使用膜回收乙醇的方法技術

使用膜和/或蒸餾塔的各種組合從由乙酸加氫獲得的粗乙醇產物回收乙醇。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉引用本申請要求2011年4月26日提交的美國申請No.13/094,691和2010年7月9日提交的美國臨時申請No.61/363,089的優先權，通過引用將其全文并入本文。專利
本專利技術總體上涉及生產乙醇的方法，且特別涉及使用膜回收乙醇的低能量方法。專利技術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，這使對乙醇生產的替代來源的需要比以往更大。通過發酵將淀粉質材料以及纖維素材料轉化為乙醇。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，且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，其它化合物隨乙醇一起生成或者在副反應生成。這些雜質限制了乙醇的生產和從這類反應混合物的回收。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。此外，當轉化不完全時，未反應的酸保留在粗乙醇產物中，必須將其加以移除以回收乙醇。EP02060553描述了一種將烴轉化為乙醇的方法，所述方法包括將烴轉化為醋酸和將醋酸加氫得到醇。將來自加氫反應器的料流進行分離以獲得乙醇料流與乙酸和乙酸乙酯料流，將所述乙酸和乙酸乙酯料流再循環到加氫反應器。還已知用于其它類型乙醇生產工藝的乙醇回收系統。例如美國公開No.2008/0207959描述了一種使用氣體分離膜單元將水與乙醇分離的方法。可以使用氣體分離膜單元，例如通過一個或多個蒸餾塔或分子篩，從已部分脫水的發酵液除去水。使用膜和蒸餾塔的另外系統描述于美國專利No.7,732,173；7,594,981；和4,774,365中，通過引用將它們全文并入本文。還參見Huang等的“Low-Energy?Distillation-Membrane?Separation?Process”，Ind.Eng.Chem.Res.,Vol.40(2010),3760-68頁中，通過引用將其全文并入本文。仍需要改進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方法。專利技術概述在第一實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇、乙酸和水的粗乙醇產物；在蒸餾塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇和水的餾出物，和包含乙酸和水的殘余物；以及將至少部分所述餾出物料流送至一個或多個膜以獲得乙醇料流和水料流。在第二實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇、乙酸乙酯和乙酸的粗乙醇產物；在蒸餾塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇和乙酸乙酯的餾出物，和包含乙酸的殘余物；以及將至少部分所述餾出物料流送至一個或多個膜以獲得乙醇料流和乙酸乙酯料流。在第三實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇、乙酸乙酯、水和乙酸的粗乙醇產物；在第一蒸餾塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇、乙酸乙酯和水的第一餾出物，和包含乙酸的第一殘余物；且在第二蒸餾塔中將至少部分第一餾出物分離成包含乙酸乙酯的第二餾出物，和包含乙醇和水的第二殘余物；以及將至少部分第二殘余物料流送至一個或多個膜以獲得乙醇料流和水料流。在第四實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇、乙酸和水的粗乙醇產物；將至少部分所述粗乙醇產物送至第一膜以分離出包含乙酸的第一滲透物料流和包含乙醇和水的第一滲余物料流；將第一滲余物料流送至第二膜以分離出包含水的第二滲透物料流和包含乙醇的第二滲余物料流。在第五實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產物，在至少一個蒸餾塔中將至少部分所述粗乙醇產物進行分離以形成衍生物料流，以及將至少部分所述衍生物料流送至至少一個膜以分離出包含乙醇的料流。在第六實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產物，將至少部分所述粗乙醇產物送至至少一個膜以分離出至少一種料流，以及在至少一個膜蒸餾塔中將所述至少一種料流的至少一部分進行分離以形成包含乙醇的衍生物料流。在第七實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產物，以及將至少部分所述粗乙醇產物送至至少一個膜以分離出包含乙醇的料流。在第八實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：提供包含乙醇和水的粗乙醇產物，其中乙醇的量為15wt.%-70wt.%，在至少一個蒸餾塔中將至少部分所述粗乙醇產物進行分離以形成衍生物料流，以及將至少部分所述衍生物料流送至至少一個膜以分離出包含乙醇的料流。在第九實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：提供包含乙醇和水的粗乙醇產物，其中乙醇的量為15wt.%-70wt.%，將至少部分所述粗乙醇產物送至至少一個膜以分離出滲余物料流，以及在至少一個膜蒸餾塔中將至少部分所述滲余物料流進行分離以形成包含乙醇的衍生物料流。在第十實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：提供包含乙醇和水的粗乙醇產物，其中乙醇的量為15wt.%-70wt.%，以及將至少部分所述粗乙醇產物送至至少一個膜以分離出包含乙醇的滲余物料流。在第十一實施方案中，本專利技術涉及一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇和水的粗乙醇產物，在蒸餾塔中至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇和水的餾出物，和包含水的殘余物，將至少部分所述餾出物送至第一膜以分離出包含水的第一滲透物，和本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.09 US 61/363,089;2011.04.26 US 13/094,6911.一種生產乙醇的方法，所述方法包括以下步驟：
在反應器中于催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇、乙酸和水
的粗乙醇產物；
在蒸餾塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇和水的餾
出物，和包含乙酸和水的殘余物；和
將至少部分餾出物料流送至一個或多個膜以獲得乙醇料流和水料
流。
2.權利要求1的方法，其中所述粗乙醇產物包含15wt.%-70wt.%
乙醇。
3.權利要求1的方法，其中所述乙醇料流包含大于85wt.%的量
的乙醇。
4.權利要求1的方法，所述方法還包括將部分水料流返回到蒸餾
塔中。
5.權利要求1的方法，所述方法還包括將部分所述殘余物進行分
離以獲得再循環到反應器的乙酸料流。
6.權利要求1的方法，所述方法還包括以下步驟：
在一個或多個對氫氣具有選擇性的膜中將至少部分所述粗乙醇產
物進行分離以產生粗乙醇產物的氫氣料流和滲余物料流；
將所述氫氣料流返回到反應器；和將至少部分所述滲余物料流引
入到蒸餾塔中。
7.權利要求1的方法，其中所述乙酸由甲醇和一氧化碳形成，其

\t中甲醇、一氧化碳和用于加氫步驟的氫氣各自衍生自合成氣，并且其
中所述合成氣衍生自選自天然氣、油、石油、煤、生物質和它們的組
合的碳源。
8.一種生產乙醇的方法，所述方法包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：V·J·約翰斯頓，D·李，A·奧羅斯科，L·薩拉戈，T·黑爾，R·沃爾拉布，
申請(專利權)人：國際人造絲公司，
類型：
國別省市：