本发明专利技术涉及一种制备乙醇的方法，具体的说是一种由醋酸制备乙醇的方法，包括原料及催化剂，原料为醋酸和氢气，其特征在于催化剂采用Cu基催化剂，将Cu基催化剂装填于反应器中，经220～270℃氢气还原后，将氢气与醋酸以摩尔比10～50：1进料，原料与催化剂接触，在反应温度为180～300℃，反应压力为0.5～6.0MPa，反应时间24h，醋酸质量空速为0.1～0.5h-1的条件下，反应生成乙醇和水，通过产物分离得到乙醇产品。采用的Cu基催化剂有效调节催化剂的酸碱性，能够抑制乙醚的生成，最大程度的将乙酸转化为乙醇，从而具有良好的选择性和稳定性，反应单程转化率高，同时反应条件温和，能耗低，取得良好的技术效果。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种制备乙醇的方法，具体的说是一种由醋酸制备乙醇的方法，包括原料及催化剂，原料为醋酸和氢气，其特征在于催化剂采用Cu基催化剂，将Cu基催化剂装填于反应器中，经220～270℃氢气还原后，将氢气与醋酸以摩尔比10～50：1进料，原料与催化剂接触，在反应温度为180～300℃，反应压力为0.5～6.0MPa，反应时间24h，醋酸质量空速为0.1～0.5h-1的条件下，反应生成乙醇和水，通过产物分离得到乙醇产品。采用的Cu基催化剂有效调节催化剂的酸碱性，能够抑制乙醚的生成，最大程度的将乙酸转化为乙醇，从而具有良好的选择性和稳定性，反应单程转化率高，同时反应条件温和，能耗低，取得良好的技术效果。【专利说明】—种由醋酸制备工业乙醇的方法本专利技术涉及一种制备乙醇的方法，具体的说是。乙醇广泛应用于食品、医药、化工、燃料、国防等行业，作为一种十分重要的清洁燃料和汽油防爆剂组分，可大幅度降低燃烧的污染物排放。据全球可再生燃料联盟和F.0.Licht联合发布了全球乙醇产量年度预测报告，2011年全球乙醇产量约887亿升(2010年为858亿升)，增幅超过3%，60%的乙醇用于汽车燃料。美国是目前燃料乙醇生产的第一大国，2006年美国乙醇产量为194.72亿升，2007年乙醇产能达到253.88亿升/年，另有308.47亿升/年的产能在建，总产能达到562.35亿升/年。巴西由于其得天独厚的原料(甘蔗)优势，产量仅次于美国，生产工艺最无争议，成为全球最大的燃料乙醇出口国，产能也快速增长。传统的乙醇生产主要依靠粮食发酵，成本高、效率低，由于影响全球的粮食平衡，遭到多数国家反对。采用生物质(纤维素)发酵制乙醇，原料丰富、价廉，但集输和产品分离成本较高，且技术尚有待进一步完善成熟。目前煤制乙醇的工艺路线主要分为3种:一是合成气直接制乙醇；二是合成气生物法制乙醇，即以合成气(包括含一氧化碳和氢气的废气)经微生物发酵生产乙醇；三是合成气经醋酸加氢制乙醇。合成气生物法制乙醇，由于发酵需要停留长，难以连续化生产，成本较高；合成气直接制乙醇，转化率和选择性低，产品为混合物，需要提纯，技术仍处于研发阶段。因此，在煤制乙醇的路线中，合成气经醋酸加氢制乙醇的技术路线由于 选择性高，成本相对较低，易于大型化合规模化，具有良好的发展前景。2011年I月Celanese公司公开了利用钼/锡催化剂从醋酸选择性加氢生产乙醇的TCXTM专利技术。该公司表示，采用TCXTM工艺生产乙醇的成本相当于以60美元/桶的原油生产汽油的成本，计划在美国德克萨斯的Clear Lake建设一套4万吨/年的天然气制乙醇装置，预计2012年底投产；主要用于生产燃料乙醇。我国是全球第二大的汽油生产和消费国，2011年我国汽油的产量达8141.1万吨，表观消费量达7738.0万吨，预计2020年汽油消费量将达到1.2亿吨，柴油需求量为2.33亿吨。我国能源结构的特点是:富煤、贫油、少气，我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为I万亿吨，占世界总储量的11%，而石油、天然气仅占全球份额分别为2.4%、1.2%。2010年中国一次能源生产构成:原煤77.4%，原油9.7%，天然气4.3%，一次电力8.6%。在高油价时代，燃料替代是保障国家能源安全和降低成本有效途径之一。研究表明，使用ElO车用乙醇汽油(乙醇10%)，辛烷值可提高3%，可减排C025~30%，减排C02约10%。因此，发展乙醇汽油对改善环境、实现可持续发展具有重要意义。