将醇转化为具有增加的碳链的醇的方法技术

本发明专利技术涉及将醇转化为具有增加碳链的醇的方法。本发明专利技术也涉及自碳质原料生产醇，其中碳质原料首先被转化为合成气，合成气然后被转化为烷基羧酸酯，后者然后被氢化以产生醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于将醇转化为高级醇的方法。本专利技术也涉及自合成气生产醇的方 法。具体地讲，本专利技术涉及自碳质原料(carbonaceous feedstock)生产醇的方法；其 中碳质原料首先被转化为合成气，然后将合成气转化为烷基羧酸酯，后者然后被氢化产生近年来对于醇例如甲醇、乙醇和高级醇增加的使用和需求已经导致与醇生产有关 的工艺方法具有更大的意义。所述醇可通过例如糖和/或纤维素材料的发酵来生产。或者醇例如乙醇可自合成气生产。合成气指H2与在合成气厂自碳源例如天然气、 石油液体、生物质及其它碳质材料包括煤、再生塑料(recycled plastics)、城市废物或任 何有机材料产生的二氧化碳的组合。因此，醇和醇衍生物可提供用于生产有价值的化学品 和燃料的基于非石油的途径。通常，醇例如甲醇的生产通过三个加工步骤发生合成气制备、甲醇合成和甲醇纯 化。在合成气制备步骤中，可采用另外的原料借此得到处理的步骤，例如原料在转化为合成 气之前被纯化以除去硫及其它潜在的催化剂毒物。该处理也可在合成气制备之后实施；例 如，当采用煤或生物质时。自合成气生产醇的反应通常是放热的。相信形成C2和C2+醇是通过形成甲醇用 于改性的甲醇催化剂和钴钼硫化物催化剂来进行的。然而甲醇的生产是平衡-有限的 (equilibrium-limited)，并且因此需要高压以获得可行的产率。因此，压力可用于增加产 率，因为产生甲醇的反应呈现体积减少，如在US 3326956中公开的那样。低压，铜基甲醇合成催化剂可自供应商例如BASF，JohnsonMatthey和 Haldor-Topsoe经市售得到。自铜基催化剂生产甲醇的产率通常超过所存在的被转化 C0+C02的99. 5 %。水是CO2转化为甲醇和CO合成气转化为C2和C2+含氧物(oxygenates) 的副产物。在活性水_煤气变换催化剂，例如甲醇催化剂或钴钼催化剂的存在下，水与CO 平衡，得到 CO2 和 H2。在 1994 国际甲醇会议(World MethanolConference)，1994 年 11 月 30日-12月1日，在瑞士的日内瓦，由HelgeHolm-Larsen提出的标题为“用于大规模甲醇 工厂的技术选择”的论文综述了甲醇生产的发展并且显示了进一步减少甲醇生产成本将如 何导致建造具有接近10000吨每天生产能力的非常大规模的工厂。用于生产C2和C2+醇的其它方法包括下文描述的方法；WO 8303409描述了一种通过在羰基化催化剂存在下与CO反应使甲醇羰基化以形 成乙酸，然后将乙酸转化为乙酸酯(ethanoate ester)，随后氢解所形成的乙酸酯，得到乙 醇或者乙醇与可经蒸馏分离的另一种醇的混合物，借以生产乙醇的方法。羰基化可采用CO/ H2混合物实现并且氢解可在CO存在下类似地实施，导致在羰基化和氢解区域与合成气之间 循环气体的可能性，优选地使用2 IH2 CO摩尔混合物作为补充气体。US 4122110涉及一种通过在2-25MPa之间的压力下和于150-400°c之间的温度 下，在催化剂存在下使CO与H2反应，来制备醇，尤其是线形饱和伯醇的方法，其特征在于催 化剂包含至少4种必需元素(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涉及采用任选地含有助催化剂的催化剂自CO和H2气体生产混合醇， 其中催化剂金属为钼、钨或铼，并且助催化剂金属为钴、镍或铁。催化剂用费-托合成促进 剂(Fischer-Tropsch)象碱或碱土系列金属或较小量的钍促进并通过硫化进一步处理。混 合醇馏分(fraction)的组成可通过选择催化组分之间紧密接触的程度进行选择。催化杂志(Journalof Catalysis)，1988，114，90-99公开了 自合成气经CuO/ZnO/ Al2O3形成乙醇的机制。