[发明专利]一种利用裂解甲醇原位还原醋酸制乙醇的工艺

说明书

一种利用裂解甲醇原位还原醋酸制乙醇的工艺，所述工艺是在一定的温度、压力及气液空速的条件下，将甲醇与醋酸按比例混合后通入反应器与催化剂进行反应，反应产物气液分离出液体混合物和气体混合物，液体混合物再次分离获得乙醇。本工艺将甲醇裂解、醋酸原位加氢在同一催化剂上进行，提高了氢源的利用率，简化了工艺，降低了成本，找到了一种利用裂解甲醇原位高效还原醋酸制乙醇的工艺；本工艺原位加氢抑制转酯反应，阻止醋酸甲酯向醋酸乙酯转化，克服了现有技术中醋酸转化率低和选择性低的问题。

技术领域

本发明涉及一种制备乙醇的工艺，具体地说是一种由甲醇和醋酸经醋酸原位加氢制乙醇的工艺。

背景技术

甲醇具有能量密度高、易于储存运输及价格低廉等优点，作为一种液态燃料制氢具有明显的优势，其氢含量高，是获得氢气来源的最佳途径，受地域限制较小。采用甲醇作为氢源，就可以省却制备氢气的程序，而制氢过程往往会耗用大量的能量与成本，无论天然气制氢、水蒸汽，亦或是水煤气法制氢，这个制氢的成本都会占据建设工厂建设固定资产总投资的1/3-2/3。

由于近几年我国醋酸行业产能迅速扩产，国内醋酸严重产能过剩，价格也随之降低，导致醋酸价格长时间处于低迷状态，为促进醋酸行业的发展，需要增加下游产品的需求。相比之下，乙醇的市场需求量则仍然较大，且粮食安全问题的存在限制了我国乙醇行业的进一步发展，因此，醋酸加氢制乙醇技术逐渐受到了相关领域的关注，且在我国具有十分巨大的发展潜能。

乙醇俗称酒精，在常温常压下是无色透明的液体，可与水以任何比例混合并产生热量，易挥发，易燃烧。它的用途很广，可用乙醇制造饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%-75%的乙醇作消毒剂等，在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。乙醇不仅是重要的化工原料，同时是潜在的液体燃料，其燃烧性能好，辛烷值高。其燃料乙醇可作为新的燃料替代品，直接作为液体燃料或者同汽油混合使用，可减少对不可再生能源的依赖。

乙醇的制备方法分为发酵法和化学法。发酵法是由糖类生物质原料经微生物发酵生产乙醇。化学合成法有乙烯水合法、醋酸加氢法、酸酯类加氢法以及合成气间接制备法等。通过微生物发酵制备乙醇的方法效率较低，纯度较差，通过简单蒸馏产生的乙醇浓度大多不会超过96%，不能满足高浓度乙醇的要求，而且对于我国人口较多、粮食需求较大而言，发酵法的劣势可见一斑。当前化学法制备乙醇虽然方法较多，但能付诸于实践生产的方法还都不够太成熟，成本高，收率小，过程复杂等问题依旧很突出。

公开号CN101965324A公开了“一种用于将甲醇转化为乙醇的方法”，其包括在催化剂的存在下将甲醇和一氧化碳反应以制备乙酸甲酯和乙酸产物，然后将该乙酸与至少一种醇反应以制备乙酸甲酯、乙酸乙酯和乙酸丁酯的至少一种乙酸酯，再将该至少一种乙酸酯连同之前的产物乙酸甲酯一起与氢气发生加氢反应制备乙醇。虽然该反应可以利用生物质合成的CO 和H₂ 来制备乙醇，但是在生物质的气化制备CO 和H₂的过程中会产生积炭堵塞、腐蚀管道等问题，气化效率低，且镍催化剂使用条件苛刻，价格昂贵等。

公开号CN102557870A公开了“一种利用醋酸和甲醇制备燃料乙醇的方法”，首先将醋酸与甲醇进行超临界酯化反应，无需催化剂便可制得醋酸甲酯，再将醋酸甲酯与氢气在用铜锌铝-稀土复合催化剂下进行氢化反应，制得燃料乙醇。该方法利用废弃生物质发酵制得的生物醋酸，厌氧发酵周期长，得率低，而且还需要进行减压蒸馏。此外，在超临界酯化过程中，超临界条件要求苛刻，而且该方法的酯加氢过程，氢酯比高，氢气利用率低。

公开号CN104892360A公开了“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，在固定床反应器上，原料甲醇通过催化转化反应制备得到乙醇。该方法催化剂的制备需要的元素复杂，需要两种或两种以上元素的复合金属氧化物，虽说不是贵金属，但其制备成本依然很高。