專利名稱：生產(chǎn)變性乙醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，特別是通過乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物和變性劑來生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)的乙醇通常用作多種消費(fèi)品例如啤酒(beer)、葡萄酒(wine)和烈酒 (spirit)中的組分。典型地，意欲用于這類用途的乙醇通過發(fā)酵制得。許多政府機(jī)構(gòu)對(duì)消費(fèi)性乙醇征收重稅，從而提高消費(fèi)者的花費(fèi)。然而，有許多其它乙醇用途不涉及消費(fèi)，例如燃料、化學(xué)溶劑或醫(yī)藥品。如此，為盡力提供用于非消費(fèi)用途的廉價(jià)乙醇，對(duì)于不意欲進(jìn)行消費(fèi)的乙醇，典型地不需要所述對(duì)消費(fèi)性乙醇所征收的稅。為確保這樣的乙醇組合物用于非消費(fèi)應(yīng)用，大多數(shù)國家的具有要求這些乙醇組合物包含變性劑的法律和規(guī)章，將變性劑加入到本來基本上純的乙醇組合物中以使乙醇不適于飲用。因此，包含變性劑且不意欲用于消費(fèi)的乙醇組合物通常稱作“變性乙醇”或“變性酒精(alcohol)”。常規(guī)變性劑包括甲醇、異丙醇、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、 甲基異丁基酮和乙醛。向本來可飲用的乙醇組合物加入變性劑的處理步驟給常規(guī)變性乙醇形成方法增加了復(fù)雜性和成本。因此，需要新的且改進(jìn)的變性乙醇形成方法。發(fā)明概述在第一實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，該方法包括在催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇和至少一種變性劑的粗乙醇產(chǎn)物；在一個(gè)或多個(gè)分離單元中將粗乙醇產(chǎn)物分離成變性乙醇組合物與一個(gè)或多個(gè)衍生料流，其中所述變性乙醇組合物在形成時(shí)包含基于該變性乙醇組合物總重量計(jì)0. Olwt. % -40wt. %的變性劑。在第二實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，該方法包括在催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇和變性劑的粗乙醇產(chǎn)物；將粗乙醇產(chǎn)物分離成乙醇料流與至少一個(gè)包含分離的變性劑的衍生料流；進(jìn)一步純化乙醇料流以形成純化的乙醇料流； 以及將分離的變性劑的至少一部分與純化的乙醇料流合并以產(chǎn)生變性乙醇組合物。


下面參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中相同的數(shù)字指示類似的部分。圖IA是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的加氫系統(tǒng)的示意圖。圖IB是其中第二塔的餾出物返回到反應(yīng)器區(qū)的圖IA所示系統(tǒng)的示意圖。
圖IC是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的加氫系統(tǒng)的示意圖。圖2是顯示在第三塔內(nèi)各個(gè)塔板位置的示例性第二殘余物料流的組成的坐標(biāo)圖。發(fā)明詳述常規(guī)變性乙醇制備方法以生產(chǎn)純化的乙醇為開始。在這些方法中，可以形成乙醇并隨后通過常規(guī)方法將其純化。然后將變性劑加入到純化的乙醇中以形成變性乙醇。本發(fā)明涉及生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及包括以下步驟的方法例如在催化劑存在下，將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物。該粗乙醇產(chǎn)物包含至少一種，例如至少兩種或至少三種變性劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，變性劑可以隨乙醇聯(lián)產(chǎn)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，變性劑作為加氫反應(yīng)的副產(chǎn)物形成。換言之，變性劑隨乙醇一起原位形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還包括將粗乙醇產(chǎn)物分離成變性乙醇組合物與一個(gè)或多個(gè)衍生料流。所述分離可以在一個(gè)或多個(gè)，例如兩個(gè)或更多個(gè)，或者三個(gè)或更多個(gè)分離單元(例如蒸餾塔)中進(jìn)行。形成時(shí)的所得變性乙醇組合物衍生自乙酸并且包含基于該變性乙醇組合物總重量計(jì)0. Olwt. % -40wt. %，例如0. Olwt. % -25wt.
