精馏塔受分离效率的影响，精馏塔侧采中的乙醇含量通常高于特定操作温度及压力条件下的醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物平衡组成。
[0015] 当精馏塔塔釜采出组成与无水乙醇产品组成比较，相对于乙醇组分的重组分丙醇和丁醇的总含量高于无水乙醇产品标准中异丙醇组分含量时，乙醇产品精制单元增加一个脱重塔，将精馏塔塔釜采出继续送至脱重塔进一步脱除丙醇和丁醇杂质组分，脱重塔塔顶采出(简称：脱重塔顶采)得到满足无水乙醇产品标准的无水乙醇产品，脱重塔塔釜采出(简称：脱重塔釜采)为富含丙醇和丁醇杂质组分的燃料乙醇产品。
[0017] 一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的装备，涉及的乙醇产品精制单元的精馏塔，乙醇产品精制单元的精馏塔采用隔壁塔设备，利用隔板将普通的精馏塔从中间分割为两部分,形成隔壁塔预分离段及主塔两部分，脱轻塔塔釜采出送至精馏塔的预分离段，精馏塔主塔塔顶采出为富集乙醛及乙醚的馏分，精馏塔主塔侧线段侧线采出为醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物的馏分，精馏塔主塔塔釜采出为燃料乙醇产品或无水乙醇产品。
[0018] 醋酸乙酯催化加氢反应单元，包括原料预热器、蒸发器、原料气加热器、反应循环气加热器、加氢反应器、产物冷却器和气液分离塔，醋酸乙酯经原料预热器与通过反应循环气加热器加热的反应循环气同时送入蒸发器得到原料气，原料气依次通过产物冷却器、原料气加热器加热后，送入加氢反应器得到加氢反应产物，加氢反应产物依次通过产物冷却器及气液分离塔得到加氢反应液，加氢反应液送至乙醇产品精制单元。
[0019] 醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应器内装填铜基催化剂，采用氧化硅或氧化铝为载体，铜为活性组分，Zn、Mn、Cr、Ca、Ba金属或金属氧化物为助剂，醋酸乙酯催化加氢反应的操作压力为1.0～4.0MPa，温度为200℃～330℃。
[0020] 醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应产物，通过产物冷却器降温过程放出的热量用于加热原料气，预热后的原料气再通过原料气加热器，原料气加热器以新鲜水蒸气为加热介质加热至200℃～330℃后，送至醋酸乙酯加氢反应器进行加氢反应。
[0021] 醋酸乙酯催化加氢反应单元的原料反应气中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比为20:1～35:1，并通过控制醋酸乙酯进料的预热温度，反应循环气的循环量及反应循环气加热器的加热温度实现控制。
[0023] 本专利申请公开了一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备，生产过程包括醋酸乙酯催化加氢反应单元、乙醇产品精制单元及相关设备，具体参见图1—醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图、图2—乙醇产品精制单元流程图及图3-隔壁塔结构及操作示意图，具体生产过程说明叙述如下：
[0024] 1.醋酸乙酯催化加氢反应单元
[0025] 醋酸乙酯催化加氢反应单元包括：蒸发器1、加氢反应器2、气液分离塔3等，其主要功能是以醋酸乙酯及氢气为原料，在加氢反应器中气相催化加氢得到主要含有乙醇的加氢反应产物，并通过气液分离塔3等设备处理加氢反应液，回收其中过量的氢气循环使用，处理后的加氢反应液送至乙醇产品精制单元进一步处理。
[0026] 醋酸乙酯原料101与循环醋酸乙酯105混合后经醋酸乙酯的原料预热器20送入醋酸乙酯蒸发器1与反应循环气306接触蒸发，得到原料气104，原料气104依次通过产物冷却器22、原料气加热器21加热后，送入加氢反应器2。产物冷却器22降温过程放出的热量用于加热原料气104，同时冷却加氢反应产物201，有效降低生产过程中的能耗。
[0027] 通过控制醋酸乙酯进料103的加热温度及反应循环气306的循环量，实现对蒸发器1上部排出的原料反应气104的物料量，以及原料反应气104中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比20:1～35:1的控制。未被气化的循环醋酸乙酯105从蒸发器1的底部引出，与醋酸乙酯原料101混合后，再送入原料预热器20进行加热。
[0028] 原料反应气104经过产物冷却器22加热后，再通过原料气加热器21进一步加热至200℃～330℃后送入醋酸乙酯加氢反应器2进行加氢反应，实现反应温度的稳定控制，原料气加热器21的加热介质为外加新鲜蒸气。
[0029] 加氢反应器2内装填铜基催化剂，采用氧化硅或氧化铝为载体，铜为活性组分、Zn、Mn、Cr、Ca、Ba等金属或金属氧化物为助剂，加氢反应器2的操作压力为1.0～4.0MPa，温度200℃～330℃，反应选择性大于96％，转化率大于91％。
[0030] 加氢反应器2底部采出的加氢反应产物201，通过产物冷却器22冷却至80℃～100℃后送入气液分离塔3与循环液304逆流接触，通过部分冷凝降温操作，实现气液分离。气液分离塔塔顶气(简称：气液分离塔顶气)301的少部分作为反应尾气302作为燃料送至锅炉焚烧，控制惰性气体及副产轻杂质组分在反应循环气中的累积，减少对加氢反应效率及生产能力的影响。
[0032] 来自气液分离塔3的塔釜液经塔釜液循环泵25增压，其中部分作为循环液304经循环冷却器26降温后送至气液分离塔3的上部作为洗液回流，其功能为冷凝加氢反应产物201中的乙醇、醋酸等重组分，同时净化尾气301，使其中不含或少含乙醇、醋酸等重组分，使反应循环气303实现净化。气液分离塔釜采即加氢反应液305送至乙醇产品精制单元的脱轻塔的进料，加氢反应液305的量由气液分离塔3塔釜液位调节控制。
