用于醇生产的液体酯化制造技术

从由乙酸加氢获得的粗乙醇产物纯化和/或回收乙醇。利用粗乙醇混合物的分离和纯化方法以允许回收乙醇和除去杂质。此外，所述方法涉及将从粗乙醇产物分离的乙醛返回到反应器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及乙醇的生产，特别涉及将衍生自粗乙醇产物的液体料流酯化以提高乙醇回收效率的方法。
技术介绍
用于工业用途的乙醇常规地由石油化工原料例如油、天然气或煤生产，由原料中间体例如合成气生产，或者由淀粉质材料或纤维素材料例如玉米(corn)或甘蔗生产。由石油化工原料以及由纤维素材料生产乙醇的常规方法包括乙烯的酸催化水合、甲醇同系化、直接醇合成和费-托合成。石油化工原料价格的不稳定性促使常规生产的乙醇成本波动，在原料价格升高时，这使得对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。通过发酵将淀粉质材料以及纤维素材料转化为乙醇。然而，发酵通常用于适合于燃料或人类消费的乙醇的消费性生产。此外，淀粉质或纤维素材料的发酵与食品来源构成竞争并且对用于工业用途所可生产的乙醇的量施加了限制。通过链烷酸和/或其它含羰基化合物的还原生产乙醇得到广泛研究，在文献中提及了催化剂、载体和操作条件的各种组合。在链烷酸例如乙酸的还原期间，其它化合物随乙醇一起生成或者在副反应生成。这些杂质限制了乙醇的生产和从这类反应混合物的回收。例如，在加氢期间，产生的酯与乙醇和/或水一起形成难以分离的共沸物。此外，当转化不完全时，未反应的酸保留在粗乙醇产物中，必须将其加以移除以回收乙醇。EP02060553描述了一种将烃转化为乙醇的方法，所述方法包括将烃转化为醋酸和将醋酸加氢得到醇。将来自加氢反应器的料流进行分离以获得乙醇料流和乙酸和乙酸乙酯料流，将所述乙酸和乙酸乙酯料流再循环到加氢反应器。EP02060555描述了一种使醋酸和醇酯化形成醋酸酯的方法。将所述醋酸酯加氢以生产乙醇。仍需要提高从使链烷酸例如乙酸和/或其它含羰基化合物还原获得的粗产物回收乙醇的回收率。专利技术概述在第一实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法,所述方法包括在第一反应器中将来自乙酸进料流的乙酸加氢以产生粗产物；从所述粗产物移出一种或多种不凝性气体以获得液体料流；在第二反应器中使所述液体料流中的乙酸和乙醇反应以产生包含乙醇和乙酸乙酯的富酯料流；以及从所述富酯料流回收乙醇。第一反应器的操作温度为125°C _350°C，第二反应器的操作温度比第一反应器低并且可以为10°C _150°C。在第二实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括提供包含乙醇、乙酸乙酯、不凝性气体和乙酸的粗乙醇产物；从所述粗产物移出一种或多种不凝性气体以获得液体料流；使所述液体料流中的乙酸和乙醇反应以产生包含乙醇和乙酸乙酯的富酯料流；以及从所述富酯料流回收乙醇。在第三实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括在第一反应器中将来自乙酸进料流的乙酸加氢以产生粗乙醇产物；将部分所述粗乙醇产物进行分离以产生包含水的含水料流与液体粗乙醇产物料流；在第二反应器中使所述液体粗乙醇产物料流中的乙酸和乙醇反应以产生富酯料流；以及从所述富酯料流回收乙醇。在第四实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括提供包含乙醇、乙酸乙酯、水和乙酸的粗乙醇产物；将部分所述粗乙醇产物进行分离以产生包含水的含水料流与液体粗乙醇产物料流；使所述液体粗乙醇产物料流中的乙酸和乙醇反应以产生富酯料流；以及从所述富酯料流回收乙醇。附图说明 下面参考附图详细地描述本专利技术，其中相同的数字指示类似的部分。附图I是根据本专利技术一个实施方案的具有液体酯化反应器的反应系统的示意图。附图2是根据本专利技术一个实施方案的在酯化之前移出水的反应系统的示意图。