通过从乙酸提取卤化物的整合乙醇生产制造技术

本发明专利技术涉及生产乙醇和回收甲基碘的方法，该方法包括以下步骤：在羰基化系统中于羰基化催化剂存在下在有效形成乙酸的条件下使甲醇羰基化；在加氢系统中于加氢催化剂存在下将乙酸加氢以形成包含乙醇和水的粗乙醇产物；和将粗乙醇产物进行分离形成乙醇料流和水料流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及由甲醇经乙酸中间体生产乙醇的整合工艺。特别地,本专利技术涉及整合的乙醇方法，在该方法中将卤化物例如甲基碘从加氢制乙醇的乙酸中间体除去。
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)和甘蔗生产。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。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中，水可与乙醇等摩尔比地形成。文献中描述了由乙酸和酯(包括乙酸甲酯和乙酸乙酯)生产乙醇的数种方法。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(ethanoic acid)和将乙酸加氢得到醇。将来自加氢反应器的料流进行分离以获得乙醇料流以及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。W02009063174描述了由碳质原料生产乙醇的连续方法。首先将该碳质原料转化成合成气，然后将该合成气转化成 乙酸，再将乙酸酯化并随后加氢以产生乙醇。W02009009320描述了用于生产乙醇的间接路线。在同型产酸(homoacidogenic)的条件下将碳水化合物发酵形成乙酸。用具有至少4个碳原子的伯醇将乙酸酯化并将该酯加氢形成乙醇。美国公布号20110046421描述了生产乙醇的方法，该方法包括将碳质原料转化成合成气和将该合成气转化成甲醇。使甲醇羰基化得到乙酸，然后将使乙酸经历两级加氢方法。首先将乙酸转化为乙酸乙酯，接着进行二级加氢为乙醇。美国专利号7，884，253描述了通过将合成气转化为甲醇和将甲醇催化转化成为乙酸从而生产乙醇的方法。将乙酸随甲醇一起酯化以产生乙酸酯。用氢气将该乙酸酯还原以产生乙醇。用于合成乙酸的广泛使用和成功的商业方法涉及甲醇与一氧化碳的催化羰基化。该催化含有铑和/或铱以及卤素促进剂，典型地为甲基碘。所述反应通过连续地使一氧化碳鼓泡穿过其中溶解有催化剂的液体反应介质来而进行。反应介质还包含乙酸甲酯、水、甲基碘和催化剂。用于甲醇羰基化的常规商业方法包括美国专利号3，769，329,5, 001, 259、5，026，908和5，144，068中所述的那些，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。另一种常规的甲醇羰基化方法包括Cativa 方法，其描述于Jones，J.H.(2002)，The Cativa Process for the Manufacture of Acetic Acid,Platinum Metals Review,44(3):94-105中,通过弓I用将其全部内容和披露并入本文。在纯化段中将来自反应器的粗乙酸产物进行处理以除去杂质和回收乙酸。这些可以以痕量存在的杂质，影响乙酸的质量，特别是在所述杂质循环通过反应过程时，这尤其可导致这些杂质随时间发生积累。除去这些杂质的常规纯化技术包括用氧化剂、臭氧、水、甲醇、活性炭、胺和类似物处理乙酸产物料流。还可以将所述处理与粗乙酸产物的蒸馏组合。然而，最终产品的另外处理增加了工艺成本，并且处理过的乙酸产物的蒸馏可导致形成另外的杂质。除去这些杂质的方法还可以除去反应介质中的化合物，例如卤素促进剂。就回收卤素促进剂而言已教导了若干方法，包括处理排出料流和提取。排出料流的处理允许回收卤素促进剂。例如，美国公布号2009/0270651公开了甲醇羰基化系统，该系统包括适合于接收排出气体料流并用洗涤溶剂从中除去甲基碘的吸收器塔，所述吸收器塔与能够供应不同的第一和第二洗涤溶剂的第一和第二洗涤溶剂源连接。包括阀门的转换系统为吸收器塔择一地提供第一或第二洗涤溶剂并将用过的溶剂和吸收的物质返回到羰基化系统以适应不同操作模式。提取也可以从羰基化产物回收卤素促进剂。