[0033] 加氢反应液305的主要组成：氢气：0.03％～0.05％，氮气：0.03％～0.05％，乙烷：0.3％～0.5％，乙醛：0.1％～0.2％，乙醚：0.3％～0.5％，醋酸乙酯：1.0％～3.5％，乙醇：
95.0％～97.0％，水：0.3％～1.5％，丙醇：0.0002％～0.06％，丁醇：0.0002％～0.05％等。
95.0％～97.0％，水：0.3％～1.5％，丙醇：0.0002％～0.06％，丁醇：0.0002％～0.05％等。
[0034] 2.乙醇产品精制单元
[0035] 一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备涉及的乙醇产品精制单元的具体生产操作流程，参见图2-乙醇产品精制单元流程图及图3-隔壁塔结构及操作示意图。乙醇产品精制单元包括脱轻塔4、精馏塔5、脱重塔6等，主要功能是以加氢反应液为原料，通过精馏等操作得到燃料乙醇产品及无水乙醇产品，同时副产富含乙醛、乙醚馏分及醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物的馏分。
[0036] (1)脱轻塔
[0037] 脱轻塔4的主要功能是脱除反应液305中的氢气、氮气、乙烷等反应液中的轻杂质组分，该塔操作压力为常压～0.6Mpa。
[0038] 来自醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应液305(即脱轻塔进料)送至脱轻塔4，脱轻塔塔顶气(简称：脱轻塔顶气)401经过脱轻塔顶冷凝器40部分冷凝，凝液作为脱轻塔回流液402返回脱轻塔4顶部，脱轻塔塔顶采出(简称：脱轻塔顶采)403富含氢气、氮气、乙烷等组分的不凝气返回醋酸乙酯催化加氢反应单元的循环气系统再利用，脱轻塔釜采404(即精馏塔5进料)送至精馏塔5进料口。
[0039] (2)精馏塔
[0040] 精馏塔5的功能是处理脱轻塔釜采404，脱除其中的乙醛、乙醚、水及醋酸乙酯等杂质组分，得到富含乙醛、乙醚馏分的精馏塔顶采501送至乙醚、乙醛回收装置；另外，通过添加醋酸乙酯或水，控制精馏塔5进料中醋酸乙酯与水的比例，实现精馏塔侧采502采出达到或接近醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物组成的馏分，同时脱除醋酸乙酯及水等杂质组分，精馏塔侧采502送至醋酸乙酯装置，回收醋酸乙酯及乙醇。精馏塔釜采503得到燃料乙醇产品，如果加氢反应液中丙醇及丁醇等重组分杂质含量较低，精馏塔釜采503也可以直接得到满足无水乙醇产品标准的无水乙醇产品。
[0041] 精馏塔5的操作压力范围：常压～0.2Mpa，主要工艺特点如下：
[0042] 精馏塔5采用共沸精馏技术脱除乙醛、乙醚、水及醋酸乙酯等杂质组分。精馏塔5进料404中含有需要脱除的醋酸乙酯、水等杂质组分，在常压条件下，醋酸乙酯沸点温度为77.1℃，乙醇和水共沸物的沸点温度为78.1℃，乙醇沸点温度为78.5℃，醋酸乙酯、水及乙醇三元最低共沸物的沸点温度为70.2℃，其三元最低共沸物组成:醋酸乙酯82.6％、水
9.0％、乙醇8.4％，由此可以看出，醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸物的沸点温度，与乙醇沸点温度接近，采用常规精馏手段分离困难，但醋酸乙酯、水及乙醇能形成三元最低共沸物，其最低三元共沸点温度与醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸物沸点温度、乙醇沸点温度差距较大，可以采用三元共沸精馏手段，通过精馏塔5侧线采出脱除醋酸乙酯、水等杂质组分。
9.0％、乙醇8.4％，由此可以看出，醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸物的沸点温度，与乙醇沸点温度接近，采用常规精馏手段分离困难，但醋酸乙酯、水及乙醇能形成三元最低共沸物，其最低三元共沸点温度与醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸物沸点温度、乙醇沸点温度差距较大，可以采用三元共沸精馏手段，通过精馏塔5侧线采出脱除醋酸乙酯、水等杂质组分。
[0043] 鉴于精馏塔5的进料(即脱轻塔釜采404)中乙醇为过量的，当水与醋酸乙酯的比例达不到共沸物的比例要求时，本技术方案通过向精馏塔5进料404中人为加入共沸剂，共沸剂为水504或醋酸乙酯505，调整精馏塔5进料404中的醋酸乙酯与水的比例达到三元共沸物中醋酸乙酯与水的比例，实现了以醋酸乙酯、水及乙醇最低三元共沸物的形式脱除进料404中醋酸乙酯和水等杂质组分，其水504或醋酸乙酯505的添加量是形成醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物的控制调整手段之一。该技术方案通过三元共沸精馏工艺，确保了精馏塔釜采503中水及醋酸乙酯的脱除，解决了醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸点温度，与乙醇沸点温度接近，采用常规精馏手段分离困难的难题。
[0044] 另外，精馏塔5也可以通过调整精馏塔侧采502的量及精馏塔5的回流量等手段，在一定程度上控制精馏塔釜采503中的水、醋酸乙酯等轻杂质组分含量。
[0045] 如果精馏塔釜采503中丙醇及丁醇等重组分杂质含量也较低，满足无水乙醇的产品标准，精馏塔釜采503也可以直接采出得到无水乙醇产品，送至无水乙醇产品储罐。
