回收含水乙酸加氫產生的乙醇的方法技術

從粗乙醇產物純化和/或回收乙醇，所述粗乙醇產物由來自含水進料流的乙酸加氫獲得。水的存在沒有顯著影響酸轉化率或乙醇選擇性。此外水的加入使乙醇回收得到改善。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及回收乙醇的方法，特別涉及從含水乙酸進料流的乙酸的加氫回收乙醇的方法。
技術介紹
用于工業用途的乙醇按照常規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)或甘鹿生產。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按照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通過發酵轉化為乙醇。然而，發酵通常用于適合于燃料或人類消費的乙醇的消費性生產。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。在鏈烷酸例如乙酸的還原期間，其它化合物通常隨乙醇一起生成或者以副反應生成。例如，在加氫期間，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會需要昂貴且復雜的系列純化(purification trains)以將雜質從乙醇中分離出。此外，乙酸的加氫通常獲得乙醇和水以及少量副反應產生的雜質和/或副產物。在最大理論轉化率和選擇性下，粗乙醇產物大約可包含72wt. %乙醇和28wt. %水。為形成純化的乙醇，必須從粗乙醇組合物移除許多同時產生的水。此外，當轉化不完全時，未反應的酸會保留在粗乙醇產物中。通常期望從粗乙醇產物除去這種殘余乙酸以獲得純化的乙醇。EP02060553描述了將乙酸加氫制乙醇和通過共同給進水來減少乙酸乙酯(ethylethanoate)的比例的方法。仍需要提高從使鏈烷酸例如乙酸和/或其它含羰基化合物還原獲得的粗產物回收乙醇的回收率。專利技術概述在第一實施方案中，本專利技術涉及生產乙醇的方法，該方法包括以下步驟將乙酸和水引入蒸發器以形成包含O. OOlwt. %-25wt. %水的蒸氣進料流,在反應器中將來自該蒸氣進料流的乙酸加氫以形成包含乙醇和水的粗乙醇產物，以及從該粗乙醇產物回收乙醇。在第二實施方案中，本專利技術涉及生產乙醇的方法，該方法包括以下步驟在反應器中將來自乙酸進料流的乙酸加氫以形成包含乙醇和水的粗乙醇產物，在塔中將至少部分粗乙醇產物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的餾出物，與包含乙酸和水的殘余物，其中所述殘余物中的水與所述餾出物中的水的重量比大于2:1，以及從所述餾出物回收乙醇。在第三實施方案中，本專利技術涉及生產乙醇的方法，該方法包括以下步驟在反應器中將來自乙酸進料流的乙酸加氫以形成包含乙醇和水的粗乙醇產物，將該粗乙醇產物進行分離以得到乙醇產物流和水流，以及將至少部分水流返回到反應器中。附圖說明下面參考附圖詳細地描述本專利技術，其中相同的數字指示類似的部分。圖I是根據本專利技術一個實施方案的加氫系統的示意圖。圖2是本專利技術示例性方法的轉化率和選擇性結果的圖。 專利技術詳述介紹本專利技術涉及回收在催化劑存在下將來自乙酸進料流的乙酸加氫生產的乙醇的方法。特別地，所述乙酸進料流包含乙酸和水。將乙酸進行加氫產生包含通常為等摩爾比的乙醇和水的粗乙醇產物。乙酸進料流中包括水可預期對乙醇生產有害，這是因為水是反應副產物并且在加氫期間不被轉化。然而，現在出人意料且意想不到地發現，將乙酸和水組合給進到加氫反應器基本上不影響乙酸向乙醇的轉化并且有利地提高從所得粗乙醇產物回收乙醇的效率。在一個實施方案中，將水與乙酸組合給進到加氫反應器可以更有效地分離乙醇從而需要較少能量。