[发明专利]乙醇组合物

说明书

优先权要求

本申请要求以下申请的优先权：2010年2月2日提交的美国临时申请No.61/300,815；2010年5月7日分别提交的美国临时申请No.61/332,696、美国临时申请No.61/332,699和美国临时申请No.61/332,728；2010年5月19日提交的美国临时申请No.61/346,344；和2010年8月6日提交的美国申请No.12/852,290，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及生产和/或纯化乙醇的方法，特别涉及由这些方法获得的乙醇组合物。

发明背景

用于工业用途的乙醇按照常规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按照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，发酵通常用于燃料用或消费用乙醇的消费性生产。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。

常规乙醇组合物由上述方法形成，其含有必须去除的杂质。

例如，美国专利No.5,488,185利用石化原料并且涉及含有作为杂质的乙烷的乙烯料流或含有作为杂质的丙烷的丙烯料流，在水合催化剂存在下将所述乙烯料流或丙烯料流用水蒸气水合分别产生乙醇或异丙醇。在移出乙醇后对气态产物流进行吸附，从而产生富乙烯料流或富丙烯料流。将富乙烯料流或富丙烯料流再循环到水合反应器。

美国专利No.5,185,481和5,284,983涉及用于生产乙醇的常规发酵方法。所生产的乙醇组合物包含杂质例如甲醇、乙醛、正丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、3-甲基丁醇、二乙醚、丙酮、仲丁醇和巴豆醛。这些参考文献还公开了用包含液态二氧化碳或超临界态二氧化碳的提取溶剂处理粗乙醇水溶液的分离方法。

美国专利No.5,445,716、5,800,681和5,415,741涉及乙醇和异丙醇的混合物的分离方法。通过常规蒸馏或精馏难以将乙醇与异丙醇分离，这是因为它们的沸点接近。乙醇可易于通过提取蒸馏与异丙醇分离。有效的提取剂是二戊烯、苯甲醚和乙苯。这些参考文献中的混合物包含显著量的异丙醇，例如至少21.5wt.％异丙醇。

此外，美国专利No.5,858,031涉及提高水性醇基燃料组合物在空气中自由燃烧期间所产生的火焰的可见度的方法。所述燃料包括约10％-30％体积的水，以及约70％-90％体积的醇混合物(包括乙醇和异丙醇)，其中乙醇占该燃料组合物的约24％-83％体积。该方法包括提供异丙醇量为约7％-60％体积的燃料组合物，其中燃料中异丙醇与乙醇的体积比不超过2∶1。

虽然常规方法可以生产和/或纯化乙醇组合物，但是这些方法依赖于石化原料或发酵技术来产生乙醇组合物。另外，在必然包含异丙醇的所得乙醇组合物中，异丙醇大量存在。

因此，需要不依赖于石化原料并且不使用发酵技术的乙醇生产方法。

发明概述

在一个实施方案中，本发明涉及乙醇组合物。乙醇组合物包含乙醇和异丙醇。优选地，乙醇组合物包含至少92wt.％乙醇，和95wppm-1,000wppm异丙醇。乙醇组合物具有高的纯度并且还可以包含小于1wt.％的一种或多种有机杂质。这些有机杂质可以包括例如乙醛、乙酸、乙缩醛、乙酸乙酯、正丙醇、丁醇、2-丁醇、异丁醇和它们的混合物。例如，乙醇组合物可以包含小于10wppm乙醛，小于10wppm乙缩醛(diethyl acetal)，和/或小于300wppm C₄-C₅醇。在其它实施方案中，乙醇组合物基本上不含苯、甲醇和/或C₅醇。

在另一个实施方案中，本发明涉及包含至少95wt.％乙醇和至少95wppm异丙醇的乙醇组合物。在另一个实施方案中，异丙醇以小于1000wppm的量存在。优选地，乙醇组合物还包含乙醛，乙醇组合物中乙醛的量小于异丙醇的量。作为一个实例，乙醛可以按小于10wppm的量存在。在另一个实施方案中，乙醇组合物还包含正丙醇。优选地，异丙醇与正丙醇的重量比为1∶1-1∶2。异丙醇可以按小于1000wppm的量存在和/或正丙醇可以按小于270wppm的量存在。