[0046] 如果精馏塔釜采503中水、醋酸乙酯等轻杂质组分含量优于无水乙醇的产品指标，仅丙醇及丁醇等重组分杂质含量较高，不能满足无水乙醇的产品标准，乙醇产品精制单元需要增加脱重塔6，将精馏塔釜采503继续送至脱重塔6进行脱重处理获得无水乙醇产品。
[0047] 精馏塔5的设备特点如下：
[0048] 精馏塔5可以采用常规精馏塔或隔壁塔设备形式，隔壁塔设备结构及操作特点参见图3-隔壁塔结构及操作示意图。对于传统的A、B、C三元混合物分离要得到A、B、C三个产品或馏分,并三元混合物中的A、B、C三组分或馏分的相对挥发度或相对逸度依次降低，若采用简单精馏塔分离序列,至少需要2台精馏塔才能使其得到有效分离。而图3所示的隔壁塔,利用隔壁将1台普通精馏塔从中间分割为2部分,通过巧妙地使用隔壁结构，实现了两塔的功能及三元混合物的分离。在1台隔壁塔中，A、B、C三元混合物进料侧为隔壁塔预分离段，另一侧或剩余部分称为隔壁塔主塔(主塔包括精馏段、侧采段及提馏段),混合物中的A、B、C三组分或馏分在预分离段经初步分离后为A、B和B、C两组混合物,A、B和B、C两股物流进入主塔后，通过主塔上部(即塔上部精馏段及侧采口上部的侧采段)将A、B分离，通过主塔下部(即塔下部提馏段及侧采口下部的侧采段)将B、C分离,在塔顶得到产物A,塔底得到产物C,中间组分B在主塔的侧采段采出。同时,主塔中又引出液相物流和气相物流分别返回进料侧顶部和底部,为预分离段提供液相回流和初始气相。
[0049] 本发明申请公开的技术方案，通过隔壁塔精馏塔5分别在塔顶得到富含乙醛、乙醚馏分的副产品(相当于A)，精馏塔主塔侧采段侧采(即精馏塔侧采502)得到醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物组成馏分的副产品(相当于B)，实现精馏塔侧采对于水、醋酸乙酯等杂质组分采出浓度提高，塔釜采出得到纯度高的燃料乙醇产品或无水乙醇产品(相当于C)。
[0050] 本发明公开的精馏塔5采用隔壁塔设备形式,只需1台精馏塔就可得到富含乙醛、乙醚等杂质组分的馏分(即精馏塔顶采501)、富含醋酸乙酯、水等杂质组分的馏分(即精馏塔侧采502)、提高燃料乙醇或无水乙醇目标产品(即精馏塔釜采503)的收率。该过程类似于传统的A、B、C三元混合物分离，通过一台隔壁精馏塔得到对应的三个产品。节省了1台精馏塔及其附属设备,如再沸器、冷凝器、塔顶回流泵及管道等，而且占地面积也相应减少，与传统的2台单塔简单分离序列相比，精馏塔5采用隔壁塔设备操作工艺及装备,使能耗及设备投资均可降低30％左右。
[0051] 精馏塔5采用隔壁塔设备及操作形式，避免了常规精馏塔的侧采产品受到的精馏塔塔顶采出中轻组分或塔釜采出中重组分的返混污染，实现对精馏塔侧采流股中乙醛及乙醚杂质组分富集程度进一步提高，以及乙醇及重组分含量进一步降低，使精馏塔侧采的醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物馏分的组成达到或接近共沸物平衡组成，提高精馏塔5塔顶采出产品及塔釜采出产品的收率。
[0052] (3)脱重塔
[0053] 脱重塔6的功能是脱除精馏塔釜采503中的丙醇及丁醇等重组分杂质，得到无水乙醇产品(即脱重塔顶采603)，同时副产燃料乙醇产品(即脱重塔釜采604)，脱重塔塔顶气601(简称：脱重塔顶气)作为馏塔再沸器41的加热介质，实现热量的多效利用。
[0054] 脱重塔6的操作压力范围：常压～0.7Mpa。
[0055] 来自精馏塔的精馏塔釜采503送至脱重塔中进行精馏操作，脱重塔顶气601送至精馏塔再沸器41，作为加热介质提供精馏塔再沸器的加热热源，脱重塔顶气601的冷凝液部分作为脱重塔回流液602送至脱重塔塔顶，剩余的脱重塔顶采603作为无水乙醇产品送至无水乙醇产品储罐。
[0056] 脱重塔6通过调整脱重塔回流液602的回流量的大小，调整脱重塔6的分离能力，控制脱重塔顶采603中的丙醇、丁醇等重组分杂质的含量指标达到无水乙醇产品的国家产品标准。
[0057] 脱重塔釜采604为富含丙醇、丁醇等杂醇组分的高品质的燃料乙醇产品。丙醇、丁醇等杂醇组分是良好的车用乙醇汽油混配的分散剂，燃料乙醇产品中的丙醇、丁醇等杂醇组分含量的提高将有利于车用乙醇汽油中燃料乙醇与汽油基础油的互溶性，脱重塔釜采符合燃料乙醇产品的国家产品标准，采出的燃料乙醇产品送至燃料乙醇产品储罐。
[0058] 采用本专利公开的一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备，提出了通过向精馏塔5进料404中人为添加共沸剂，即水504或醋酸乙酯505，调整精馏塔5进料404中的醋酸乙酯与水的比例，并使精馏塔侧线采出达到或接近醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸比例，实现了以醋酸乙酯、水及乙醇最低三元共沸物的形式脱除进料404中醋酸乙酯和水等杂质组分，解决了醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸点温度，与乙醇沸点温度接近，采用常规精馏手段分离困难的难题。在节能方面，通过利用加氢反应热预热原料气，以及将脱重塔的塔顶气作为精馏塔的加热介质，实现生产过程中能量的多级多效利用，同时精馏塔5采用隔壁塔设备结构降低了生产操作能耗。因此，在乙醇产品精制单元，生产吨无水乙醇产品的新鲜蒸汽消耗小于0.6吨，优于采用的萃取精馏，或吸附脱水，或膜分离脱水等技术方案，萃取精馏，或吸附脱水，或膜分离脱水等技术方案的乙醇产品精制单元的吨无水乙醇产品的新鲜蒸汽消耗通常大于2.8吨。
[0059] 本发明解决了醋酸直接加氢生产乙醇工艺存在的设备腐蚀、催化剂昂贵、设备投资大、产品质量不稳定等问题，解决了醋酸乙酯加氢反应液分离获得高质量乙醇产品的技术困难，实现了工艺及设备的优化，是一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的绿色清洁工艺及高效装备，使煤基乙醇产品更具市场竞争力。
