具有回收生产酸的催化剂的闪蒸的酸和醇的整合生产方法技术

在一个实施方案中，本发明专利技术是用于生产乙醇的方法，该方法包括在包含反应介质的反应器中，使一氧化碳与至少一种反应物反应以产生包含乙酸的液体反应产物的步骤。该方法还包括将反应产物在闪蒸器中分离成液体循环物流和蒸气物流的步骤。然后在精馏塔内对蒸气物流进行蒸馏，和从其中取出塔顶馏出物物流和乙酸物流，其中所述乙酸基本不含卤素促进剂。该方法还包括在第二催化剂存在下，在有效形成包含乙醇和水的粗乙醇产物的条件下，使乙酸物流的乙酸进行加氢的步骤。从粗乙醇产物回收乙醇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及酸和醇的整合生产方法，且特别地，涉及对来自羰基化方法的乙酸进料物流进行整合的乙醇生产方法。通过使用闪蒸步骤以回收生产酸的催化剂例如羰基化催化剂的还原处理可获得乙酸进料物流。
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常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，其它化合物通常与乙醇一起形成或者在副反应中形成。例如，在加氢过程中，产生的酯与乙醇和/或水一起形成难以分离的共沸物。这些杂质可限制乙醇的生产并且可能需要将乙醇和该杂质分离的昂贵且复杂的纯化组列。乙酸加氢也通常产生乙醇和水并伴随少量副反应-生成的杂质和/或副产物。基于理论上的最大转化率和选择性，粗乙醇产物将包含约72wt%的乙醇和28wt%的水。为了形成纯化的乙醇，需要从粗乙醇组合物移除许多共-产生的水。此外，当转化不完全时，未反应的酸可保留在粗乙醇产物中。通常期望从粗乙醇产物除去该残余的乙酸以获得纯化的乙醇。文献中提出用于乙酸生产和加氢整合的一些方法。通常，乙酸生产产生具有小于1500wppm水的冰醋酸。之前的文献讨论多种整合方法。例如，美国专利号7，884，253公开了用于从合成气选择性生产乙醇的方法和设备。该合成气衍生自纤维素生物质(或其它来源)且可被催化转化为甲醇，甲醇进而能够被催化转化为乙酸或乙酸酯。通过取出液体反应组合物并通过一个或多个闪蒸器和/或分馏阶段将乙酸产物与液体反应组合物的其它组分(例如为保持在液体反应组合物中它们的含量而可再循环至反应器的铱催化剂，钌和/或锇和/或铟促进剂，甲基碘，水和未消耗的反应物)分离从而可将乙酸产品从反应器移出。EP02060553公开了一种用于将碳质原料转化为乙醇的方法,其中首先将碳质原料转化为乙酸，然后将乙酸加氢并转化为乙醇。美国专利号4，497，967公开了用于从甲醇，一氧化碳和氢气原料制备乙醇的整合方法。该方法使乙酸酐中间体酯化形成乙酸乙酯和/或乙醇。美国专利号7，351，559公开了用于生产乙醇的方法，该方法包括将生化及合成转化的组合导致高产量的乙醇生产，同时联产高价值副产物。从碳水化合物如玉米通过酶研磨和发酵步骤生产乙酸中间体，随后通过使用酯化和加氢反应将乙酸转化为乙醇。在甲醇羰基化中，存在减少纯化组列的提议。美国公布号2010/0145097描述了在配备有蒸馏塔的闪蒸罐内对乙酸反应混合物进行闪蒸和蒸馏。WO公布号2010/030320描述了用于生产乙酸的方法，其中取消了闪蒸罐的使用。CN200910089323.1描述了乙酸生产方法，该方法将常规的轻馏分脱除塔和脱水塔的功能组合，并在一个精馏塔中进行相同的组合。因此，仍然需要对乙酸生产和乙醇生产的整合进行改进。专利技术概述在第一实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括在包含反应介质的反应器中使一氧化碳与至少一种反应物反应以产生包含乙酸的反应产物的步骤。该反应介质包括水、乙酸、乙酸甲酯、卤素促进剂、和第一催化剂。该方法还包括在闪蒸器中将反应产物分离成液体循环物流和蒸气物流的步骤。该蒸气物流包含乙酸，卤素促进剂，乙酸甲酯和水。该方法还包括以下步骤:在精馏塔内对蒸气物流进行蒸馏，取出塔顶馏出物物流和在低于其中将蒸气物流引入至该塔的位置处取出乙酸进料物流。该塔顶馏出物物流包含来自反应产物的基本上全部的水。该方法还包括在第二催化剂的存在下，和在有效形成粗乙醇产物的条件下，使乙酸进料物流的乙酸进行加氢的步骤。