[发明专利]用于生产乙酸乙酯溶剂和联产乙醇的方法

说明书

优先权要求

本申请要求以下申请的优先权：2010年2月2日提交的美国临时申请No.61/300,815；2010年5月7日分别提交的美国临时申请No.61/332,696、美国临时申请No.61/332,699和美国临时申请No.61/332,728；2010年5月19日提交的美国临时申请No.61/346,344；和2010年7月9日提交的美国申请No.12/833,809，通过引用将它们全文并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及生产乙酸乙酯溶剂的方法，特别涉及由乙酸加氢生产乙酸乙酯溶剂的方法。

发明背景

乙酸乙酯通常用作涂漆(paint)、涂料、木材着色剂、油基漆(lacquer)和瓷釉、粘合剂、纤维素、墨、塑料和脂肪所用的工业溶剂。此外，乙酸乙酯可以用于照相胶片和底片的制备，用作药物中间体或用于指甲膏清洗剂。乙酸乙酯是极性适中的溶剂，具有可挥发、相对无毒和不吸湿的优点。

乙酸乙酯通常通过乙醇和乙酸的酯化进行制备。用于生产乙酸乙酯的乙醇按照常规由石油化工原料例如油、天然气或煤生产，由原料中间体例如合成气生产，或者由淀粉质材料或纤维素材料例如玉米(corn)或甘蔗生产。由石油化工原料以及由纤维素材料生产乙醇的常规方法包括乙烯的酸催化水合、甲醇同系化、直接醇合成和费-托合成。石油化工原料价格的不稳定性促使按照常规生产的乙醇成本波动，在原料价格升高时使对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。淀粉质材料以及纤维素材料通过发酵转化为乙醇。然而，发酵通常用于燃料用或消费用乙醇的消费性生产。此外，淀粉质或纤维素材料的发酵与食品来源构成竞争并且对用于工业用途所可生产的乙醇的量施加了限制。

通过链烷酸和/或其它含羰基化合物的还原生产乙醇得到广泛研究，在文献中提及了催化剂、载体和操作条件的各种组合。在链烷酸例如乙酸的还原期间，其它化合物随乙醇一起生成或者以副反应生成。这些杂质限制了乙醇的生产和从这类反应混合物的回收。例如，在加氢期间，产生的酯与乙醇和/或水一起形成难以分离的共沸物。此外，当转化不完全时，未反应的酸保留在粗乙醇产物中，必须将其加以移除以回收乙醇。

因此，仍需要提高从使链烷酸例如乙酸和/或其它含羰基化合物还原获得的粗产物回收乙醇的回收率。

发明概述

在第一实施方案中，本发明涉及回收乙酸乙酯溶剂的方法，该方法包括以下步骤：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗产物，在第一塔中将至少部分粗产物流分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，与包含乙酸的第一残余物，其中第一残余物包含基本上所有来自所述至少部分粗产物的乙酸，以及将至少部分第一馏出物进行分离以形成包含乙酸乙酯和乙醇的乙酸乙酯溶剂。

在一方面，该方法回收乙醇和乙酸乙酯溶剂，其包括以下步骤：在催化剂存在下将乙酸加氢形成粗产物，在第一塔中将至少部分粗产物流分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，与包含乙酸的第一残余物，在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含乙酸乙酯溶剂的第二馏出物与包含乙醇和水的第二残余物，以及在第三塔中将至少部分第二残余物分离成包含乙醇的第三馏出物和包含水的第三残余物。

在本发明的另一方面，该方法回收乙醇和乙酸乙酯溶剂，其包括以下步骤：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗产物流，在第一塔中将至少部分粗产物流分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，与包含乙酸的第一残余物，在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含乙酸乙酯的第二馏出物与包含乙醇和水的第二残余物，在第三塔中将至少部分第二残余物分离成包含乙醇的第三馏出物和包含水的第三残余物，以及在第四塔中将至少部分第二馏出物分离成包含乙醛的第四馏出物和包含乙酸乙酯溶剂的第四残余物。

在本发明的其它方面，该方法回收乙酸乙酯溶剂，其包括以下步骤：在催化剂存在下将乙酸加氢形成粗产物，在蒸馏塔中将至少部分粗产物分离成包含乙酸的残余物与包含乙酸乙酯、乙醇、水和乙醛的馏出物，以及将该将馏出物冷凝并且将冷凝的馏出物进行双相分离以形成包含水的重相和包含乙酸乙酯溶剂的轻相。

在本发明的又一方面，该方法回收乙酸乙酯溶剂，其包括以下步骤：在催化剂存在下将乙酸加氢形成粗产物，在第一塔中将至少部分粗产物分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，与包含乙酸的第一残余物，以及在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含乙酸乙酯溶剂的第二馏出物和包含水的第二残余物。