附图说明
[0060] 图1为醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图。
[0061] 图2为乙醇产品精制单元流程图。
[0062] 图3为隔壁塔结构及操作示意图
[0063] 醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图中的主要设备包括：1—蒸发器；2—加氢反应器；3—气液分离塔；20—原料预热器；21—原料气加热器；22—产物冷却器；23—循环气压缩机；24—循环气加热器；25—釜液循环泵；26—循环液冷却器。
[0064] 醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图中的主要流股包括：101—醋酸乙酯原料；102—氢气原料；103—醋酸乙酯进料；104—原料气；105—循环醋酸乙酯；201—加氢反应产物；301—气液分离塔顶气；302—反应尾气；303—循环气；304—循环液；305—加氢反应液；
306—反应循环气。
306—反应循环气。
[0065] 乙醇产品精制单元流程图中的主要设备包括：4—脱轻塔；5—精馏塔；6—脱重塔；40—脱轻塔顶冷凝器；41—精馏塔再沸器。
[0066] 乙醇产品精制单元流程图中的主要流股包括：305—加氢反应液；401—脱轻塔顶气；402—脱轻塔回流液；403—脱轻塔顶采；404—脱轻塔釜采；501—精馏塔顶采；502—精馏塔侧采；503—精馏塔釜采；504—水；505—醋酸乙酯；601—脱重塔顶气；602—脱重塔回流液；603—脱重塔顶采；604—脱重塔釜采。
[0067] 图3隔壁塔结构及操作示意图中的A、B、C分别代表三个组分，或三个馏分，或三个产品。
具体实施方式
[0068] 实施例1
[0069] 以醋酸乙酯和氢气为原料，通过醋酸乙酯催化加氢反应及乙醇产品精制过程生产乙醇产品，生产过程具体参见图1—醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图、图2—乙醇产品精制单元流程图及图3-隔壁塔结构及操作示意图，具体生产过程说明如下：
[0070] 1.醋酸乙酯催化加氢反应单元
[0071] 醋酸乙酯催化加氢反应单元包括：蒸发器1、加氢反应器2、气液分离塔3等，其主要功能是以醋酸乙酯及氢气为原料，在加氢反应器中气相催化加氢得到主要含有乙醇的加氢反应产物，并通过气液分离塔3等设备处理加氢反应液，回收其中过量的氢气循环使用，处理后的加氢反应液送至乙醇产品精制单元进一步处理。
[0072] 醋酸乙酯原料101与循环醋酸乙酯105混合后经醋酸乙酯的原料预热器20送入醋酸乙酯蒸发器1与反应循环气306接触蒸发，得到原料气104，原料气104依次通过产物冷却器22、原料气加热器21加热后，送入加氢反应器2。产物冷却器22降温过程放出的热量用于加热原料气104，同时冷却加氢反应产物201。
[0073] 通过控制醋酸乙酯进料103的加热温度及反应循环气306的循环量，实现对蒸发器1上部排出的原料反应气104的物料量，以及原料反应气104中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比25:1的控制。未被气化的循环醋酸乙酯105从蒸发器1的底部引出，与醋酸乙酯原料101混合后，再送入原料预热器20进行加热。
[0074] 原料反应气104经过产物冷却器22加热后，再通过原料气加热器21进一步加热至270℃后送入醋酸乙酯加氢反应器2进行加氢反应，实现反应温度的稳定控制，其加热介质为新鲜水蒸气。
[0075] 加氢反应器2内装填铜基催化剂，采用氧化铝为载体，铜为活性组分，Zn、Cr金属氧化物为助剂，加氢反应器2的操作压力为3.0MPa，温度270℃，反应选择性大于96％，转化率大于91％。
[0076] 加氢反应器2底部采出的加氢反应产物201，通过产物冷却器22冷却至90℃后送入气液分离塔3与循环液304逆流接触，通过部分冷凝降温操作，实现气液分离。气液分离塔3顶气301的少部分作为反应尾气302送至锅炉焚烧，控制惰性气体及副产轻杂质组分在反应循环气中的累积，减少对加氢反应效率及生产能力的影响。
[0077] 循环气303、脱轻塔顶采403及原料氢气102三种物料混合得到反应循环气306，经循环气压缩机23增压至加氢反应器2的操作压力，并通过循环气加热器24加热后，送至醋酸乙酯蒸发器1。
[0078] 来自气液分离塔3的塔釜液经塔釜液循环泵25增压，其中部分作为循环液304经循环冷却器26降温后送至气液分离塔3的上部作为洗液回流，其功能为冷凝加氢反应产物201中的乙醇、醋酸等重组分，净化尾气301，使其中不含或少含乙醇、醋酸等重组分，使反应循环气303实现净化。气液分离塔釜采加氢反应液305送至乙醇产品精制单元的脱轻塔的进料。
[0079] 加氢反应液305的主要组成：氢气：0.04％，氮气：0.04％，乙烷：0.3％，乙醛：0.1％，乙醚：0.3％，醋酸乙酯：3％，乙醇：96.5％，水：0.4％，丙醇：0.0002％，丁醇：
0.0002％等。
0.0002％等。
[0080] 2.乙醇产品精制单元
[0081] 乙醇产品精制单元包括脱轻塔4、精馏塔5等，主要功能是以加氢反应液为原料，通过精馏等操作得到无水乙醇产品，同时副产富含乙醛、乙醚馏分及近似醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物馏分。
[0082] (1)脱轻塔
