[发明专利]产生用于生产酯和联产乙醇的酯进料流的方法

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.12/833,816，通过引用将它们全文并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及产生用于酯生产的至少一种酯进料流的方法，特别涉及由乙酸加氢产生至少一种乙酸乙酯的酯进料流的方法。

发明背景

乙酸乙酯一般通过乙醇和乙酸的酯化进行制备。用于制备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常常通过发酵转化为乙醇。发酵通常用于生产燃料用或消费用的乙醇。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，仍需要改进乙醇从粗产物的回收，所述粗产物通过使链烷酸如乙酸和/或其它含羰基化合物还原获得。

发明概述

本发明第一实施方案涉及回收酯进料流的方法，该方法包括在催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物。该方法还包括在第一塔中将至少部分粗乙醇产物分离成第一馏出物和第一残余物。第一馏出物可以包含乙醇、水和乙酸乙酯，第一残余物可以包含乙酸。优选地，第一残余物包含基本上所有来自所述至少部分粗乙醇产物的乙酸。该方法还包括分离至少部分第一馏出物以形成包含乙酸乙酯和乙醇的酯进料流的步骤。

在一方面，该方法回收乙醇和酯进料流。该方法包括在催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物，在第一塔中将至少部分粗乙醇产物分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，以及包含乙酸的第一残余物，其中所述第一残余物包含基本上所有来自所述至少部分粗乙醇产物的乙酸。该方法还可以包括在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含酯进料流的第二馏出物和包含乙醇和水的第二残余物，其中所述酯进料流包含乙酸乙酯和乙醇。该方法还可以包括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。根据该方面的酯进料流优选包含10wt.％-90wt.％的量的乙酸乙酯和0.0001wt.％-30wt.％的量的乙醇。

在本发明的另一方面，该方法可以通过如下回收乙醇和酯进料流：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物，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，以及包含乙酸的第一残余物，其中所述第一残余物包含基本上所有来自所述至少部分粗乙醇产物的乙酸，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以及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酯进料流的第四残余物，其中所述酯进料流包含乙酸乙酯和乙醇。根据该方面的酯进料流优选包含40wt.％-100wt.％的量的乙酸乙酯和小于40wt.％的量的乙醇。

在本发明的其它方面，该方法可以通过如下回收酯进料流：在催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物，在蒸馏塔中将至少部分粗乙醇产物分离成包含乙酸的残余物以及包含乙酸乙酯、乙醇、水和乙醛的馏出物，其中所述馏出物包含25wt.％或更少量的乙醇。该方法还包括以下步骤：使所述馏出物冷凝，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酯进料流的轻相。优选地，该方面的酯进料流包含大于75wt.％的量的乙酸乙酯。