0. Olwt. % -20wt. % 或 lwt. % -15wt. % 的變性劑，和 50wt. % -99wt. %,例如 60wt. % -99wt. %或70襯.% -95wt. %的乙醇。因此，通過在加氫步驟中隨同乙醇一起原位形成變性劑，本發(fā)明方法可以更有效地生產(chǎn)變性乙醇并且可以減少處理步驟。特別地，本發(fā)明的方法可以消除對(duì)分別生產(chǎn)或獲得變性劑并隨后將該變性劑加入到乙醇中的需要。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，其中變性劑由丙酮加氫形成，丙酮可以加入到反應(yīng)區(qū)中或作為乙酸加氫副產(chǎn)物以中間體原位形成。在一方面，例如，該方法包括使乙酸與丙酮接觸形成乙酸反應(yīng)混合物的步驟。該方法還包括在催化劑存在下將所述乙酸反應(yīng)混合物加氫形成包含乙醇和異丙醇的粗乙醇產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，丙酮在輔助(auxiliary)丙酮反應(yīng)器中形成或者得自外部來源。一旦形成或獲得，可以按上述使丙酮與乙酸接觸。在另一方面，對(duì)加氫反應(yīng)中使用的催化劑或反應(yīng)條件進(jìn)行選擇使得丙酮作為乙酸加氫反應(yīng)的副產(chǎn)物形成。一旦形成，可以將丙酮中間體加氫形成異丙醇變性劑。在這些實(shí)施方案中，乙醇與異丙醇變性劑聯(lián)產(chǎn)。優(yōu)選地，在同一反應(yīng)器中產(chǎn)生乙醇和異丙醇。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還包括將粗乙醇產(chǎn)物分離成變性乙醇組合物與一個(gè)或多個(gè)衍生料流。所得變性乙醇組合物在形成時(shí)包含基于該變性乙醇組合物總重量計(jì) 0.0lwt. % -IOwt. %，例如 0.0lwt. % -5wt. %或0. Olwt. % -3wt. % 的異丙醇變性劑， 和 50wt. % -99wt. %，例如 60wt. % -99wt. %或 70wt. % -95wt. %的乙醇。乙酸加氫形成乙醇和水可以由以下反應(yīng)表示
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，該方法包括在催化劑存在下將乙酸加氫形成包含乙醇和至少一種變性劑的粗乙醇產(chǎn)物； 在一個(gè)或多個(gè)分離單元中將粗乙醇產(chǎn)物分離成變性乙醇組合物與一個(gè)或多個(gè)衍生料流，其中所述變性乙醇組合物包含基于該變性乙醇組合物總重量計(jì)0. Olwt. % -40wt. %的變性劑。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述至少一種變性劑選自乙醛、丁間醇醛、乙醚和甲醇。
3.權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法1和2，其中所述至少一種變性劑包含乙酸乙酯。1
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述至少一種變性劑包含乙醛。
5.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述至少一種變性劑包含異丙醇。
6.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述至少一種變性劑包含二乙醚。
7.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述至少一種變性劑包含乙酸。
8.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性乙醇組合物包含50wt.% -99wt. %乙
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中所述乙酸進(jìn)料包含乙酸和丙酸。
10.權(quán)利要求9的方法，其中將丙酸加氫產(chǎn)生正丙醇。
11.權(quán)利要求10的方法，該方法還包括在第一塔中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇和正丙醇的第一餾出物，與包含乙酸的第一殘余物；在第二塔中將至少部分第一餾出物分離成第二餾出物與包含乙醇、至少部分正丙醇和水的第二殘余物；以及在第三塔中將至少部分第二殘余物分離成包含乙醇的第三餾出物與包含水的第三殘余物。
12.權(quán)利要求11的方法，該方法還包括 從第三塔取出包含正丙醇的側(cè)線料流。
13.權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)的方法，其中所述粗乙醇產(chǎn)物還包含 基于該粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)，0. Olwt. % -20wt. %乙酸乙酯； 0. Olwt. % -IOwt. % 乙醛； 0. Olwt. % -IOwt. %異丙醇； 0. Olwt. % -20wt. %二乙醚； Owt. % -90wt. % 乙酸；和 5wt. % -35wt. %7jC。