附图3是根据本专利技术一个实施方案的加氢系统的示意图。专利技术详述介绍本专利技术涉及回收在催化剂存在下将乙酸加氢生产的乙醇的方法。从包含乙醇、未反应的乙酸、任选乙酸乙酯、以及杂质例如乙醛和一种或多种乙缩醛的混合物的粗乙醇产物回收乙醇。混合物中未反应乙酸的浓度可以根据在加氢反应期间的乙酸转化率而变动。从粗反应混合物分离未反应的乙酸需要另外的能量。为了改善乙醇的回收，在一个实施方案中，本专利技术包括以下步骤在液相中，将粗乙醇产物中所含的未反应的乙酸酯化以降低该未反应乙酸的浓度，且因此提高乙酸的总转化率。以这种方式，因为由此得到的粗乙醇组合物将包含较少的乙酸,所以可以有利地减少乙醇回收所需的能量。优选在气相中进行加氢反应，并将粗乙醇产物冷凝为液体料流(其也可以称作粗乙醇产物)。在优选实施方案中，将轻组分例如残留氢气作为蒸气料流从粗乙醇产物移出。在根据本专利技术的方法中，任选在如上文所述移出蒸气料流后，在包含酯化催化剂，优选酸催化剂的次级反应器中将液体料流进行酯化。任选地，在次级反应器中将液体料流随同所回收乙醇的再循环部分一起进行酯化。在另一个实施方案中，在酯化之前将大部分的水从液体料流移出。在加氢反应中，甚至在相对高的转化率例如大于90wt. %时，粗乙醇产物中仍可存在显著量的未反应的乙酸。虽然有可能提高转化率，但是可能不会将未反应酸的量降低到期望的水平。就本专利技术而言，术语“转化率”是指进料中转化为除乙酸外的化合物的乙酸的量。转化率按基于进料中乙酸的摩尔百分数表示。选择性按基于转化的乙酸的摩尔百分数表示。应理解由乙酸转化的每种化合物具有独立的选择性并且该选择性不依赖于转化率。出人意料和意想不到地，使未反应的酸随同较少部分的乙醇酯化，允许提高乙醇的回收并且减少总能量需求。液体酯化附图I显示了根据本专利技术一个实施方案的反应系统100，所述系统包含加氢反应器101和次级酯化反应器102。将包含乙酸和氢气的乙酸进料流103导向加氢反应器101。反应器101产生粗乙醇产物104，将其冷凝并然后在闪蒸器105中分离成液体料流106 (液体粗乙醇产物)和蒸气料流107。可以将蒸气料流107返回到反应器101。取决于乙酸转化率，液体料流106可包含未反应的乙酸。优选地，乙酸转化率大于60%，例如大于80%、大于90%或大于95%。当然，为了进行所期望的酯化反应，粗乙醇产物中应存在一些量的未反应的乙酸。在一个实施方案中，液体料流106可以包含小于40wt. %，例如小于20wt. %或小于IOwt. %的未反应的乙酸。就范围而言，液体料流106可包含l-40wt. %，例如3-35wt. %或5-20wt.%的未反应的乙酸。将液体料流106给进到酯化反应器102。在酯化反应器102中优选使未反应的乙酸与乙醇反应以形成乙酸乙酯，因此获得富酯料流108。富酯料流108比液体料流106包含较多的乙酸乙酯，例如多至少5wt. %的乙酸乙酯、多至少IOwt. %的乙酸乙酯或多至少20wt. % 的乙酸乙酯。此外，富酯料流108优选比液体料流106包含较少的乙酸。在一个实施方案中，富酯料流108包含小于IOwt. %，例如小于5wt. %或小于Iwt. %的未反应的乙酸。就范围而言，富酯料流108可以包含O. Ol-IOwt. %，例如O. 05-5wt. %或O. 05-lwt. %的未反应的乙酸。作为酯化的结果，在两个反应器101和102中的乙酸总转化率可以大于90%，例如大于95%或大于99%。在表I中提供了附图I中富酯料流108的示例性组成范围。— ,__富酯料流(齡園I)_浓度(wt.%)浓度(wt.%)浓度《wt.%) TM 5^7010-6015-50 ZM0.05-50.05-1ic 5^355^3010-30 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·耶夫蒂奇，V·J·约翰斯顿，L·萨拉格尔，R·J·沃纳，H·魏纳，T·霍顿，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：