[發(fā)明專利]用于乙醇生產(chǎn)和水平衡控制的整合方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210599121.3
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103172493A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 維克多·J·約翰斯頓;馬可·O·斯凱特斯;羅納爾德·D·沙維爾;雷蒙德·吉諾比爾
• 申請（專利權(quán)）人: 國際人造絲公司
• 主分類號: C07C31/08
• 分類號: C07C31/08;C07C29/149;C07C51/15;C07C53/08
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 汪宇偉

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于生產(chǎn)乙醇的方法。特別地，本發(fā)明涉及由甲醇經(jīng)乙酸中間體生產(chǎn)乙醇的方法，其中將在乙醇合成步驟形成的水再循環(huán)至乙酸合成步驟以維持羰基化方法中的水平衡。

發(fā)明背景

用于生產(chǎn)乙酸的重要方法是在液體反應(yīng)介質(zhì)中烷基醇，特別是甲醇，及其反應(yīng)性衍生物與一氧化碳的羰基化。在商業(yè)方法中，反應(yīng)的羰基化速率主要取決于水濃度，且因此，將乙酸生產(chǎn)過程中反應(yīng)混合物中的水的水平維持在控制的范圍內(nèi)以保持高反應(yīng)速率是重要的。在一些商業(yè)方法中，添加的水以對反應(yīng)速率產(chǎn)生有利效果并且如美國專利號3,769,329中所述維持水濃度為14-15wt.％。這通常被稱作“高水”羰基化方法。在其它“低水”羰基化方法中，如美國專利號5,001,259，5,026,908和5,144,068中所述，使用低于14wt.％的水濃度。在低水羰基化方法中，可通過優(yōu)化基于甲烷化反應(yīng)和水煤氣變換反應(yīng)的反應(yīng)條件來控制水，如美國專利號7,005,541中所述。無論在高水或低水羰基化方法中，一旦控制了水平衡，當(dāng)純化乙酸時將水連續(xù)返回到反應(yīng)介質(zhì)以維持水平衡。擾亂水平衡可對羰基化反應(yīng)速率產(chǎn)生不利影響。

在文獻中已提出用于由甲醇優(yōu)選經(jīng)乙酸中間體形成乙醇的整合方法。一般地，乙酸中間體的生產(chǎn)通過分離水和乙酸而產(chǎn)生具有小于1500wppm水的冰醋酸。例如，美國專利號7,884,253公開了用于從合成氣選擇性生產(chǎn)乙醇的方法和設(shè)備。該合成氣衍生自纖維素生物質(zhì)(或其它來源)且可被催化轉(zhuǎn)化為甲醇，甲醇進而能夠被催化轉(zhuǎn)化為乙酸或乙酸酯。通過取出液體反應(yīng)組合物并通過一個或多個閃蒸器和/或分餾階段將乙酸產(chǎn)物與液體反應(yīng)組合物的其它組分(例如為保持在液體反應(yīng)組合物中它們的含量而可再循環(huán)至反應(yīng)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(yīng)物)分離從而可將乙酸產(chǎn)品從反應(yīng)器移出。

EP2060553公開了一種用于將碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為乙醇的方法，其中首先將碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)化為乙酸，然后將乙酸加氫轉(zhuǎn)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(chǎn)乙醇的方法，該方法包括將生化及合成轉(zhuǎn)化的組合導(dǎo)致高產(chǎn)量的乙醇生產(chǎn)，同時聯(lián)產(chǎn)高價值副產(chǎn)物。從碳水化合物如玉米通過酶研磨和發(fā)酵步驟生產(chǎn)乙酸中間體，隨后通過使用酯化和加氫反應(yīng)將乙酸轉(zhuǎn)化為乙醇。

因此，仍然需要對乙酸生產(chǎn)和乙醇生產(chǎn)整合進行改進。

發(fā)明概述

本發(fā)明涉及用于從甲醇，優(yōu)選經(jīng)乙酸中間體生產(chǎn)乙醇的整合方法。

在一個實施方案中，本發(fā)明是用于產(chǎn)生水物流的方法。該方法包括使乙酸進料物流加氫生成粗乙醇產(chǎn)物的步驟。該粗乙醇產(chǎn)物優(yōu)選包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸。該方法還包括在至少一個塔中將至少一部分粗乙醇產(chǎn)物分離為包含乙醇的餾出物和包含水物流的殘余物的步驟。將水導(dǎo)向乙酸生產(chǎn)方法，優(yōu)選用于反應(yīng)介質(zhì)中。

在另一個實施方案中，本發(fā)明是包括以下步驟的方法：在羰基化催化劑存在下在有效形成乙酸的條件下于羰基化系統(tǒng)中使甲醇羰基化；在加氫催化劑存在下于加氫系統(tǒng)中使乙酸加氫生成包含乙醇和水的粗乙醇產(chǎn)物；將乙醇和水分離以形成乙醇物流和水物流；并將至少一部分水物流導(dǎo)向羰基化系統(tǒng)。

在又一個實施方案中，本發(fā)明是包括以下步驟的方法：在包含反應(yīng)介質(zhì)的第一反應(yīng)器中使一氧化碳與至少一種反應(yīng)物反應(yīng)以生產(chǎn)包含乙酸的反應(yīng)溶液，其中至少一種反應(yīng)物選自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚以及它們的混合物，和其中反應(yīng)介質(zhì)包含水、乙酸、甲基碘和第一催化劑；在加氫催化劑存在下于加氫系統(tǒng)中使乙酸加氫生成包含乙醇和水的粗乙醇產(chǎn)物，將乙醇和水分離以形成乙醇物流和水物流；并將至少一部分水物流導(dǎo)向羰基化系統(tǒng)。

仍在又一個實施方案中，本發(fā)明是用于產(chǎn)生水物流的方法，該方法包括以下步驟：提供包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸的粗乙醇產(chǎn)物，將至少一部分粗乙醇產(chǎn)物分離為乙醇物流和水物流，其中該水物流基本不包含除乙酸外的有機雜質(zhì)，并將至少一部分水物流導(dǎo)向羰基化系統(tǒng)。

附圖說明

下面參考附圖詳細地描述本發(fā)明，其中相同的數(shù)字指示類似的部分。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案從甲醇經(jīng)乙酸中間體形成乙醇的整合系統(tǒng)的示意圖。

圖2是依據(jù)本發(fā)明一個實施方案的示例性的整合的羰基化和加氫方法示意圖。

圖3是依據(jù)本發(fā)明實施方案的具有四個塔的加氫方法示意圖。