[发明专利]醇分离工艺中乙酸乙酯的氢解

说明书

优先权要求

本申请要求2011年4月26日提交的美国申请No.13/094,714和2010年7月9日提交的美国临时申请No.61/363,056的优先权，通过引用将其全文并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及生产醇的方法，且特别涉及形成具有降低的乙酸乙酯含量的乙醇组合物。

发明背景

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按照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。

EP2060555描述了一种生产乙醇的方法，其中将该碳质原料转化成合成气，然后将该合成气转化成醋酸，再将醋酸酯化并随后加氢以产生乙醇。EP2072489和EP2186787也描述了类似方法，其中将由酯化产生的酯给进到用于生产乙醇和甲醇的醇合成反应器。

因此，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。

发明概述

在第一实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：在第一反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成第一粗乙醇产物，将至少部分第一粗乙醇产物分离成乙醇产物流与包含乙酸乙酯的衍生物料流。该方法可以使用一个或多个蒸馏塔来分离第一粗乙醇产物。该方法还包括在第二反应器中将至少部分所述衍生物料流在氢气存在下进行反应以形成第二粗乙醇产物。可以将第二粗乙醇产物给进到所述蒸馏塔之一来分离乙醇。

在第二实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：提供包含乙醇、乙酸、乙酸乙酯和水的第一粗乙醇产物，将至少部分第一粗乙醇产物分离成乙醇产物流和包含乙酸乙酯的衍生物料流，以及将至少部分所述衍生物料流在氢气存在下进行反应以形成第二粗乙醇产物。

在第三实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：在第一反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成第一粗乙醇产物，在第二反应器中将至少部分第一粗乙醇产物在氢气存在下进行反应以形成第二粗乙醇产物，以及在一个或多个塔中将至少部分第二粗乙醇产物进行分离以获得乙醇。

在第四实施方案中，本发明涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：在第一反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成第一粗乙醇产物，在第一塔中将至少部分第一粗乙醇产物分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，和包含乙酸的第一残余物，在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含乙酸乙酯的第二馏出物和包含乙醇和水的第二残余物，任选地在第三塔中将至少部分第二残余物分离成包含乙醇的第三馏出物和包含水的第三残余物，任选地在第四塔中将至少部分第二馏出物分离成包含乙醛的第四馏出物和包含乙酸乙酯的第四残余物，以及在第二反应器中将至少部分第一馏出物、至少部分第二馏出物和/或至少部分第四残余物在氢气存在下进行反应以形成第二粗乙醇产物。

在第五实施方案中，本发明涉及一种纯化第一粗乙醇产物的方法，所述方法包括以下步骤：提供包含乙醇、乙酸、乙酸乙酯和水的第一粗乙醇产物，在第一塔中将至少部分第一粗乙醇产物分离成包含乙醇的第一馏出物和包含乙酸的第一残余物，在第二塔中将至少部分第一馏出物分离成包含乙酸乙酯的第二馏出物和包含乙醇和水的第二残余物，任选地在第三塔中将至少部分第二残余物分离成包含乙醇的第三馏出物和包含水的第三残余物，任选地在第四塔中将至少部分第二馏出物分离成包含乙醛的第四馏出物和包含乙酸乙酯的第四残余物，以及将至少部分第一馏出物、至少部分第二馏出物和/或至少部分第四残余物在氢气存在下进行反应以形成第二粗乙醇产物。