例如，美国专利号4，908，477公开了通过一种方法从甲醇、乙酸甲酯和二甲醚的羰基化产物以及从这样的羰基化产物的混合物分离出有机碘化合物，在所述方法中通过用非芳族烃的液相提取来移除碘化合物。虽然上述方法成功地从羰基化系统减少和/或除去杂质，但是对于除去和回收卤素促进剂仍可作出进一步改进，由此允许将基本上不含卤素促进剂的进料物流给进到加氢反应器中。 专利技术概述在第一实施方案中，本专利技术涉及生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:在含有反应介质的第一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溶液，其中所述至少一种反应物选自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它们的混合物，并且其中所述反应介质包含水、乙酸、甲基碘和第一催化剂；用至少一种疏水性提取剂提取至少部分所述反应溶液或其衍生物以获得基本上不含甲基碘的乙酸中间体；在第二催化剂存在下将乙酸中间体引入到第二反应器中以形成粗乙醇产物；以及从所述粗乙醇产物回收乙醇。反应溶液的衍生物可以得自轻馏分塔和/或高锰酸盐还原化合物去除系统。在另一个实施方案中，本专利技术涉及生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:在含有反应介质的第一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溶液，其中所述至少一种反应物选自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它们的混合物，并且其中所述反应介质包含水、乙酸、甲基碘和第一催化剂；将反应溶液进行闪蒸以获得蒸气料流；用至少一种疏水性提取剂提取蒸气料流的冷凝部分以获得基本上不含甲基碘的乙酸中间体；在第二催化剂存在下将乙酸中间体引入到第二反应器中以形成粗乙醇产物；以及从所述粗乙醇产物回收乙醇。在又一个实施方案中，本专利技术涉及生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤:在含有反应介质的第一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溶液，其中所述至少一种反应物选自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它们的混合物，并且其中所述反应介质包含水、乙酸、甲基碘和第一催化剂；将反应溶液进行闪蒸以获得蒸气料流；在轻馏分塔中将所述蒸气料流进行分离以获得乙酸侧线料流以及包含一种或多种高锰酸盐还原化合物、乙酸甲酯、甲醇、水和甲基碘的塔顶馏出物，其中所述高锰酸盐还原化合物选自乙醛、丙酮、甲乙酮、丁醛、巴豆醛、2-乙基巴豆醛、2-乙基丁醛等、以及它们的醛醇缩合产物和它们的混合物；用至少一种疏水性提取剂提取部分乙酸侧线料流以获得基本上不含甲基碘的乙酸中间体；在第二催化剂存在下将乙酸中间体引入到第二反应器中以形成粗乙醇产物；以及从所述粗乙醇产物回收乙醇。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。图1是根据本专利技术一个实施方案由甲醇经由乙酸中间体形成乙醇的整合系统的示意图。图2是根据本专利技术一个实施方案的整合乙醇生产系统的示意图，在所述系统中从乙酸侧线料流提取卤化物。图3是根据本专利技术一个实施方案的整合乙醇生产系统的示意图，在所述系统中从高锰酸盐还原化合物去除系本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：在含有反应介质的第一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溶液，其中所述至少一种反应物选自甲醇、乙酸甲酯、甲酸甲酯、二甲醚和它们的混合物，并且其中所述反应介质包含水、乙酸、甲基碘和第一催化剂；用至少一种疏水性提取剂提取至少部分所述反应溶液或其衍生物以获得基本上不含甲基碘的乙酸中间体；在第二催化剂存在下将乙酸中间体引入到第二反应器中以形成粗乙醇产物；和从所述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，欧叶耶米·欧耶林德，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：