由碳质原料生产醇的改进的方法技术

本发明专利技术涉及由碳质原料生产乙醇的改进的方法；其中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氢化以产生乙醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及由乙酸生产乙醇的改进的方法。本专利技术特别涉及由碳质原料生产乙醇的改进的方法；其中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氢化以产生乙醇。近年来，醇，如甲醇、乙醇和更高级醇的增长的使用和需求导致更加关注与醇生产 相关的工艺。所述醇可通过例如糖和/或纤维素材料的发酵产生。或者，可以由合成气生产醇，如乙醇。合成气是指在合成气装置中由碳源，如天然 气、石油液体、生物质和其它碳质材料，包括煤、回收塑料、城市废物或任何有机材料制成的 H2和碳氧化物的组合。因此，醇和醇衍生物可提供用于生产有价值的化学品和燃料的非石 油基途径。通常，醇，例如甲醇的生产经由三个工艺步骤进行——合成气制备、甲醇合成和甲 醇提纯。在合成气制备步骤中，可以使用附加阶段，由此在转化成合成气之前处理原料，例 如提纯该原料以除去硫和其它潜在催化剂毒物。这种处理也可以在合成气制备之后进行； 例如，当使用煤或生物质时。由合成气生产醇的反应通常是放热的。对于改性甲醇催化剂和硫化钴钼催化剂， C2和C2+醇的形成被认为通过形成甲醇来进行。但是，甲醇的生成是平衡受限的，因此需要 高压以实现可行的收率。因此，如US 3326956中所公开，当产生甲醇的反应表现出体积降 低时，可以使用压力提高收率。低压铜基甲醇合成催化剂可购自BASF、Johnson Matthey和Haldor-Topsoe等供 应商。由铜基催化剂实现的甲醇收率通常超过所存在的转化的C0+C02的99.5%。水是CO2 转化成甲醇和CO合成气转化成C2和C2+氧化物的副产物。在活性水煤气变换催化剂，如甲 醇催化剂或钴钼催化剂存在下，水与CO平衡以产生CO2和H2。Helge Holm-Larsen在1994 年 11 月 30 日-12 月 1 日在 Geneva，Switzerland 举行的 1994World Methanol Conference 上发表的名为"Selection of Technology for Large Methanol Plants"的论文综述了 甲醇生产中的发展并表示甲醇生产成本的进一步降低如何构造产能接近10，000吨/天的 极大型工厂。C2和C2+醇的其它生产方法包括下述方法WO 8303409描述了通过甲醇的羰化——在羰化催化剂存在下与CO反应形成乙 酸，其随后转化成乙酸酯，接着所形成的乙酸酯氢解产生乙醇或乙醇和可通过蒸馏分离的 另一醇的混合物一生产乙醇的方法。可以使用co/H2混合物实现羰化，并可以类似地在 CO存在下进行氢解，以致有可能使气体在羰化和氢解区之间循环，其中使用合成气，优选 2 IH2 CO摩尔混合物作为补充气体。US 4122110涉及通过在2至25MPa的压力和150至400°C的温度下在催化剂存在 下使CO与H2反应来生产醇，特别是直链饱和伯醇的方法，其特征在于该催化剂含有至少4 种基本元素(a)铜，(b)钴，(c)至少一种选自铬、铁、钒和锰的元素M，和(d)至少一种碱金属。US 4831060涉及使用催化剂以及任选助催化剂由CO和H2气体生产混合醇，其中该催化剂金属是钼、钨或铼，且该助催化剂金属是钴、镍或铁。用费托助催化剂，如碱金属或 碱土金属或更少量的钍辅助该催化剂并进一步通过硫化处理。可以通过选择催化组分之间 的密切接触程度来选择混合醇馏分的组成。Journal of Catalysis，1988，114，90-99 公开了在 Cu0/Zn0/Al203 上由合成气形 成乙醇的机制。在将同位素富集的13C甲醇添加到进料中时，在固定床微反应器中通过测量 产物乙醇中碳的同位素分布来研究在CuO/ZnO甲醇催化剂上由CO和H2形成乙醇。由于乙醇的重要性在当今世界与日俱增，需要和要求由碳质原料以更高的碳效 率、更高的转化率和改进的生产率和选择性生产乙醇。