热化学生产的乙醇组合物制造技术

在一种实施方案中，本发明专利技术涉及一种乙醇组合物，其包含至少92wt％的乙醇和20wppm-94wppm的异丙醇。该组合物可以不含甲醇和乙醛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热化学生产的乙醇组合物 优选权要求 本专利技术要求2013年3月15日提交的美国申请No. 13/835157的优先权，其整个内 容和公开在此引入作为参考。 专利
本专利技术通常涉及用于生产乙醇组合物的热化学方法，并且涉及用于纯化由这些方 法所获得的乙醇组合物的方法。该热化学方法控制了乙醇组合物中的仲醇，并且避免了在 纯化期间分离该仲醇。 专利技术背景 工业用乙醇常规地是由石化原料例如石油、天然气或者煤，由中间原料例如合成 气，或者由淀粉材料或者纤维素材料例如玉米或者甘蔗来生产的。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，甲醇均化，直接醇合成和费-托合成。 石化原料价格的不稳定性导致了常规生产的乙醇成本的波动，这使得当原料价格升高时， 对于乙醇生产的替代来源的需求大大增加。淀粉材料以及纤维素材料通过发酵转化成乙 醇。但是，发酵典型的被用于乙醇的消费生产，其适于燃料或者人消费。另外，淀粉或者纤 维素材料的发酵与食品源形成竞争，并且限制了用于工业使用而生产的乙醇的量。 常规乙醇组合物是作为上述方法的结果而形成的，其包含了必须要除去的杂质。 例如美国专利No. 5488185使用了石化原料，并且涉及乙烯流（其包含乙烷作为杂 质）或者丙烯流（其包含丙烷作为杂质），其在水合催化剂的存在下，用水蒸气水合来分别 产生乙醇或者异丙醇。在移出所述醇之后，将该气态产物流进行吸附，由此生产富含乙烯的 流或者富含丙烯的流。该富含乙烯的流或者富含丙烯的流再循环到水合反应器。 美国专利No. 5185481和5284983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，二乙基醚，丙 酮，仲丁醇和巴豆醛。这些参考文献还公开了分离方法，用于用包含液态二氧化碳或者超临 界态二氧化碳的萃取溶剂处理该粗乙醇水溶液。 美国专利No. 5445716 ;5800681 ;和5415741涉及用于乙醇和异丙醇混合物的分离 方法。乙醇难以通过常规蒸馏或者精馏与异丙醇分离，这归因于它们的沸点接近。乙醇可 以通过萃取性蒸馏来容易地与异丙醇分离。有效的萃取剂是二戊烯、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%的异丙醇。 同样，美国专利No. 5858031涉及一种用于增强含水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。该燃料包括大约10% -30%体积的水和 大约70 % -90 %体积的包括乙醇和异丙醇的醇混合物，该乙醇占该燃料组合物的大约 24% -83%体积。该方法包括提供燃料组合物的大约7% -60%体积量的异丙醇，在其中燃 料中异丙醇与乙醇的体积比不超过2 :1。 美国专利No. 5081321涉及通过丙酮的催化加氢来制备异丙醇。该反应可以优选 在室温到200°C的温度下进行，虽然工业反应速率是在35-150°C的反应温度下实现的。过 高的反应温度引发丙酮的过度加氢分解，导致异丙醇收率降低。 虽然常规方法可以生产和/或纯化乙醇组合物，但是这些方法依赖石化原料或发 酵技术来产生乙醇组合物。此外，在所得乙醇组合物（其包含异丙醇）中，异丙醇是大量存 在的。 所以，存在着对这样的乙醇生产方法的需要，其降低和/或控制了异丙醇含量。
技术实现思路
在第一实施方案中，本专利技术涉及一种热化学形成的乙醇组合物，其包含至少 92wt%的乙醇；和20-94wppm的异丙醇；其中该乙醇组合物不含甲醇和乙醛。该乙醇组 合物可以通过使乙酸和/或其酯加氢形成。在一些实施方案中，该乙醇组合物可以包含 20-80wppm的异丙醇。该乙醇组合物可以包含3-8wt%的水。该乙醇组合物可以包含小于 0.005Wt%的丙酮。该乙醇组合物可以包含小于lwt%的乙酸。该乙醇组合物可以包含小 于2wt%的乙酸乙酯。该乙醇组合物可以包含小于0.5wt%的丁醇，异丁醇，异戊醇和C4-C2q 醇。 在第二实施方案中，本专利技术涉及一种制备乙醇组合物的方法，其包括使链烷酸和 /或其酯加氢来形成粗乙醇产物；和回收精制的乙醇产物；其中该最终乙醇产物包含至少 92wt%的乙醇和20-94wppm的异丙醇，优选20-80wppm的异丙醇，并且进一步地其中该最终 乙醇产物不含甲醇和乙醛。该链烷酸可以是乙酸。该加氢可以在250°C_285°C的温度下进 行。该加氢可以在250°C_275°C的温度下进行。