[发明专利]一种催化转化甲醇制备乙醇的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工原料的合成方法，尤其涉及一种催化转化甲醇合成乙醇的新方法，具体地说就是以甲醇为原料，以负载的含有铁、钴、锰、铜、钼、钒、钨和铬中两种或两种以上元素的复合金属氧化物为催化剂，在氢气气氛下，催化甲醇在固定床反应器上转化得到乙醇。背景技术

乙醇是重要的化工原料和潜在的液体燃料。由于乙醇用作燃料，其燃烧性能好，辛烷值高，在发动机不用改装的前提下，可以调入到汽油和柴油中，可用作内燃机、工业窑炉及民用炉灶的燃料，因此，近年来乙醇的生产受到了广泛重视。

目前乙醇的制备方法分为发酵法和化学法。发酵法生产乙醇是以粮食为原料的工艺为主，发酵法一方面生产成本高，另一方面与人争粮，有待发展以非粮食生物质为原料高效转化为乙醇的发酵法。化学法分为乙烯水合法、催化转化合成气法和催化转化乙酸乙酯法。乙烯水合制乙醇是一个可逆反应，通常乙烯转化率不高、反应需要在高压下进行，原料依赖化石资源；大连化物所已经实现了催化转化合成气制得乙醇，但是催化剂需要使用贵金属催化剂；催化乙酸乙酯加氢生产乙醇的技术在国内外也已经有了大量报道，但是目前仍存在成本高、能耗高等问题。因此，有待进一步发展制备乙醇的新方法。

甲醇是最简单的饱和一元醇，甲醇工业近年来得到了迅速发展。据统计，2010年国内甲醇总生产能力已达3500万吨（郁红，今年甲醇产能过剩局面或将加剧，化工在线周刊，2011，3，8-9）；但由于甲醇下游用途开发不足，特别是甲醇的毒性、与汽油相容性差等固有缺点，影响了甲醇作为车用燃料的大规模推广使用，导致国内企业开工率不到40%，近2000万吨的产能闲置，甲醇生产厂家减产、停产的现象普遍（尹小勇等，对我国甲醇产业发展的几点建议，国际石油经济，2011，7，37-40；王向前等，甲醇供需失衡局面仍将持续，化工科技，2012，6，69-71；李峰，我国甲醇工业的发展与趋势分析，煤化工，2013，1，8-12）。与甲醇不同，乙醇具有清洁低毒，燃烧值高，辛烷值高，与汽油、柴油的相溶性好等优势，无需对现有汽车发动机改造，就可以直接使用作为燃料，正逐渐进入了内燃机燃料领域，预计在化学工业中广泛应用的乙醇在燃料领域的发展潜力将超过甲醇。我们开发了一种以甲醇为原料，以负载的含有铁、钴、锰、铜、钼、钒、钨和铬中两种或两种以上元素的复合金属氧化物为催化剂，在氢气气氛中，直接催化转化甲醇得到乙醇的新方法（乙醇的传统生产路线和本专利提供的新路线对比如图1所示）。

开发以甲醇为原料制备乙醇的新合成路线，拓展了甲醇的下游用途，减少对石油的依赖；相对于从粮食生产生物乙醇的路线来说，从甲醇制备乙醇，既不与人争粮，又可以充分利用我国丰富的甲醇，具有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种催化转化甲醇制备乙醇的新方法，该方法直接以甲醇为原料，以负载的含有铁、钴、锰、铜、钼、钒、钨和铬中两种或两种以上元素的复合金属氧化物为催化剂，在氢气气氛下，催化甲醇在固定床反应器上转化得到乙醇。

本发明提供的反应路线催化甲醇转化制备乙醇，所用装置为固定床反应器，进样方式采用泵进样的方式进样，空速为0.5-5h^-1，优选2.5_-5h^-1。