目前我国每年消费约300万吨乙醇，并正在以年均8%~10%的速度快速增长。2002年6月到2003年6月开展并完成了燃料乙醇的试点，2004年2月，国家发改委等八部门联合颁布了《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》，把推广使用乙醇汽油作为国家的一项战略性举措。目前我国生物燃料乙醇技术已成熟，黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、河北、山东、江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。国内95%以上的乙醇采用粮食发酵法生产，随着燃料乙醇产业的发展和需求量的不断增长，致使粮食供应日渐紧张，价格急涨，生产成本上升。未来燃料乙醇的发展应“不与人争粮，不与粮争地”。现在我规定可在汽油中添加10%的乙醇，若按此比例计算，推广至全国范围，我国燃料乙醇需求量约为6.6X 106t/a (按我国汽油需求为6.6 X 107t/a计)。而目前我国主要的5家燃料乙醇生产企业总生产能力才1.42X 106t/a(见表1)，因此燃料乙醇的市场潜力巨大。表1我国主要燃料乙醇生产企业情况(万吨/年)【权利要求】1.，包括原料及催化剂，原料为醋酸和氢气，其特征在于催化剂采用Cu基催化剂，所述Cu基催化剂以重量百分比计由以下组分构成:15.0~40.0%Cu或其氧化物，10.0~25.0%Ζη或其氧化物，1.0~10.0%Μη或其氧化物，1.0~15.0%A1203，15.0 ~40%Si02，0.5 ~5.0% 选自 Co、Ce、La、Mg、Ba 或其氧化物中的至少一种；将Cu基催化剂装填于反应器中，经220~270°C氢气还原后，将氢气与醋酸以摩尔比10~50:1进料，原料与催化剂接触，在反应温度为180~300°C，反应压力为0.5~6.0MPa，反应时间24h，醋酸质量空速为0.1~0.51 1的条件下，反应生成乙醇和水，通过产物分离得到乙醇产品。2.根据权利要求1所述，其特征在于:反应温度为220~260°C ;反应压力为1.0~4.0MPa03.根据权利要求1所述，其特征在于:醋酸的质量空速为0.1~0.41 1 ;氢气与醋酸的摩尔比为20~40:1。4.根据权利要求1或3所述，其特征在于:原料中醋酸以纯醋酸或醋酸溶液的形式进料，醋酸的浓度以重量百分比计为50~100%，进料量为0.2 ~0.6ml/min,氢气流量 3500 ~5000ml/min。5.根据权利要求1所述，其特征在于:所述Cu基催化剂以重量百分比计由以下组分构成:15.0~35.0%Cu或其氧化物；15~20.0%Ζη或其氧化物;1.0 ~10.0%Μη 或其氧化物;5.0 ~15.00Ml2O3 ; 15.0 ~30.0%Si02 ;1.0 ~5.0%选自 Co、Ce、La、Mg、Ba或其氧化物中的至少一种。6.根据权利要求1所述，其特征在于:所述Cu基催化剂的制备包括以下步骤:将40%硅溶胶和15%铝溶胶于1.0-1.2L中水中加热至70-85°C形成溶液I，或称取一定量Al2O3加入到1.0L中水中加热至80°C形成溶液I ;将所需量的选自含Cu、Zn、Co、Ce、La、Mg、Ba、Al和Mn可溶性物溶于1.0L水中，在75_80°C油浴中加热搅拌形成溶液2 ;以1.0mol/L碳酸钠水溶液或1.0mol/L碳酸钾水溶液或氨水为溶液3 ;溶液2和溶液3同时滴入溶液I中并控制pH值6.5-10得到沉淀物，滴加完全后经过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型后得到Cu基催化剂。7.根据权利要求6所述，其特征在于:将所需量的选自含 Cu、Zn、Co、Ce、La、Mg、Ba、Al 和 Mn 可溶性物为 Cu(NO3)2.3H20、Zn(N本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王立卓，
申请(专利权)人：上海海源化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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