[0083] 来自醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应液305(即脱轻塔进料)送至脱轻塔4，脱轻塔顶气401经过脱轻塔顶冷凝器40部分冷凝，凝液作为脱轻塔回流液402返回脱轻塔4顶部，富含氢气、氮气、乙烷等组分的不凝气排出，并返回醋酸乙酯催化加氢反应单元的循环气系统再利用，脱轻塔釜采404(即精馏塔5进料)送至精馏塔5进料口。
[0084] (2)精馏塔
[0085] 脱轻塔釜采404在精馏塔5中通过精馏操作，塔顶脱除其中的乙醛、乙醚及醋酸乙酯等杂质组分，得到富含乙醛、乙醚馏分的精馏塔顶采501，通过添加水，控制进料中醋酸乙酯与水的比例，实现精馏塔侧采502采出达到或接近醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物组成的馏分，脱除醋酸乙酯及水等杂质组分，精馏塔釜采503直接得到无水乙醇产品。
[0086] 该塔操作压力为0.05Mpa。
[0087] 精馏塔5采用隔壁塔设备形式，参见图3-隔壁塔结构及操作示意图。通过隔壁塔精馏塔5分别在塔顶得到富含乙醛、乙醚的副产品(相当于A)，主塔侧采段侧采(即精馏塔侧采502)得到达到或接近醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物组成的副产品(相当于B)，实现醋酸乙酯、水等杂质组分的脱除，塔釜得到无水乙醇产品(相当于C)。通过精馏塔5得到对应的三个产品，分离纯度相对于普通的精馏塔提高，避免了轻重组分对于侧采502的污染，精馏塔5采用隔壁塔设备操作工艺及装备,使能耗及设备投资均可降低30％左右。
[0088] 精馏塔釜采503中的醋酸乙酯及水等杂质组分通过精馏塔侧采502(即醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物流股)脱除，其醋酸乙酯505的添加量是形成醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物侧采的控制调整手段之一。
[0089] 在节能方面，本技术方案通过利用加氢反应热预热原料气，实现生产过程中能量的多级多效利用，同时精馏塔采用隔壁塔结构等都有效地降低了生产操作能耗。在乙醇产品精制单元，生产吨无水乙醇产品的新鲜蒸汽消耗小于0.6吨，而目前以醋酸乙酯为原料生产无水乙醇产品多建议采用萃取精馏，或吸附脱水，或膜分离脱水等技术方案，乙醇产品精制单元的吨无水乙醇产品的新鲜蒸汽消耗通常大于2.8吨。
[0090] 实施例2
[0091] 以醋酸乙酯和氢气为原料，通过醋酸乙酯催化加氢反应及乙醇产品精制过程生产乙醇产品，生产过程具体参见图1—醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图、图2—乙醇产品精制单元流程图及图3-隔壁塔结构及操作示意图，具体生产过程说明如下：
[0092] 1.醋酸乙酯催化加氢反应单元
[0093] 醋酸乙酯催化加氢反应单元包括：蒸发器1、加氢反应器2、气液分离塔3等，其主要功能是以醋酸乙酯及氢气为原料，在加氢反应器中气相催化加氢得到主要含有乙醇的加氢反应产物，处理后的加氢反应液送至乙醇产品精制单元进一步处理。
[0094] 醋酸乙酯原料101与循环醋酸乙酯105混合后经醋酸乙酯的原料预热器20送入醋酸乙酯蒸发器1与反应循环气306接触蒸发，得到原料气104，原料气104依次通过产物冷却器22、原料气加热器21加热后，送入加氢反应器2。产物冷却器22降温过程放出的热量用于加热原料气104，同时冷却加氢反应产物201，有效降低生产过程中的能耗。
[0095] 通过控制醋酸乙酯进料103的加热温度及反应循环气306的循环量，实现对蒸发器1上部排出的原料反应气104的物料量，以及原料反应气104中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比35:1的控制。未被气化的循环醋酸乙酯105从蒸发器1的底部引出，与醋酸乙酯原料101混合后，再送入原料预热器20进行加热。
[0096] 原料反应气104经过产物冷却器22加热后，再通过原料气加热器21进一步加热至250℃后送入醋酸乙酯加氢反应器2进行加氢反应，实现反应温度的稳定控制，其加热介质为新鲜蒸气。
[0097] 加氢反应器2内装填铜基催化剂，采用氧化硅为载体，铜为活性组分，Mn、Cr等金属为助剂，加氢反应器2的操作压力为4.0MPa，温度250℃，反应选择性大于96％，转化率大于91％。
[0098] 加氢反应器2底部采出的加氢反应产物201，通过产物冷却器22冷却至80℃后送入气液分离塔3与循环液304逆流接触，通过部分冷凝降温操作，实现气液分离。气液分离塔3顶气301的少部分作为反应尾气302送至锅炉焚烧，控制惰性气体及副产轻杂质组分在反应循环气中的累积，减少对加氢反应效率及生产能力的影响。
[0099] 循环气303、脱轻塔顶采403及原料氢气102三种物料混合得到反应循环气306，经循环气压缩机23增压至加氢反应器2的操作压力，并通过循环气加热器24加热后，送至醋酸乙酯蒸发器1。
[0100] 来自气液分离塔3的塔釜液经塔釜液循环泵25增压，其中部分作为循环液304经循环冷却器26降温后送至气液分离塔3的上部作为洗液回流，其功能为冷凝加氢反应产物201中的乙醇、醋酸等重组分，净化尾气301，使其中不含或少含乙醇、醋酸等重组分，使反应循环气303实现净化。气液分离塔釜采加氢反应液305送至乙醇产品精制单元的脱轻塔的进料，加氢反应液305的量由气液分离塔3塔釜液位调节控制。
[0101] 加氢反应液305的主要组成：氢气：0.05％，氮气：0.03％，乙烷：0.5％，乙醛：0.1％，乙醚：0.5％，醋酸乙酯：3.0％，乙醇：96.0％，水：0.5％，丙醇：0.06％，丁醇：0.05％等。
[0102] 2.乙醇产品精制单元
