[发明专利]通过合成气将生物质转变为乙醇的系统和方法

权利要求书

1.从合成气生产乙醇的方法，所述方法包括：

提供合成气；

在催化剂存在下转变所述合成气，从而产生包括甲醇和一氧化碳和氢的混合物；

通过在助催化剂和金属催化剂存在下，使所述甲醇、一氧化碳和氢与所述助催化剂反应，产生包括乙酸甲酯、氢、甲醇、乙酸、和水的混合物，所述金属催化剂包括选自由铱、铁、钴、镍、钌、钯、锇、和铂组成的组中的一种金属；

分离所述包括乙酸甲酯、氢、甲醇、乙酸、和水的混合物，从而产生乙酸甲酯和甲醇的混合物和选自由氢级分、助催化剂级分、乙酸级分、和水级分组成的组中的一种级分；

通过在氢化催化剂的存在下，使所述乙酸甲酯和甲醇混合物与氢反应，产生包含乙醇的混合物。

2.如权利要求1中所述的生产乙醇的方法，其中所述包括金属的催化剂是铱催化剂。

3.如权利要求1或2中所述的生产乙醇的方法，其中所述包括金属的催化剂是乙酸铱。

4.如权利要求1-3中任一项所述的生产乙醇的方法，其中所述助催化剂是烷基卤。

5.如权利要求4中所述的生产乙醇的方法，其中所述助催化剂是甲基碘。

6.如权利要求1-5中任一项所述的生产乙醇的方法，其中转变所述合成气还包括：

压缩所述合成气，从而产生压缩的合成气；

加热所述压缩的合成气，从而产生加热的压缩合成气；

蒸汽转化所述加热的压缩合成气，从而产生转化的合成气；

再压缩所述转化的合成气，从而产生压缩的转化合成气；和

将所述压缩的转化合成气转变为包括甲醇、一氧化碳、二氧化碳和氢的混合物。

7.如权利要求1-6中任一项所述的生产乙醇的方法，其中转变所述合成气还包括从所述混合物中去除所述二氧化碳。

8.如权利要求1-7中任一项所述的生产乙醇的方法，其中从所述混合物中去除所述二氧化碳至少是利用来自热交换介质的热而部分加热的，其中所述介质接收从生成包括乙酸甲酯、氢、甲醇、乙酸、和水的混合物，或从生成包括乙醇的混合物中产生的热量。

9.如权利要求6-8中任一项所述的生产乙醇的方法，其中所述加热的压缩合成气的压力是2400-3500kPa，并且其中所述加热的压缩合成气的温度是220-450摄氏度。

10.如权利要求6-9中任一项所述的生产乙醇的方法，其中蒸汽转化所述压缩的合成气是在2400-3500kPa的压力，和在220-300摄氏度的温度进行的。

11.如权利要求6-10中任一项所述的生产乙醇的方法，其中所述压缩的转化合成气的压力是4700-5500kPa，并且所述压缩的转化合成气的温度是220-300摄氏度。

12.如权利要求6-11中任一项所述的生产乙醇的方法，其中将所述压缩的转化合成气转变为包含甲醇的混合物还包括：

使所述压缩的转化合成气通过淤浆鼓泡，从而产生甲醇，其中所述淤浆包含悬浮在惰性液体中的金属催化剂。

13.如权利要求12中所述的生产乙醇的方法，其中将所述压缩的转化合成气转变为包含甲醇的混合物还包括：

向所述压缩的转化合成气添加蒸汽，从而产生氢，所述氢被添加到所述压缩的转化合成气。

14.如权利要求13中所述的生产乙醇的方法，其中将所述压缩的转化合成气转变为包含甲醇的混合物还包括去除二氧化碳。

15.如权利要求6-14中任一项所述的生产乙醇的方法，其中将所述压缩的转化合成气转变为甲醇是在4700-5500kPa的压力，和在220-300摄氏度的温度进行的。

16.如权利要求1-15中任一项所述的生产乙醇的方法，所述方法还包括助催化剂级分，所述助催化剂级分再循环到所述包括乙酸甲酯、氢、甲醇、乙酸和水的混合物。

17.如权利要求1-16中任一项所述的生产乙醇的方法，所述方法还包括乙酸级分，所述乙酸级分被再循环到所述包括乙醇的混合物。

18.如权利要求1-17中任一项所述的生产乙醇的方法，其中填充床反应器用于产生所述包括乙醇的混合物。