因此，本专利技术提供能够由碳质原料以 改进的碳效率、更高的选择性和特别以更高效的向乙醇的转化率生产乙醇的方法；这主要 通过在氢化反应器内在优化的水条件下操作来实现。附图说明图1、2和3代表本专利技术的工艺流程的实施方案，其中标号对应于本说明书和所附 权利要求中所用的那些。因此，本专利技术涉及由乙酸和H2生产乙醇的改进的方法，其特征在于下列步骤1)将乙酸与甲醇和/或乙醇一起引入酯化反应器以生产乙酸甲酯和/或乙酸乙酯 (下面独立或统一称作“乙酸酯”)，2)将来自步骤1的乙酸酯与H2和水一起引入氢化单元以生产包含乙醇、未反应的 乙酸酯和任选甲醇的物流，3)将来自步骤2的所得物流分离成未反应的乙酸酯和乙醇和任选甲醇，4)任选将来自步骤3的乙酸酯再引入步骤1的酯化反应器，5)使用步骤3的至少一部分甲醇和/或乙醇作为步骤1的酯化反应器的甲醇和/ 或乙醇进料，和6)从步骤3回收乙醇。本专利技术还涉及由甲醇生产乙醇的改进的方法，其特征在于下列步骤1)将甲醇与CO—起引入羰化反应器以生产乙酸，2)将来自步骤1的乙酸与甲醇和/或乙醇一起引入酯化反应器以生产乙酸甲酯和 /或乙酸乙酯(下面独立或统一称作“乙酸酯”)，3)将至少一部分来自步骤2的乙酸酯与H2和水一起引入氢化单元以生产包含乙 醇、未反应的乙酸酯和任选甲醇的物流，4)将来自步骤3的所得物流分离成未反应的乙酸酯和乙醇和任选甲醇，5)任选将来自步骤4的乙酸酯再引入步骤2的酯化反应器，6)使用至少一部分步骤4的甲醇和/或乙醇作为步骤2的酯化反应器的甲醇和/ 或乙醇进料，和7)从步骤4回收乙醇。此外，本专利技术还涉及由碳质原料生产乙醇的改进的方法，由此首先将碳质原料转 化成合成气，随后将该合成气转化成乙醇，其特征在于下列连续步骤1)将碳质原料引入合成气生成单元以生产合成气，2)将步骤1中制成的合成气引入甲醇合成反应器以生产甲醇，3)将来自步骤2的甲醇与CO—起引入羰化反应器以生产乙酸，4)将来自步骤3的乙酸与甲醇和/或乙醇一起引入酯化反应器以生产乙酸甲酯和/或乙酸乙酯(下面独立或统一称作“乙酸酯”)，5)将来自步骤4的乙酸酯与H2和水一起引入氢化单元以生产包含乙醇、未反应的 乙酸酯和任选甲醇的物流，6)将来自步骤5的所得物流分离成未反应的乙酸酯和乙醇和任选甲醇，7)任选将来自步骤6的乙酸酯再引入步骤4的酯化反应器，8)使用至少一部分步骤6的甲醇和/或乙醇作为步骤4的酯化反应器的甲醇和/ 或乙醇进料，9)从步骤6回收乙醇。对于本专利技术和所附权利要求书，下列术语如下定义-“露点温度”是例如指定的纯组分或组分混合物在指定压力下的阈温度，如果系 统温度升至该露点温度以上，该混合物将以干燥气体形式存在。同样低于该露点温度，该混 合物将以含一些液体的蒸气形式存在。-“气体”和/或“气相”是指高于露点温度的纯组分或组分混合物。-“气时空速”(GHSV)是指在标准温度(0°C )和压力(0. 101325MPa)下每小时每 单位体积催化剂的气体进料体积。-“液时空速”(LHSV)是指每小时每单位体积催化剂的液体进料体积。根据本专利技术的一个方面，用于生产甲醇进料物流的合成气原料——碳氧化物和H2 的混合物——优选由碳质原料制成。该碳质原料优选是如生物质、塑料、石脑油、精炼残渣、粗制合成气(来自地下煤 气化或生物质气化)、熔炉废气、本文档来自技高网...

【技术保护点】
由乙酸和Ｈ↓［２］生产乙醇的改进的方法，其特征在于下列步骤：　　１）将乙酸与甲醇和／或乙醇一起引入酯化反应器以生产乙酸甲酯和／或乙酸乙酯，　　２）将来自步骤１的乙酸酯与Ｈ↓［２］和水一起引入氢化单元以生产包含乙醇、未反应的乙酸酯和任选甲醇的物流，　　３）将来自步骤２的所得物流分离成未反应的乙酸酯和乙醇和任选甲醇，　　４）任选将来自步骤３的乙酸酯再引入步骤１的酯化反应器，　　５）使用步骤３的至少一部分甲醇和／或乙醇作为步骤１的酯化反应器的甲醇和／或乙醇进料，和　　６）从步骤３回收乙醇。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BJ丹尼尔，JMS迪利，BP格雷西，李丛荣，
申请(专利权)人：英国石油有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]