该方法还包括从粗乙醇产物回收乙醇的步骤。在另一个实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法。该方法包括在包含反应介质的反应器中使一氧化碳与至少一种反应物反应以产生包含乙酸的反应产物的步骤。该反应介质包括水、乙酸、乙酸甲酯、卤素促进剂、和第一催化剂。该方法还包括在闪蒸器中将反应产物分离成液体循环物流以及包含乙酸，卤素促进剂，乙酸甲酯和水的蒸气物流的步骤。该方法还包括向闪蒸器添加洗涤液体以从蒸气相移出催化剂的步骤使得蒸气物流基本不包含催化剂。该方法还包括以下步骤:在精馏塔内对蒸气物流进行蒸馏，和将乙酸进料物流在其中将蒸气物流引入至该塔的位置处取出。该方法还包括在第二催化剂的存在下，和在有效形成粗乙醇产物的条件下，使乙酸进料物流的乙酸进行加氢的步骤。该方法还包括从粗乙醇产物回收乙醇的步骤。该方法还包括将至少部分粗乙醇产物分离以获得馏出物和残余物的步骤。该馏出物包含乙醇，水和乙酸乙酯，和该残余物包含乙酸和水。洗涤液体包含部分残余物。在第三实施方案中，本专利技术涉及用于生产乙醇的方法。该方法包括在包含反应介质的反应器中使一氧化碳与至少一种反应物反应以产生包含乙酸的反应产物的步骤。该反应介质包括水、乙酸、乙酸甲酯、卤素促进剂、和第一催化剂。该方法还包括在闪蒸器中将反应产物分离成液体循环物流和蒸气物流的步骤。该蒸气物流包含乙酸，卤素促进剂，乙酸甲酯和水。该方法还包括向闪蒸器添加洗涤液体以从蒸气相移出催化剂的步骤使得蒸气物流基本不包含催化剂。该方法还包括在精馏塔内对蒸气物流进行蒸馏以形成乙酸进料物流和塔顶馏出物物流的步骤。该洗涤液体包含部分塔顶馏出物物流。该方法还包括在第二催化剂的存在下，和在有效形成粗乙醇产物的条件下，使乙酸进料物流的乙酸进行加氢的步骤。该方法还包括从粗乙醇产物回收乙醇的步骤。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。图1是根据本专利技术一个实施方案的乙酸和乙醇的整合生产方法图。图2是依据本专利技术一个实施方案的示例性的羰基化和加氢整合方法示意图。图3是依据本专利技术实施方案的具有四个塔的乙醇分离方法示意图。图4是依据本专利技术实施方案的具有两个塔并在两塔之间进行水分离的另一乙醇分离方法示意图。图5是依据本专利技术实施方案的具有两个塔的另一加氢方法示意图。专利技术详述本专利技术涉及用于生产乙酸和乙醇的整合方法。通过减少乙酸的纯化，乙醇生产的整体效率可以得到改进。在一个实施方案中，乙酸的纯化中使用一个塔，优选一个精馏塔来除去杂质。适合用于加氢至乙醇的乙酸物流可从该精馏塔获得。除去的杂质包括甲基碘，高锰酸盐还原化合物(“PRC’ s”)，甲醇，乙酸甲酯，甲酸甲酯和/或二甲醚。通常，这些组分在乙醇生产方法可中引起形成其它醇，从而将导致进一步增加回收乙醇的分离成本。此夕卜，在乙醇生产方法中，甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、和/或二甲醚的存在可导致产生不合格的乙醇。然而，这些杂质中的一些，例如PRC’ s也可以加氢为乙醇。因此，本专利技术减少了乙醇生产系统的产生乙酸进料所需的分离步骤。在一个实施例方案,使用一个塔来本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：在包含反应介质的反应器中，使一氧化碳与至少一种反应物反应以产生包含乙酸的反应产物，其中所述反应介质包括水，乙酸，乙酸甲酯，卤素促进剂，和第一催化剂；将反应产物在闪蒸器中分离成液体循环物流以及包含乙酸，卤素促进剂，乙酸甲酯和水的蒸气物流；在精馏塔内对蒸气物流进行蒸馏，取出包含来自反应产物的基本上全部水的塔顶馏出物物流和在低于其中将蒸气物流引入至该塔的位置处取出乙酸进料物流；在第二催化剂存在下和在有效形成粗乙醇产物的条件下，使乙酸进料物流的乙酸进行加氢；和从粗乙醇产物回收乙醇。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马可·O·斯凯特斯，罗纳尔德·D·沙维尔，詹姆斯·津克，雷蒙德·吉诺比尔，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：