在微型固定床反应器(fixed-bedmicroreactor)中通过测量当向 进料中加入同位素富集的13C甲醇时产物乙醇中碳的同位素分布，对自CO和H2经CuO/ZnO 甲醇催化剂形成乙醇进行研究。因为醇的重要性在当今世界始终是日益增加的，因此需要和要求以更高的碳有效 率(carbon efficiency)、更高的转化率和改善的选择性自碳质原料产生醇。因此，本专利技术 提供了使得人们能够自碳质原料生产醇的方法，该方法具有改善的碳有效率、更高的选择 性并且尤其是具有更有效的转化为乙醇的效率。附图说明图1表示依据本专利技术的工艺流程的一个实施方案，其中的程序(references)相应 于在本说明书和所附的权利要求中使用的那些程序。对于本专利技术和所附权利要求的目的，术语‘同系化’用于描述一种工艺过程，借助 该过程具有η个碳原子的醇(例如甲醇)进入整个工艺过程和含有η+1个碳原子的醇(例 如乙醇)排出(exits)整个工艺过程。对于本专利技术和所附权利要求的目的，“烷基酯”为一类化合物和官能团且由羧酸组 成，其中至少一个-OH(羟基)由-0-烷基(烷氧基)替代；按照本专利技术产生的烷基酯优选 地为乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸丙酯和/或戊酸丁酯。因此，本专利技术涉及用于醇的同系化的方法，其特征为以下步骤1.将醇引入到醚化装置中以产生烷基醚，2.在酸性均相或多相羰基化催化剂存在下，将来自步骤1的至少一部分烷基醚与 CO和任选地与H2 —起引入到羰基化装置中，以产生烷基酯，3.将来自步骤2的至少一部分烷基酯与H2 —起引入到氢化装置中，以产生同系化 的酉享(homologated alcohol),4.任选地将来自步骤3的至少一部分同系化的醇再循环进入步骤1的醚化装置 中，和5.自步骤3的氢化装置回收目标醇。其中被引入到醚化装置中(即步骤1中)的醇可通过本领域技术人员已知的任何 合适的方法，例如通过发酵作用(在上文有描述)产生。对于本专利技术和所附权利要求的目的，以下术语在下文被定义-‘露点温度’为阈值温度，例如，对于给定的纯组分或组分的混合物，在给定的压 力下，如果系统温度升至高于露点温度，混合物将作为干气存在。同样在露点温度以下，混 合物将作为包含一些液体的蒸气存在。-‘气体’和/或‘气相’被定义为高于露点温度的纯组分或各组分的混合物。-‘气时空速，(GHSV)被定义为在标准温度(0°C )和压力(0. 101325MPa)下，每单 位体积催化剂每小时输送的气体体积。-‘液时空速’ (Liquid hourly space velocity, LHSV)被定义为每单位体积催化 剂每小时输送的液体体积。以上描述的专利技术已经用于同系化现有的石油化学品和生物质(biomass)衍生的 原料即醇，而且也可用于使醚和酯同系化。通过包括另外的加工阶段可进一步拓宽该方法 的使用，例如通过加入酯化步骤以使其转化为合适的酯中间体可同系化羧酸。同样地通过 该方法经增加水合步骤以产生醇进料可同系化烯烃，尤其是该专利技术发现在产生改进的燃料 和石油化学品原料中的应用。例如，甲醇通过一种通路经所描述的方法的同系化可产生乙 醇，一种有价值的汽油调和原料。另外，另一种通路(甲醇和一些乙醇的再循环)经上文描 述的工艺方法可产生正丙醇，一种具有优良的汽油调和性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于醇的同系化的方法，其特征在于以下步骤：　　１．将醇引入到醚化装置中以产生烷基醚，　　２．在酸性均相或多相羰基化催化剂存在下，将来自步骤１的至少一部分烷基醚与ＣＯ和任选地与Ｈ↓［２］一起引入到羰基化装置中，以产生烷基酯，　　３．将来自步骤２的至少一部分烷基酯与Ｈ↓［２］一起引入到氢化装置中，以产生同系化醇，　　４．任选地将来自步骤３的至少一部分同系化醇循环进入步骤１的醚化装置中，和　　５．自步骤３的氢化装置回收目标醇。

【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，BP格雷西，JG森利，
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]