具有水脱除的降低能量的醇分离方法技术

本发明专利技术涉及使用降低能量的方法从乙酸加氢获得的粗乙醇产物回收醇，特别地乙醇。可将粗乙醇产物给进到蒸馏塔，其中将大部分水和乙酸一起脱除于残余物中。使用变压吸附装置、分子筛和/或膜可脱除另外的水。也可使用乙醇抽提以减少循环物流中的乙醇浓度。

【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用于生产醇的方法，且特别地涉及具有水脱除步骤的用于回收乙醇的降低能量的方法。
技术介绍
用于工业用途的乙醇常规地由有机原料例如石油、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)和甘蔗生产。由有机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。有机原料价格的不稳定性促使常规生产的乙醇成本波动，在原料价格升高时使对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。淀粉质材料以及纤维素材料通过发酵转化为乙醇。然而，发酵通常用于乙醇的消费性生产，其适合于燃料或人类消费。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。在链烷酸例如乙酸还原期间，其它化合物与乙醇一起形成或在副反应中形成。这些杂质限制了从这样的反应混合物生产和回收乙醇。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，为回收乙醇需将其除去。EP02060553描述了将烃转化为乙醇的方法，该方法包括将烃转化为乙酸和将乙酸加氢得到乙醇。将来自加氢反应器的物流进行分离以获得乙醇物流以及乙酸和乙酸乙酯的物流，将所述乙酸和乙酸乙酯物流再循环到加氢反应器。美国专利号7，842，844描述了在颗粒催化剂存在下将烃转化为乙醇和任选的乙酸时用于改进选择性和催化剂活性以及操作寿命的方法，所述转化的进行经由合成气产生的中间步骤。仍需要改善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方法。
技术实现思路
在第一实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:使来自乙酸进料物流的乙酸在反应器中加氢以形成包含乙醇，乙酸乙酯，乙酸，和水的粗乙醇产物，在塔中将至少部分粗乙醇产物分离为包含乙醇， 乙酸乙酯，和至少5wt.%水的第一馏出物，和包含乙酸和水的第一残余物，其中将给进到塔的粗乙醇产物中的大部分水脱除于第一残余物中，在第二蒸馏塔中将至少部分第一馏出物分离为包含乙醇和水的第二残余物，和包含乙酸乙酯的第二馏出物，和使用水脱除装置从第二残余物脱除水以形成乙醇产物物流，条件是在第二蒸馏塔之前没有将水从第一馏出物脱除，该水脱除装置选自吸附装置，膜，分子筛，和它们的组合。在一个实施方案中，将粗乙醇产物中30-90%，和优选至少50%的水脱除于第一残余物物流中。可将第二残余物的蒸气部分给进到水脱除装置。在第二实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:提供包含乙醇，乙酸乙酯，乙酸，和水的粗乙醇产物；在塔中将至少部分粗乙醇产物分离为包含乙醇，乙酸乙酯，和至少5wt.%水的第一馏出物，和包含乙酸和水的第一残余物，其中将给进到塔的粗乙醇产物中的大部分水脱除于第一残余物中；在第二蒸馏塔中将至少部分第一馏出物分离为包含乙醇和水的第二残余物，和包含乙酸乙酯的第二馏出物；和使用水脱除装置从第二残余物脱除水以形成乙醇产物物流，条件是在第二蒸馏塔之前没有将水从第一馏出物脱除，该水脱除装置选自吸附装置，膜，分子筛，和它们的组合。在第三实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:使来自乙酸进料物流的乙酸在反应器中加氢以形成包含乙醇，乙酸乙酯，乙酸，和水的粗乙醇产物，在塔中将至少部分粗乙醇产物分离为包含乙醇，乙酸乙酯，和至少5wt.%水的第一馏出物，和包含乙酸和水的第一残余物，其中将给进到塔的粗乙醇产物中的大部分水脱除于第一残余物中；在第二蒸馏塔中将至少部分第一馏出物分离为包含乙醇和水的第二残余物，和包含乙酸乙酯的第二馏出物，和使用水脱除装置从第二残余物的蒸气部分脱除水以形成乙醇产物物流，该水脱除装置选自吸附装置，膜，分子筛，和它们的组合。