[發明專利]酸和醇的整合生產方法

無效

• 申請號: 201210599031.4
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103183584A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 戴維·李;林肯·薩拉戈;馬可·O·斯凱特斯;羅納爾德·D·沙維爾;詹姆斯·津克;雷蒙德·吉諾比爾
• 申請（專利權）人: 國際人造絲公司
• 主分類號: C07C31/08
• 分類號: C07C31/08;C07C29/149;C07C53/08;C07C51/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

發明領域

本發明總體上涉及酸和醇的整合生產方法，且特別地，涉及對來自羰基化方法的乙酸進料物流進行整合的乙醇生產方法。使用還原處理可獲得乙酸進料物流。

發明背景

用于工業用途的乙醇常規地由石油化工原料例如油、天然氣或煤生產，由原料中間體例如合成氣生產，或者由淀粉質材料或纖維素材料例如玉米(corn)或甘蔗生產。由石油化工原料以及由纖維素材料生產乙醇的常規方法包括乙烯的酸催化水合、甲醇同系化、直接醇合成和費-托合成。石油化工原料價格的不穩定性促使常規生產的乙醇成本波動，在原料價格升高時使對乙醇生產的替代來源的需要比以往更大。淀粉質材料以及纖維素材料常通過發酵轉化為乙醇。然而，發酵通常用于乙醇的消費性生產，其適合于燃料或人類消費。此外，淀粉質或纖維素材料的發酵與食品來源構成競爭并且對用于工業用途所可生產的乙醇的量施加了限制。

通過鏈烷酸和/或其它含羰基化合物的還原生產乙醇得到廣泛研究，在文獻中提及了催化劑、載體和操作條件的各種組合。在鏈烷酸例如乙酸還原期間，其它化合物通常與乙醇一起形成或者在副反應中形成。例如，在加氫過程中，產生的酯與乙醇和/或水一起形成難以分離的共沸物。這些雜質可限制乙醇的生產并且可能需要將乙醇和該雜質分離的昂貴且復雜的純化組列。乙酸加氫也通常產生乙醇和水并伴隨少量副反應-生成的雜質和/或副產物。基于理論上的最大轉化率和選擇性，粗乙醇產物將包含約72wt％的乙醇和28wt％的水。為了形成純化的乙醇，需要從粗乙醇組合物移除許多共-產生的水。此外，當轉化不完全時，未反應的酸可保留在粗乙醇產物中。通常期望從粗乙醇產物除去該殘余的乙酸以獲得純化的乙醇。

文獻中提出用于乙酸生產和加氫整合的一些方法。通常，乙酸生產產生具有小于1500wppm水的冰醋酸。

之前的文獻討論多種整合方法。例如，美國專利號7,884,253公開了用于從合成氣選擇性生產乙醇的方法和設備。該合成氣衍生自纖維素生物質(或其它來源)且可被催化轉化為甲醇，甲醇進而能夠被催化轉化為乙酸或乙酸酯。通過取出液體反應組合物并通過一個或多個閃蒸器和/或分餾階段將乙酸產物與液體反應組合物的其它組分(例如為保持在液體反應組合物中它們的含量而可再循環至反應器的銥催化劑，釕和/或鋨和/或銦促進劑，甲基碘，水和未消耗的反應物)分離從而可將乙酸產品從反應器移出。

EP02060553公開了一種用于將碳質原料轉化為乙醇的方法，其中首先將碳質原料轉化為乙酸，然后將乙酸加氫并轉化為乙醇。

美國專利號4,497,967公開了用于從甲醇，一氧化碳和氫氣原料制備乙醇的整合方法。該方法使乙酸酐中間體酯化形成乙酸乙酯和/或乙醇。

美國專利號7,351,559公開了用于生產乙醇的方法，該方法包括將生化及合成轉化的組合導致高產量的乙醇生產，同時聯產高價值副產物。從碳水化合物如玉米通過酶研磨和發酵步驟生產乙酸中間體，隨后通過使用酯化和加氫反應將乙酸轉化為乙醇。

在甲醇羰基化中，存在減少純化組列的提議。美國公布號2010/0145097描述了在配備有蒸餾塔的閃蒸罐內對乙酸反應混合物進行閃蒸和蒸餾。WO公布號2010/030320描述了用于生產乙酸的方法，其中取消了閃蒸罐的使用。CN200910089323.1描述了乙酸生產方法，該方法將常規的輕餾分脫除塔和脫水塔的功能組合，并在一個精餾塔中進行相同的組合。

因此，仍然需要對乙酸生產和乙醇生產的整合進行改進。

發明概述

在第一實施方案中，本發明涉及用于生產乙醇的方法，該方法包括在包含反應介質的反應器中使一氧化碳與至少一種反應物反應以產生包含乙酸的液體反應產物的步驟。該反應介質包括水、乙酸、乙酸甲酯、鹵素促進劑、和第一催化劑。該方法還包括將來自反應器的液體反應產物直接給進到蒸餾塔，并從該蒸餾塔取出塔頂餾出物物流和液體乙酸側線物流的步驟。塔頂餾出物物流包含乙酸甲酯和/或鹵素促進劑。該方法還包括在第二催化劑的存在下，和在有效形成包含乙醇和水的粗乙醇產物的條件下，使液體乙酸側線物流的乙酸進行加氫。該方法還包括從粗乙醇產物回收乙醇的步驟。

在另一個實施方案中，本發明涉及用于生產乙醇的方法。該方法包括以下步驟：從羰基化方法的蒸餾塔取出純化的乙酸側線物流，其中該純化的乙酸基本不含夾帶的金屬。該方法還包括在催化劑存在下，在有效形成包含乙醇和水的粗乙醇產物的條件下使純化的乙酸側線物流的乙酸進行加氫的步驟。該方法還包括從粗乙醇產物回收乙醇的步驟。

附圖說明