[0103] 乙醇产品精制单元包括脱轻塔4、精馏塔5、脱重塔6等，主要功能是以加氢反应液为原料，通过精馏等操作得到燃料乙醇产品和无水乙醇产品，同时副产富含乙醛、乙醚馏分及近似醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物馏分。
[0104] (1)脱轻塔
[0105] 脱轻塔4的主要功能是脱除反应液305中的氢气、氮气、乙烷等反应液中的轻杂质组分，该塔操作压力为0.6Mpa。
[0106] 来自醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应液305(即脱轻塔进料)送至脱轻塔4，脱轻塔顶气401经过脱轻塔顶冷凝器40部分冷凝，凝液作为脱轻塔回流液402返回脱轻塔4顶部，富含氢气、氮气、乙烷等组分的不凝气返回醋酸乙酯催化加氢反应单元的循环气系统再利用，脱轻塔釜采404(即精馏塔5进料)送至精馏塔5进料口。
[0107] (2)精馏塔
[0108] 精馏塔5的功能是处理脱轻塔釜采404，脱除其中的乙醛、乙醚及醋酸乙酯等杂质组分，得到富含乙醛、乙醚馏分的精馏塔顶采501，通过添加醋酸乙酯，控制进料中醋酸乙酯与水的比例，实现精馏塔侧采502采出达到或接近醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物组成的馏分，脱除醋酸乙酯及水等杂质组分，塔釜得到燃料乙醇产品，即精馏塔釜采503。
[0109] 精馏塔5的操作压力为0.2Mpa。
[0110] 精馏塔5采用隔壁塔设备形式，通过隔壁塔精馏塔5分别在塔顶得到富含乙醛、乙醚的副产品(相当于A)，主塔侧采段侧采(即精馏塔侧采502)得到达到或接近醋酸乙酯、水及乙醇三元共沸物组成的副产品(相当于B)，实现精馏塔侧采对于乙醛、乙醚含量或乙醇、重组分含量的控制，塔釜得到燃料乙醇产品或无水乙醇(相当于C)，类似于传统的A、B、C三元混合物分离，通过一台精馏塔得到对应的三个产品。
[0111] 通过向精馏塔5进料404中人为加入共沸剂醋酸乙酯505，调整精馏塔5进料404调整精馏塔进料404(即脱轻塔釜采404)中的醋酸乙酯与水的比例达到三元共沸物中醋酸乙酯与水的比例，实现了以醋酸乙酯、水及乙醇最低三元共沸物的形式脱除进料404中醋酸乙酯和水等杂质组分。
[0112] 精馏塔顶采501送至乙醚、乙醛回收装置，精馏塔侧采502送至醋酸乙酯原料精制装置，脱水并回收醋酸乙酯及乙醇，精馏塔釜采503可以作为燃料乙醇产品采出，也可将精馏塔釜采503继续送至脱重塔6进行脱重处理获得无水乙醇产品。
[0113] (6)脱重塔
[0114] 脱重塔6的功能是脱除精馏塔釜采503中的丙醇及丁醇等重组分杂质，得到无水乙醇产品(即脱重塔顶采603)，同时副产燃料乙醇产品(即脱重塔釜采604)。
[0115] 脱重塔6的操作压力为0.7Mpa。
[0116] 来自精馏塔的精馏塔釜采503在脱重塔中进行精馏操作，脱重塔顶气601送至精馏塔再沸器41，作为加热介质提供精馏塔5的操作热源，冷凝液部分作为脱重塔回流液602送至脱重塔塔顶，剩余的脱重塔顶采603送至无水乙醇产品储罐。
[0117] 该过程通过调整脱重塔回流液602的回流量的大小，调整脱重塔6的分离能力，控制脱重塔顶采603中的丙醇、丁醇等重组分杂质的含量指标达到无水乙醇产品的国家标准GB/T678-2002。
[0118] 脱重塔釜采604为富含丙醇、丁醇等杂醇组分的高品质的燃料乙醇产品。丙醇、丁醇等杂醇组分是良好的车用乙醇混配的分散剂，燃料乙醇产品中的丙醇、丁醇等杂醇组分含量的提高将有利于车用乙醇汽油中燃料乙醇与汽油基础油的互溶性，脱重塔釜采符合燃料乙醇产品的国标标准GB18350-2013，采出的燃料乙醇产品送至燃料乙醇产品储罐。
[0119] 在节能方面，本技术方案通过利用加氢反应热预热原料气，实现生产过程中能量的多级多效利用，同时精馏塔采用隔壁塔结构等都有效地降低了生产操作能耗。在乙醇产品精制单元，生产吨无水乙醇产品的新鲜蒸汽消耗小于0.6吨。
[0120] 实施例3
[0121] 以醋酸乙酯和氢气为原料，通过醋酸乙酯催化加氢反应及乙醇产品精制过程生产乙醇产品，生产过程具体参见图1—醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图、图2—乙醇产品精制单元流程图，具体生产过程说明如下：
[0122] 1.醋酸乙酯催化加氢反应单元
[0123] 醋酸乙酯催化加氢反应单元包括：蒸发器1、加氢反应器2、气液分离塔3等，其主要功能是以醋酸乙酯及氢气为原料，在加氢反应器中气相催化加氢得到主要含有乙醇的加氢反应产物，并通过气液分离塔3等设备处理加氢反应液，回收其中过量的氢气循环使用，处理后的加氢反应液送至乙醇产品精制单元进一步处理。
[0124] 醋酸乙酯原料101与循环醋酸乙酯105混合后经醋酸乙酯的原料预热器20送入醋酸乙酯蒸发器1与反应循环气306接触蒸发，得到原料气104，原料气104依次通过产物冷却器22、原料气加热器21加热后，送入加氢反应器2。产物冷却器22降温过程放出的热量用于加热原料气104，同时冷却加氢反应产物201，有效降低生产过程中的能耗。
[0125] 通过控制醋酸乙酯进料103的加热温度及反应循环气306的循环量，实现对蒸发器1上部排出的原料反应气104的物料量，以及原料反应气104中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比20:1的控制。未被气化的循环醋酸乙酯105从蒸发器1的底部引出，与醋酸乙酯原料101混合后，再送入原料预热器20进行加热。
[0126] 原料反应气104经过产物冷却器22加热后，再通过原料气加热器21进一步加热至330℃后送入醋酸乙酯加氢反应器2进行加氢反应，实现反应温度的稳定控制，其加热介质为新鲜蒸气。
