[发明专利]由无水乙醇制备二丁基醚的方法

说明书

发明领域

本发明涉及使用任选得自发酵液的无水乙醇制备二丁基醚的方法。

发明背景

二丁基醚可用作柴油十六烷增强剂(R.Kotrba在2005年11月的“Ethanol Producer Magazine”中的文章“Ahead of the Curve”)；包含二丁基醚的柴油制剂的实例公开于WO 2001018154中。由丁醇制备二丁基醚是已知的(参见Karas，L.和Piel，W.J.在“Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology”第五版第10卷第5.3节第576页中的文章“Ethers”)，并且一般通过用硫酸使正丁基醇脱水，或通过在高温下在氯化铁、硫酸铜、二氧化硅或硅铝土上催化脱水来实施。丁醇脱水生成二丁基醚导致水的形成，因此过去这些反应是在无水的情况下进行的。

致力于改善空气质量并且增加由可再生资源制备的能源的努力已致使重新产生了对代用燃料诸如乙醇和丁醇的兴趣，所述代用燃料可替代汽油和柴油，或作为这些以及其它燃料中的添加剂。

已知乙醇可回收自多种来源，包括合成给料和发酵给料。从合成方面来看，乙醇可得自乙烯的直接催化水合反应，乙烯的间接水合反应，合成气的转化反应，甲醇的同系化反应，甲醇和乙酸甲酯的羰基化反应，以及通过均相催化和非均相催化的合成反应。发酵给料可以是发酵性碳水化合物(例如甘蔗、糖用甜菜和水果作物)和淀粉材料(例如谷物，包括玉米、木薯和高粱)。当使用发酵时，可使用酵母，所述酵母来自包括酵母菌(Saccharomyces)在内的菌种。同样可使用来自菌种发酵单胞菌(Zymomonas)、尤其是运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)的细菌。乙醇一般以与水的共沸物的形式被回收，因此其含量按水和乙醇混合重量计是约95重量％。参见Kosaric等人的“Ullmann’s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry”第六版第12卷第398-473页(Wiley-VCH VerlagGmbH & Co.KGaA，Weinhe im，Germany)和P.L.Rogers等人的“Adv.Biochem.Eng.”第23卷(1982)第27-84页。乙醇可通过本领域已知的方法被进一步干燥(参见Kosaric的前述文献)，包括使乙醇-水共沸混合物通过分子筛并且用夹带剂(通常是苯)共沸蒸馏乙醇-水混合物。

由乙醇制备1-丁醇的方法是已知的。已知可使用所谓的“Guerbet反应”，在高温下使乙醇在碱性催化剂上缩合来制备1-丁醇。参见例如J.Logsdon在“Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”(John Wiley and Sons，Inc.，New York，2001)中的文章。