[发明专利]纯化包含乙醇和乙醛的含水醇原料的方法

说明书

本发明涉及纯化含水醇原料的方法，其包括：a)逆流液‑液萃取步骤，其包括萃取段，所述萃取段在顶部进料有所述含水醇原料和来自步骤b)的中间萃余物的至少一部分，并且在底部进料有萃取溶剂，并且在顶部产生萃取物流，并且在底部产生萃余物，其中所述萃取段在萃取器中在10‑40℃的平均温度下操作；b)逆流液‑液反萃取步骤，其包括反萃取段，所述反萃取段在顶部进料有具有0.5‑5.0的pH的酸性水溶液，并且在底部进料有来自步骤a)的萃取物流，并且在顶部产生萃取物，并且在底部产生中间萃余物，其中所述反萃取段在40‑80℃的平均温度下操作。

技术领域

本发明涉及通过液-液萃取和反萃取处理包含至少水、乙醇和乙醛的原料的方法，所述方法可以最大限度地除去杂质，特别是非极性杂质或具有低极性的杂质，同时优化乙醇和乙醛的回收。

根据本发明的方法可以有利地被集成到也称为Lebedev方法的将乙醇转化为丁二烯的更普遍的方法中。然后，所述方法可以纯化由转化反应器产生的液体流出物，同时改善未转化为丁二烯的乙醇和乙醛的回收。

现有技术

由乙醇生产丁二烯的方法特别是由美国团队在第二次世界大战期间从Ostromilenski的研究开始发展起来的。

在该方法中，单程转化率小于50％，这意味着乙醇和乙醛的显著再循环。此外，产生了种类繁多的具有不同性质(饱和烃、不饱和烃、或芳烃，基于氧的产物，例如醇、酮、醛、酚、酸、酯或醚)且具有极其不同的摩尔质量(50-10000g/mol)的杂质。

因此，需要实施一系列单元操作以除去尽可能多的杂质，同时损失尽可能少的乙醇和乙醛。从经济角度来看，有必要降低丁二烯的生产成本，这要求：

a)损失尽可能少的乙醇和乙醛，

b)在反应器中不将杂质再循环，所述杂质将导致对丁二烯的选择性下降、或将积聚至不可接受的水平，需要排出并由此损失乙醇和乙醛。

在催化反应器的出口处，对所产生的包含丁二烯、乙醇、水、乙醛和杂质的流出物进行若干个单元操作，以将不希望的气态副产物和液体副产物与形成的丁二烯以及与化合物乙醇、水或乙醛(被称为“贵重（noble）”化合物)分离，其中所述液体和气态被理解为处于环境温度和环境压力下。

在环境温度和环境压力下为气态的副产物中，可提及氢气、一氧化碳、二氧化碳和C₁-C₄烯烃和烷烃。有必要从富含丁二烯的流出物中除去这些副产物，以获得具有所需规格的丁二烯产品。在环境温度和环境压力下为液体的副产物中，可提及丙酮、乙醚、丁醛、丁醇、丁酮、乙酸乙酯、巴豆醛和乙酸。其他副产物可在反应区中以更小的量产生。在本文的后续部分中，术语“杂质”将表示许多种烃或基于氧的化合物的这种组合。

在美国团队的首选工艺方案中，乙醇、乙醛、水和液体副产物通过一组三个蒸馏塔分离(专利US 2403742)。富含乙醇、乙醛、水和液体副产物的流出物进料至第一蒸馏塔，在该蒸馏塔中使富含乙醛的流出物与该流出物的其余部分分离。第二蒸馏塔可以使液体副产物与富含乙醇和水的流出物分离。最后的蒸馏塔可以使乙醇与水分离。由Carbide Carbon或Koppers在1940至1960年间提交的方法专利中的大多数 (US 2403743、US2393381、US 2395057和US 2439587)旨在改善方案的这个部分。

在1945年前后观察到所述方法的问题之一是二乙基乙缩醛和/或乙基半缩醛的显著形成，特别是由乙醇与乙醛反应形成，这导致反应物(乙醇、乙醛)的不可忽略的损失，并因此导致丁二烯的收率降低。Toussaint等人(Industrial and Engineering Chemistry，1947年，第39卷，第2期，第120-125页)特别表明每吨形成的丁二烯产生20kg的二乙基乙缩醛。