[0127] 加氢反应器2内装填铜基催化剂，采用氧化硅为载体，铜为活性组分、Cr、Ba等金属氧化物为助剂，加氢反应器2的操作压力为1.0MPa，温度330℃，反应选择性大于96％，转化率大于91％。
[0128] 加氢反应器2底部采出的加氢反应产物201，通过产物冷却器22冷却至100℃后送入气液分离塔3与循环液304逆流接触，通过部分冷凝降温操作，实现气液分离。气液分离塔3顶气301的少部分作为反应尾气302送至锅炉焚烧，控制惰性气体及副产轻杂质组分在反应循环气中的累积，减少对加氢反应效率及生产能力的影响。
[0129] 循环气303、脱轻塔顶采403及原料氢气102三种物料混合得到反应循环气306，经循环气压缩机23增压至加氢反应器2的操作压力，并通过循环气加热器24加热后，送至醋酸乙酯蒸发器1。
[0130] 来自气液分离塔3的塔釜液经塔釜液循环泵25增压，其中部分作为循环液304经循环冷却器26降温后送至气液分离塔3的上部作为洗液回流，其功能为冷凝加氢反应产物201中的乙醇、醋酸等重组分，净化尾气301，使其中不含或少含乙醇、醋酸等重组分，使反应循环气303实现净化。气液分离塔釜采加氢反应液305送至乙醇产品精制单元的脱轻塔的进料，加氢反应液305的量由气液分离塔3塔釜液位调节控制。
[0131] 加氢反应液305的主要组成：氢气：0.03％，氮气：0.05％，乙烷：0.3％，乙醛：0.2％，乙醚：0.3％，醋酸乙酯：1.0％，乙醇：95.0％，水：0.3％，丙醇：0.0002％，丁醇：
0.0002％等。
0.0002％等。
[0132] 2.乙醇产品精制单元
[0133] 一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备涉及的乙醇产品精制单元的具体生产操作流程，参见图2-乙醇产品精制单元流程图。乙醇产品精制单元包括脱轻塔4、精馏塔5等，主要功能是以加氢反应液为原料，通过精馏等操作得到无水乙醇产品，同时副产富含乙醛、乙醚馏分及近似醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物馏分。
[0134] (1)脱轻塔
[0135] 脱轻塔4的主要功能是脱除反应液305中的氢气、氮气、乙烷等反应液中的轻杂质组分，该塔操作压力为常压。
[0136] 来自醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应液305(即脱轻塔进料)送至脱轻塔4，脱轻塔顶气401经过脱轻塔顶冷凝器40部分冷凝，凝液作为脱轻塔回流液402返回脱轻塔4顶部，富含氢气、氮气、乙烷等组分的不凝气返回醋酸乙酯催化加氢反应单元的循环气系统再利用，脱轻塔釜采404(即精馏塔5进料)送至精馏塔5进料口。
[0137] (2)精馏塔
[0138] 精馏塔5的功能是处理脱轻塔釜采404，脱除其中的乙醛、乙醚及醋酸乙酯等杂质组分，得到富含乙醛、乙醚馏分的精馏塔顶采501，通过添加醋酸乙酯，控制进料中醋酸乙酯与水的比例，实现精馏塔侧采502采出达到或接近醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物组成的馏分，脱除醋酸乙酯及水等杂质组分，精馏塔釜采503也可以直接得到无水乙醇产品。
[0139] 该过程通过采取控制醋酸乙酯的原料中丙酸等重组分杂质含量、以及优化醋酸乙酯加氢反应条件等手段，实现对加氢反应液中丙醇及丁醇等重组分杂质含量的控制，使精馏塔釜采503直接得到无水乙醇产品。
[0140] 精馏塔5的操作压力常压。
[0141] 精馏塔釜采503的无水乙醇产品中的醋酸乙酯及水等杂质组分通过精馏塔侧采502(即醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物)脱除，其水504或醋酸乙酯505的添加量是形成醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物的控制调整手段之一。
[0142] 精馏塔顶采501送至乙醚、乙醛回收装置，精馏塔侧采502送至醋酸乙酯原料精制装置，脱水并回收醋酸乙酯及乙醇，精馏塔釜采503作为无水乙醇产品采出。
[0143] 实施例4
[0144] 以醋酸乙酯和氢气为原料，通过醋酸乙酯催化加氢反应及乙醇产品精制过程生产乙醇产品，生产过程具体参见图1—醋酸乙酯催化加氢反应单元流程图、图2—乙醇产品精制单元流程图及图3-隔壁塔结构及操作示意图，具体生产过程说明如下：
[0145] 1.醋酸乙酯催化加氢反应单元
[0146] 醋酸乙酯催化加氢反应单元包括：蒸发器1、加氢反应器2、气液分离塔3等，其主要功能是以醋酸乙酯及氢气为原料，在加氢反应器中气相催化加氢得到主要含有乙醇的加氢反应产物，并通过气液分离塔3等设备处理加氢反应液，回收其中过量的氢气循环使用，处理后的加氢反应液送至乙醇产品精制单元进一步处理。
[0147] 醋酸乙酯原料101与循环醋酸乙酯105混合后经醋酸乙酯的原料预热器20送入醋酸乙酯蒸发器1与反应循环气306接触蒸发，得到原料气104，原料气104依次通过产物冷却器22、原料气加热器21加热后，送入加氢反应器2。产物冷却器22降温过程放出的热量用于加热原料气104，同时冷却加氢反应产物201，有效降低生产过程中的能耗。
[0148] 通过控制醋酸乙酯进料103的加热温度及反应循环气306的循环量，实现对蒸发器1上部排出的原料反应气104的物料量，以及原料反应气104中氢气和醋酸乙酯物料的摩尔比25:1的控制。未被气化的循环醋酸乙酯105从蒸发器1的底部引出，与醋酸乙酯原料101混合后，再送入原料预热器20进行加热。
[0149] 原料反应气104经过产物冷却器22加热后，再通过原料气加热器21进一步加热至200℃后送入醋酸乙酯加氢反应器2进行加氢反应，实现反应温度的稳定控制，其加热介质为新鲜蒸气。