在一個實施方案中，乙酸進料流包含至多25wt.%的量的水，例如至多20wt.%水，或至多IOwt. %水。就范圍而言，乙酸進料流可以包含O. OOlwt. %-25wt. %,例如2wt. %-20wt. %、0· 5-15wt. %或4 1:· %-10wt. %的水。乙酸進料流的其余部分優選包含乙酸和氫氣，氫氣與乙酸的摩爾比為約100:1-1:100，例如50:1-1:50、20:1-1:2或12:1-1:1。最優選地，氫氣與乙酸的摩爾比大于2:1，例如大于4:1或大于8:1。在一些實施方案中，乙酸進料流還可以包含其它羧酸和酸酐，以及任選的乙醛和/或丙酮。在本專利技術的方法中也可以將這些其它化合物加氫。乙酸進料流中水的存在可以有利地允許使用除冰乙酸外不同等級的乙酸作為原料。此外，乙酸進料流可以從羰基化設備取得，所述羰基化設備不需要將乙酸干燥以除去水，或者使用允許一些水保留在乙酸進料流中的較小或較低能量干燥塔。在一些實施方案中，可以將水與冰乙酸合并以形成乙酸進料流。任選地，可以將冰乙酸與稀乙酸即醋(其可以由發酵產生)混合。水可以得自外部來源或者得自從粗乙醇產物分離出的料流。優選的是，部分水可以得自從粗乙醇產物分離出的料流。出人意料和意想不到地，水以小于25wt. %的量存在不明顯降低乙酸轉化率或乙醇選擇性。就本專利技術而言，術語“轉化率”是指進料中轉化為除乙酸外的化合物的乙酸的量。轉化率按基于進料中乙酸的摩爾百分數表示。選擇性按基于轉化的乙酸的摩爾百分數表示。應理解由乙酸轉化的每種化合物具有獨立的選擇性并且該選擇性不依賴于轉化率。雖然轉化率和乙醇選擇性可隨反應條件和催化劑而變化，但是水的存在不導致乙酸轉化率或乙醇選擇性的顯著改變。在乙醇回收中，可預期粗乙醇產物包含比將冰乙酸加氫產生的水更多的水。當將水從粗乙醇產物分離并與未反應的酸一起再循環回時，由于封閉的環路水可以發生積累。出于說明目的，粗乙醇產物優選包含5-70wt. %乙醇，例如30-70wt. %乙醇或45-70wt. %乙醇，和5-60wt. %水，例如15-60wt. %水或20-60wt. %水。取決于水的再循環，粗乙醇產物中較高量的水是有可能的。有利地，在粗乙醇產物中初始具有較多的水可以降低在初始蒸餾塔中回收乙醇的同時高于水發生沸騰的需要。通常，來自初始蒸餾塔的餾出物中水的量可以較接近于形成乙醇/水共沸物的水的共沸量，優選小于20wt. %或小于12wt. %。乙醇從餾出物中進一步分離還可以由于減少的水量而得到改善。在一個實施方案中，殘余物中的水與餾出物中的水的重量比大于2:1，例如大于4:1或大于6:1。在一些實施方案中，特別在較高的轉化率下，來自第一蒸餾塔的殘余物料流可以具有較少量，例如小于IOwt. %或小于5wt. %的乙酸，這允許在弱酸回收系統中處理殘余物料流或者將其送到反應性蒸餾塔以將酸轉變為酯。乙酸的加氫本專利技術的方法可用于任何生產乙醇的加氫工藝。下文進一步描述了可用于乙酸加氫的材料、催化劑、反應條件和分離方法。 有關本專利技術方法所使用的原料、乙酸和氫氣可以衍生自任何合適的來源，包括天然氣、石油、煤、生物質等。作為實例，可以通過甲醇羰基化、乙醛氧化、乙烯氧化、氧化發酵和厭氧發酵生產乙酸。適合于乙酸生產的甲醇羰基化方法描述于美國專利No. 7，208，624、7，115，772,7,005，541,6,657，078,6,627，770,6, 143，930,5,599，976,5, 144，068、5，026，908、5，001，259和4，994，608中，它們的整個公開內容通過引用并入。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·耶夫蒂奇，V·J·約翰斯頓，T·潘，R·J·沃納，H·魏納，J·T·查普曼，
申請(專利權)人：國際人造絲公司，
類型：
國別省市：