该加氢可以在载体上的催化剂的存在下进 行，其中该催化剂包含选自下面的至少一种活性金属：钴，镍，铑，钯，锇，铱，钼，钛，锌，铬， 铼，钥，钌，锡，钒，镧，铈，锰，金及其组合。该载体可以包含选自下面的载体改性剂：Ti0 2， ZrO2, Ta2O5, Al2O5, Sb2O3, W03, MoO3, Fe2O3, Cr2O3, V2O5, MnO2, CuO, Co2O3 和 Bi203。该乙酸可以 由甲醇和一氧化碳形成，其中用于加氢步骤的甲醇、一氧化碳和氢的每一者都来源于合成 气，并且其中该合成气来源于选自天然气，油，石油，煤，生物质及其组合的碳源。 在第三实施方案中，本专利技术涉及一种控制乙醇生产方法中异丙醇含量的方法，其 包括：在反应器中在催化剂的存在下使乙酸和/或其酯加氢，来形成粗乙醇产物；在至少一 个蒸馏塔中分离该粗乙醇产物，来回收中间乙醇产物；测量该中间乙醇产物中异丙醇的含 量，调整该反应器的温度，和回收精制的乙醇产物，其包含至少92wt%的乙醇和20-94wppm 的异丙醇，并且其中该精制的乙醇产物不含甲醇和乙醛。该反应器中的温度可以是 250°C _280°C。调整该反应器的温度可以包括当中间乙醇产物中异丙醇含量大于IOOwppm 时，将反应器温度降低至少2°C。调整该反应器温度可以包括当中间乙醇产物中的异丙醇含 量小于20wppm时，将反应器温度增加至少2°C。该精制的乙醇产物可以不含丙酮。该粗乙 醇产物可以不含异丙醇。 在第四实施方案中，本专利技术涉及一种热化学形成的乙醇组合物，其包含至 少92wt %的乙醇，例如93-96wt %的乙醇，3-8wt %的水和20-94wppm的异丙醇，例如 20-80wppm的异丙醇，其中该乙醇组合物不含甲醇和乙醛。 在第五实施方案中，本专利技术涉及一种热化学形成的乙醇组合物，其包含至少 92wt%的乙醇，例如93-96wt%的乙醇，小于0· 005wt%的丙酮，例如0· 001-0. 005的丙酮， 和20-94wppm的异丙醇，例如20-80wppm的异丙醇，其中该乙醇组合物不含甲醇和乙醛。 在第六实施方案中，本专利技术涉及一种热化学形成的乙醇组合物，其包含至少 92界1:%的乙醇，例如93-96￥1:%的乙醇，小于1￥1:%的乙酸，例如0.0001-0.01￥1:%的乙酸， 和20-94wppm的异丙醇，例如20-80wppm的异丙醇，其中该乙醇组合物不含甲醇和乙醛。 在第七实施方案中，本专利技术涉及一种热化学形成的乙醇组合物，其包含至少 92wt%的乙醇，例如93-96wt%的乙醇，小于2wt%的乙酸乙酯，例如0· 001-0. 5wt%的乙酸 乙酯，和20-94wppm的异丙醇，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备乙醇组合物的方法，其包括：使链烷酸和/或其酯加氢来形成粗乙醇产物；和回收最终乙醇产物；其中该最终乙醇产物包含至少92wt％的乙醇和20‑94wppm的异丙醇，优选20‑80wppm的异丙醇，并且进一步其中该最终乙醇产物不含甲醇和乙醛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/835,1571. 一种制备乙醇组合物的方法，其包括： 使链烷酸和/或其酯加氢来形成粗乙醇产物；和 回收最终乙醇产物； 其中该最终乙醇产物包含至少92wt%的乙醇和2〇-94wppm的异丙醇，优选20-80wppm 的异丙醇，并且进一步其中该最终乙醇产物不含甲醇和乙醛。2. 权利要求1的方法，其中该链烷酸是乙酸。3. 权利要求1或2任一项的方法，其中该加氢是在250°C _285°C，优选250°C _275°C的 温度下进行的。4. 前述任一项权利要求的方法，其中该加氢是在载体上的催化剂的存在下进行的，其 中该催化剂包含选自下面的至少一种活性金属：钴、镍、铑、钯、锇、铱、钼、钛、锌、铬、铼、钥、 钌、锡、钒、镧、铈、锰、金及其组合。5. 权利要求4的方法，其中该载体包含选自下面的载体改性剂：Ti02、Zr02、Ta20 5、 A1205、Sb203、W03、M〇0 3、Fe203、Cr203、V 205、Mn02、CuO、C〇203 和 Bi203。6. 前述任一项权利要求的方法，其中该乙酸是由甲醇和一氧化碳形成的，其中用于该 加氢步骤的甲醇、一氧化碳和氢的每一者都来源于合成气，并且其中该合成气来源于选自 天然气、油、石油、煤、生物质及其组合的碳源。7. -种热化学形成的乙醇组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·H·索南博格，R·J·瓦尼尔，H·魏纳，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US