[0150] 加氢反应器2内装填铜基催化剂，采用氧化铝为载体，铜为活性组分、Zn等金属氧化物为助剂，加氢反应器2的操作压力为3.5MPa，温度200℃，反应选择性大于96％，转化率大于91％。
[0151] 加氢反应器2底部采出的加氢反应产物201，通过产物冷却器22冷却至90℃后送入气液分离塔3与循环液304逆流接触，通过部分冷凝降温操作，实现气液分离。气液分离塔3顶气301的少部分作为反应尾气302送至锅炉焚烧，控制惰性气体及副产轻杂质组分在反应循环气中的累积，减少对加氢反应效率及生产能力的影响。
[0152] 循环气303、脱轻塔顶采403及原料氢气102三种物料混合得到反应循环气306，经循环气压缩机23增压至加氢反应器2的操作压力，并通过循环气加热器24加热后，送至醋酸乙酯蒸发器1。
[0153] 来自气液分离塔3的塔釜液经塔釜液循环泵25增压，其中部分作为循环液304经循环冷却器26降温后送至气液分离塔3的上部作为洗液回流，其功能为冷凝加氢反应产物201中的乙醇、醋酸等重组分，净化尾气301，使其中不含或少含乙醇、醋酸等重组分，使反应循环气303实现净化。气液分离塔釜采加氢反应液305送至乙醇产品精制单元的脱轻塔的进料，加氢反应液305的量由气液分离塔3塔釜液位调节控制。
[0154] 加氢反应液305的主要组成：氢气：0.04％，氮气：0.03％，乙烷：0.3％，乙醛：0.14％，乙醚：0.4％，醋酸乙酯：3.5％，乙醇：97.0％，水：0.3％，丙醇：0.06％，丁醇：0.05％等。
[0155] 2.乙醇产品精制单元
[0156] 一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备涉及的乙醇产品精制单元的具体生产操作流程，参见图2-乙醇产品精制单元流程图。乙醇产品精制单元包括脱轻塔4、精馏塔5、脱重塔6等，主要功能是以加氢反应液为原料，通过精馏等操作得到燃料乙醇产品和无水乙醇产品，同时副产富含乙醛、乙醚馏分及近似醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物馏分。
[0157] (1)脱轻塔
[0158] 脱轻塔4的主要功能是脱除反应液305中的氢气、氮气、乙烷等反应液中的轻杂质组分，该塔操作压力为0.45Mpa。
[0159] 来自醋酸乙酯催化加氢反应单元的加氢反应液305(即脱轻塔进料)送至脱轻塔4，脱轻塔顶气401经过脱轻塔顶冷凝器40部分冷凝，凝液作为脱轻塔回流液402返回脱轻塔4顶部，富含氢气、氮气、乙烷等组分的不凝气返回醋酸乙酯催化加氢反应单元的循环气系统再利用，脱轻塔釜采404(即精馏塔5进料)送至精馏塔5进料口。
[0160] (2)精馏塔
[0161] 精馏塔5的功能是处理脱轻塔釜采404，脱除其中的乙醛、乙醚及醋酸乙酯等杂质组分，得到富含乙醛、乙醚馏分的精馏塔顶采501。通过添加水，控制进料中醋酸乙酯与水的比例，实现精馏塔侧采502采出达到或接近醋酸乙酯、乙醇及水三元共沸物组成的馏分，脱除醋酸乙酯及水等杂质组分。塔釜得到燃料乙醇产品，即精馏塔釜采503，可以送至燃料乙醇产品储罐。
[0162] 精馏塔5的操作压力为0.2Mpa。
[0163] 由于原料中乙醇为过量的，通过向精馏塔5进料404中人为加入共沸剂水504，调整精馏塔5进料404调整精馏塔进料404(即脱轻塔釜采404)中的醋酸乙酯与水的比例达到三元共沸物中醋酸乙酯与水的比例，实现了以醋酸乙酯、水及乙醇最低三元共沸物的形式脱除进料404中醋酸乙酯和水等杂质组分。
[0164] 精馏塔顶采501送至乙醚、乙醛回收装置，精馏塔侧采502送至醋酸乙酯原料精制装置，脱水并回收醋酸乙酯及乙醇，精馏塔釜采503可以作为燃料乙醇产品采出。如果以无水乙醇为目标产品，而精馏塔釜采503中丙醇或丁醇等重组分超标，也可以继续送至脱重塔进行脱重处理。
[0165] (3)脱重塔
[0166] 脱重塔6的功能是脱除精馏塔釜采503中的丙醇及丁醇等重组分杂质，得到无水乙醇产品(即脱重塔顶采603)，同时副产燃料乙醇产品(即脱重塔釜采604)，另外，塔顶气601作为馏塔再沸器41的加热介质，实现热量的多效利用。
[0167] 脱重塔6的操作压力范围0.7Mpa。
[0168] 来自精馏塔的精馏塔釜采503在脱重塔中进行精馏操作，脱重塔顶气601送至精馏塔再沸器41，作为加热介质提供精馏塔5的操作热源，冷凝液部分作为脱重塔回流液602送至脱重塔塔顶，剩余的脱重塔顶采603送至无水乙醇产品储罐，通过调整脱重塔回流液602的回流量的大小，调整脱重塔6的分离能力，控制脱重塔顶采603中的丙醇、丁醇等重组分杂质的含量指标达到无水乙醇产品的国家标准GB/T 678-2002。
[0169] 脱重塔釜采604为富含丙醇、丁醇等杂醇组分的高品质的燃料乙醇产品。丙醇、丁醇等杂醇组分是良好的车用乙醇混配的分散剂，燃料乙醇产品中的丙醇、丁醇等杂醇组分含量的提高将有利于车用乙醇汽油中燃料乙醇与汽油基础油的互溶性，脱重塔釜采符合燃料乙醇产品的国标标准GB18350-2013，采出的燃料乙醇产品送至燃料乙醇产品储罐。
[0170] 通过以上实施例说明：本专利文件公开的一种以醋酸乙酯为原料生产乙醇产品的方法及装备，解决了醋酸乙酯沸点温度、乙醇和水共沸点温度，与乙醇沸点温度接近，采用常规精馏手段分离困难等难题；在节能方面，关键操作实现了生产过程中能量的多级多效利用，降低了生产操作能耗；在设备方面，精馏塔采用隔壁塔设备形式，流程简化，节能降耗，提高产品质量及收率。以上措施的采用，其效果明显效果之一为生产吨无水乙醇产品，乙醇产品精制单元的新鲜蒸汽消耗可以小于0.6吨，优于目前以醋酸乙酯为原料生产无水乙醇产品通常采用的萃取精馏，或吸附脱水，或膜分离脱水等技术方案。
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