将来自乙酸加氢的气体进行再循环的方法技术

监测和再循环来自乙酸加氢反应的气体以在加氢反应系统中维持恒定的压力。可以限制或减少对包含氢气的蒸气料流的清洗。可以根据溶解的副产物气体将副产物进一步清洗。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年5月6日、申请号为201180010838.3、专利技术名称为“将来自乙酸加氢的气体进行再循环的方法”的专利技术专利申请的分案申请。优先权要求本申请要求2011年4月1日提交的美国申请No.13/078,727和2010年5月7日提交的美国临时申请No.61/332,696的优先权，通过引用将它们的全部内容和披露并入本文。专利
本专利技术总体上涉及生产和/或纯化乙醇的方法，且特别涉及控制来自乙酸加氢的不凝性气体的方法。专利技术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常规生产的乙醇成本波动，在原料价格升高时，这使对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。将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可用于工业用途所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，且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中生成。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。在将含碳原料转化为低分子量醇时使用过量的氢气来提高乙醇生产的收率。由于使用过量的氢气，有利地将未反应的氢气再循环回到反应器。然而，在反应期间还形成另外的气体，例如甲烷、乙烷、氮气、一氧化碳和二氧化碳，当将氢气进行再循环时所述气体可积累在反应器中。EP2060555描述了对气体再循环料流进行清洗(purge)以控制所述气体在加氢反应器中的积累。将气体再循环料流进行清洗导致用于反应的反应物损失并且降低操作效率。然而，仍需要改进用于控制来自乙酸加氢的不凝性气体的方法以提高乙醇产量。专利技术概述在第一实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括在反应器中于催化剂存在下将来自乙酸进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇的粗乙醇产物；将至少部分所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气和至少一种副产物气体，并且其中所述液体料流包含乙醇；在第一清洗流中将小于15％的蒸气料流进行清洗；将至少部分所述蒸气料流直接或间接地返回到反应器；以及从所述液体料流回收乙醇。在第二实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括在反应器中于催化剂存在下将来自乙酸进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇的粗乙醇产物；将至少部分所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气和小于2mol.％的量的一氧化碳，并且其中所述液体料流包含乙醇；将至少部分所述蒸气料流直接或间接地返回到反应器；以及从所述液体料流回收乙醇。在第三实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括在反应器系统中于催化剂存在下将来自乙酸进料流和氢气进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇的粗乙醇产物；将至少部分所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气，并且其中所述液体料流包含乙醇；将至少部分所述蒸气料流直接或间接地返回到反应器；测量所述蒸气料流的压力或至少部分所述蒸气料流的压力；通过对测量压力的响应来调节进入反应器的新鲜氢气进料从而控制反应器系统中的压力；以及从所述液体料流回收乙醇。在第四实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括在反应器中于催化剂存在下将来自乙酸进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇的粗乙醇产物；将所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气和至少一种副产物气体，并且其中所述液体料流包含乙醇；从所述蒸气料流取出滑流(slipstream)；当所述至少一种副产物气体中的一种的浓度大于5mol.％时将部分所述滑流进行清洗；以及从所述液体料流回收乙醇。在第五实施方案中，本专利技术涉及一种生产乙醇的方法，所述方法包括在反应器中于催化剂存在下将来自乙酸进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇的粗乙醇产物；将至少部分所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气和至少一种副产物气体，并且其中所述液体料流包含乙醇和至少一种溶解的副产物气体；将至少一种溶解的副产物气体从所述液体料流清洗出；以及从所述液体料流回收乙醇。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。附图1是根据本专利技术的一个实施方案的反应区的示意图。附图2是根据本专利技术的一个实施方案的反应区的示意图。附图3是根据本专利技术的一个实施方案的反应区的示意图。附图4是根据本专利技术的一个实施方案的反应区和气体再循环的示意图。附图5是根据本专利技术的一个实施方案的加氢系统的示意图。附图6是显示在加氢工艺的循环回路中于24-小时时段内气态副产物积累的图。附图7是显示在加氢工艺的循环回路中于3-天时段内在300℃下气态副产物积累的图。附图8是显示在加氢工艺的循环回路中于3-天时段内在250℃下气态副产物积累的图。附图9是显示在加氢工艺的循环回路中于3-天时段内在275℃下气态副产物积累的图。专利技术详述本专利技术涉及一种用于回收由加氢工艺生产的乙醇的方法，所述加氢工艺包括在催化剂存在下将乙酸加氢。特别地，本专利技术涉及从优选由加氢工艺生产的粗乙醇产物回收和/或纯化乙醇。所述方法包括以下步骤：通过将来自粗反应混合物的再循环蒸气料流中未反应的氢气返回到反应过程，优选返回到反应器而将其进行再循环。可以将所返回的氢气在加氢条件下反应以制备另外的乙醇。在一个实施方案中，将部分的未反应的氢气和不凝性气态副产物从粗乙醇产物清洗出并且损失的体积可以由新鲜氢气替代。这可以稀释用于加氢工艺的再循环蒸气料流中的有害气态副产物。在另一个实施方案中，通过控制新鲜氢气水平可以将系统压力维持在稳定水平，使得可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：在反应器中于催化剂存在下将来自乙酸进料流的乙酸加氢以形成包含乙醇的粗乙醇产物；将至少部分所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气和至少一种副产物气体，并且其中所述液体料流包含乙醇和至少一种溶解的副产物气体；在第一清洗流中将小于15％的蒸气料流进行清洗；从液体料流中清洗至少一种溶解的副产物气体的至少一部分，以形成第二清洗料流；将至少部分所述蒸气料流直接或间接地返回到反应器；以及从所述液体料流回收乙醇。

【技术特征摘要】
2010.05.07 US 61/332,696;2011.04.01 US 13/078,7271.一种生产乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：
在反应器中于催化剂存在下将来自乙酸进料流的乙酸加氢以形成
包含乙醇的粗乙醇产物；
将至少部分所述粗乙醇产物进行分离以产生蒸气料流和液体料
流，其中所述蒸气料流包含未反应的氢气和至少一种副产物气体，并
且其中所述液体料流包含乙醇和至少一种溶解的副产物气体；
在第一清洗流中将小于15％的蒸气料流进行清洗；
从液体料流中清洗至少一种溶解的副产物气体的至少一部分，以
形成第二清洗料流；
将至少部分所述蒸气料流直接或间接地返回到反应器；以及
从所述液体料流回收乙醇。
2.权利要求1的方法，还包括在第一清洗流中将小于1％的蒸气
料流进行清洗。
3.权利要求1的方法，还包括在第一清洗流中将小于0.01％的蒸
气料流进行清洗。
4.权利要求1的方法，其中所述至少一种副产物气体选自甲烷、
乙烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气和它们的混合物。
5.权利要求1的方法，其中所述至少一种副产物气体包含甲烷，
并且其中所述蒸气包含0.01-3mol％的量的甲烷。
6.权利要求1的方法，其中所述至少一种副产物气体包含一氧化
碳，并且其中所述蒸气料流包含0.01-2mol％的量的一氧化碳。
7.权利要求1的方法，其中所述液体料流包含0.001-0.1wt％的<...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·科莱冈，R·耶夫蒂奇，V·J·约翰斯顿，R·J·沃纳，J·波特斯，
申请(专利权)人：国际人造丝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US