[发明专利]一种合成气直接生产乙醇的方法

权利要求书

1.一种合成气直接生产乙醇的方法，其中反应过程在三个反应区中完成，所述方法包括：

a)使作为原料的合成气和二甲醚进入第一反应区，以与所述第一反应区中的固体酸催化剂接触并发生反应，得到含有乙酸甲酯和/或乙酸的流出物；

b)使来自所述第一反应区的流出物进入第二反应区，以与所述第二反应区中的金属催化剂接触并发生反应，得到含有甲醇和乙醇的流出物；

c)对来自所述第二反应区的流出物进行分离，得到产物乙醇和副产物甲醇；

d)使来自步骤c)的甲醇进入第三反应区以进行脱水反应，得到二甲醚，并使所得到的二甲醚进入所述第一反应区以循环反应；

其中，所述原料中合成气的体积含量为10％～100％，二甲醚的体积含量为0-90％，并且所述合成气中一氧化碳与氢气的体积比为0.1～10；

所述第一反应区和所述第二反应区的反应温度为180-300℃，反应压力为0.5～20MPa；

所述第三反应区的反应温度为180-420℃，反应压力为0.1～4MPa。

2.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第一反应区中的固体酸催化剂包含以下各项中的一种或多种分子筛：FER、MFI、MOR、ETL、MFS、MTF、EMT沸石分子筛以及它们经骨架组成元素以外的元素或吡啶改性得到的分子筛产物。

3.根据权利要求2所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述固体酸催化剂是所述沸石分子筛的氢型产物，或者由10wt％-95wt％的所述氢型产物和余量的基质构成，或者是所述氢型产物经吡啶改性得到的分子筛产物，其中所述基质为选自氧化铝、氧化硅、高岭土和氧化镁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第二反应区中的金属催化剂为铜基催化剂。

5.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第一反应区和/或所述第二反应区在固定床反应器中，所述固定床反应器优选是固定床列管反应器。

6.根据权利要求1或5所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第一反应区和所述第二反应区在同一个固定反应器中，或者所述第一反应区和所述第二反应区分别在串联的不同反应器中。

7.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，作为所述原料的合成气由50～100体积％的一氧化碳和氢气以及0-50体积％的选自氮气、氦气、氩气和二氧化碳中的一种或多种惰性气体组成。

8.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第三反应区中的催化剂为甲醇制二甲醚固体酸催化剂。

9.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第三反应区在固定床反应器中，尤其是在固定床列管式反应器中。

10.根据权利要求1所述的合成气直接生产乙醇的方法，其特征在于，所述第一反应区的反应温度为190-290℃，反应压力为1～15MPa；所述第二反应区的反应温度为190-290℃，反应压力为1.0～15.0MPa；所述第三反应区的反应温度为200-400℃，反应压力为0.2～3MPa。