在第四实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:使来自乙酸进料物流的乙酸在反应器中加氢以形成包含乙醇，乙酸乙酯，乙酸，和水的粗乙醇产物；在塔中将至少部分粗乙醇产物分离为包含乙醇，乙酸乙酯，和至少5wt.%水的第一馏出物，和包含乙酸和水的第一残余物，其中将给进到塔的粗乙醇产物中的大部分水脱除于第一残余物中；在第二蒸馏塔中将至少部分第一馏出物分离为包含乙醇和水的第二残余物，和包含乙酸乙酯和乙醇的第二馏出物；和从第二馏出物抽提乙醇以提供贫含乙醇的抽余液。在一个实施方案中，将抽余液返回到反应器和可能具有例如，小于2wt.%的乙醇浓度，该乙醇浓度小于第二馏出物的乙醇浓度。附图说明参考附图更详细地描述本专利技术，其中相同的数字指示类似的部分。图1是根据本专利技术一个实施方案的分离有机杂质的蒸馏塔之后具有水分离装置的乙醇生产系统示意图。图2是根据本专利技术一个实施方案的用于降低循环物流中乙醇浓度的乙醇生产系统示意图。专利技术详述本专利技术涉及用于回收使乙酸在催化剂存在下加氢所产生的乙醇的方法。加氢反应产生包含乙醇，水，乙酸乙酯，未反应的乙酸，和其它杂质的粗乙醇产物。为改进操作效率，本专利技术方法包括将粗乙醇产物分离为包含水和乙酸的残余物物流和包含乙醇的馏出物物流。在之后的塔中将另外的有机杂质从馏出物物流分离出和将乙醇与水一起回收于该塔的底部中。在本专利技术实施方案中，使用选自吸附装置，膜，分子筛，和它们的组合的水脱除装置将水脱除。优选地，至水脱除装置的进料是来自轻馏分塔上的再沸器的蒸气返回的一部分。有利地，该分离方法导致降低从粗乙醇产物回收乙醇的能量需求。就本专利技术而言，一旦脱除了乙酸和有机杂质，从产生的乙醇脱除水是有利的。虽然一些水可以与乙酸和有机杂质一起脱除，但是优选在最后的步骤中从乙醇脱除水。水分离装置可从再沸器的蒸气返回脱除至少75%，例如，至少80%或至少90%的水。从水分离装置获得的干燥的乙醇可适合作为工业乙醇或作为适合于与汽油调和的燃料-等级的乙醇。干燥的乙醇可包含小于8wt.%水,例如，小于4wt.%水,小于3wt.%水或小于Iwt.%水。在回收乙醇时，本专利技术方法使用一个或多个蒸馏塔。将未反应的乙酸从粗乙醇产物脱除于初始(第一)塔的残余物物流中以减少可消耗期望的乙醇产物的酯化反应。在优选实施方案中，残余物物流包含来自粗乙醇产物的大部分水和未反应的乙酸。在一个实施方案中，操作初始塔使得少量，优选没有乙酸携带于馏出物中和少量，优选没有乙醇泄露(leaked)于残余物中。脱除于残余物中的大部分水可变化，取决于粗乙醇产物的组成，这是乙酸转化率和对乙醇选择性的结果。在一个实施方案中，将粗乙醇产物中30-90%的水，例如，40-88%的水或50-84%的水脱除于残余物中。脱除较少的水于残余物中可增加馏出物中的乙酸携带。此外，在残余物中留下过多的水也可增加乙醇泄露至残余物中。此外，取决于转化率，当过多的水留在馏出物中时，能量需求也可增加。优选地，可将给进到塔的粗乙醇产物中的大部分水例如，来自粗乙醇产物的至多约90%，和更优选至多约75%的水脱除于第一残余物中。在一些实施方案中，具有较低的乙酸转化率和/或选择性时，在残余物中取出的大部分水可以为30%-80%，例如，40%-75%。在示例性的实施方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：使来自乙酸进料物流的乙酸在反应器中加氢以形成粗乙醇产物；将至少部分粗乙醇产物在塔中分离为包含乙醇、乙酸乙酯和至少5wt.%水的第一馏出物，和包含乙酸和水的第一残余物，其中将给进到塔的粗乙醇产物中大部分的水脱除于第一残余物中；将至少部分第一馏出物分离为包含乙醇和水的第一物流，和包含乙酸乙酯的第二物流；和使用水脱除装置将水从第一物流脱除以形成乙醇产物物流，条件是在分离至少部分第一馏出物之前没有将水从第一馏出物脱除。

【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：V·J·约翰斯顿，R·耶夫蒂奇，D·李，A·奥罗斯科，R·J·沃纳，H·魏纳，周振华，E·达夫，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US