[发明专利]在醇的生产中气相粗产物的酯化

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年4月26日提交的美国申请No.13/094,463和2010年7月9日提交的美国临时申请No.61/363,056的优先权，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及醇的生产，且特别涉及将气相粗产物酯化以回收乙醇的方法。

发明背景

用于工业用途的乙醇常规地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，这使得对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。通过发酵将淀粉质材料以及纤维素材料转化为乙醇。然而，发酵通常用于适合于燃料或人类消费的乙醇的消费性生产。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，且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在副反应生成。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。

EP02060553描述了一种将烃转化为乙醇的方法，所述方法包括将烃转化为醋酸(ethanoic acid)和将醋酸加氢得到醇。将来自加氢反应器的料流进行分离以获得乙醇料流和乙酸和乙酸乙酯料流，将所述乙酸和乙酸乙酯料流再循环到加氢反应器。

EP02060555描述了一种使醋酸和醇酯化形成醋酸酯的方法。将所述醋酸酯加氢以生产乙醇。

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，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括：在第一反应器中将来自乙酸进料流的乙酸加氢以产生第一粗气相产物；在第二反应器中使至少部分第一粗气相产物反应以产生第一富酯料流；以及从所述第一富酯料流回收乙醇。

在第二实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括：在第一反应器中将来自乙酸进料流的乙酸加氢以产生包含乙醇和乙酸的第一粗气相产物，在第二反应器中使至少部分第一粗气相产物反应以产生包含小于10wt.%乙酸的酯化料流，以及从所述第一酯化料流回收乙醇。

在第三实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括：在反应器中将来自乙酸进料流的乙酸加氢以产生包含乙醇和未反应的乙酸的粗气相产物，其中乙酸的转化率为至少90wt.%，在有效将至少40%的未反应的乙酸酯化的条件下使至少部分所述粗气相产物反应以获得富酯料流；以及从所述富酯料流回收乙醇。

在第四实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括：在反应器中将来自乙酸进料流的乙酸加氢以产生粗气相产物，在第二反应器中使至少部分所述粗气相产物反应以产生第一富酯料流，将部分第一富酯料流进行分离以获得包含乙酸和乙醇的中间料流，使部分所述中间料流反应以产生第二富酯料流，以及从所述第二富酯料流回收乙醇。

附图说明

下面参考附图详细地描述本发明，其中相同的数字指示类似的部分。

附图1是根据本发明一个实施方案的具有气相酯化反应器的反应系统的示意图。

附图2是根据本发明一个实施方案的具有多级(staged)酯化反应器的反应系统的示意图。

附图3是根据本发明一个实施方案的加氢系统的示意图。

发明详述

介绍

本发明涉及回收在催化剂存在下将乙酸加氢生产的乙醇的方法。从包含乙醇、未反应的乙酸和/或乙酸乙酯以及杂质例如乙醛和乙缩醛的混合物的粗乙醇产物回收乙醇。混合物中未反应的乙酸的浓度可以根据在加氢反应期间的乙酸转化率而变动。从粗反应混合物分离未反应的乙酸需要另外的能量。在一个实施方案中，为了改善乙醇的回收，本发明包括以下步骤：将粗乙醇产物酯化以降低其中含有的未反应乙酸的浓度，且因此提高乙酸的总转化率。以这种方式可以有利地降低乙醇回收所需的能量。