14.權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的方法，其中所述乙酸進(jìn)料包含乙酸和丙酮，并且所述至少一種變性劑包含異丙醇。
15.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在輔助反應(yīng)器中于有效形成丙酮的條件下使乙酸與氫氣接觸。
16.權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性乙醇組合物在形成時(shí)包含基于該變性乙醇組合物總重量計(jì)0. lwt. % -10wt%的異丙醇。
17.權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)的方法，其中所述分離包括將粗乙醇產(chǎn)物的第一部分分離成乙醇料流與一個(gè)或多個(gè)衍生料流； 將所述乙醇料流純化形成純化的乙醇料流；以及將粗乙醇產(chǎn)物的第二部分與所述純化的乙醇料流合并形成變性乙醇組合物。
18.權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)的方法，其中所述分離包括將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成乙醇料流與一個(gè)或多個(gè)衍生料流； 將所述乙醇料流純化形成純化的乙醇料流；以及將至少部分所述乙酸進(jìn)料與所述純化的乙醇料流合并形成變性乙醇組合物。
19.權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在第一塔中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇、乙醛和乙酸乙酯的第一餾出物， 與包含乙酸的第一殘余物。
20.權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括將至少部分第一餾出物分離成乙醇料流與包含乙醛和乙酸乙酯的變性劑料流； 將所述乙醇料流純化形成純化的乙醇料流；以及將至少部分所述變性劑料流與所述純化的乙醇料流合并形成變性乙醇組合物。
21.權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括 將至少部分第一餾出物分離成乙醇料流；將所述乙醇料流純化形成純化的乙醇料流；以及將至少部分第一殘余物與所述純化的乙醇料流合并形成變性乙醇組合物。
22.權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在第二塔中將至少部分第一餾出物分離成包含乙酸乙酯和/或乙醛的第二餾出物，與乙醇料流；將所述乙醇料流純化形成純化的乙醇料流；以及將至少部分第二餾出物與所述純化的乙醇料流合并形成變性乙醇組合物。
23.權(quán)利要求22的方法，其中第二塔是提取蒸餾塔。
24.權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在第二塔中將至少部分第一餾出物分離成包含乙酸乙酯的第二殘余物，與乙醇料流；將所述乙醇料流純化形成純化的乙醇料流；以及將至少部分第二殘余物與所述純化的乙醇料流合并形成變性乙醇組合物。
25.權(quán)利要求對(duì)的方法，其中第二塔是非提取蒸餾塔。
26.權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在第二塔中將至少部分第一餾出物分離成包含乙酸乙酯的第二殘余物，與乙醇料流； 在第三塔中將至少部分第二殘余物分離成包含乙酸乙酯和乙醇的第三餾出物。
27.權(quán)利要求146中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑包含乙酸乙酯，并且其中所述變性乙醇組合物還包含基于粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)， 0. Olwt. % -40wt. %乙酸乙酯； 50wt. % -99wt. % 乙醇；禾口 lwt. % -35wt. %7jC。
28.權(quán)利要求146中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑包含乙醛，并且其中所述變性乙醇組合物還包含基于粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)， 0. Olwt. % -IOwt. % 乙醛； 50wt. % -99wt. % 乙醇；禾口 lwt. % -35wt. %7jC。
29.權(quán)利要求116中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑包含異丙醇，并且其中所述變性乙醇組合物還包含基于粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)， 0. lwt. % -IOwt. %異丙醇； 50wt. % -99wt. % 乙醇；禾口 lwt. % -35wt. %7jC。
30.權(quán)利要求1- 中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑包含二乙醚，并且其中所述變性乙醇組合物還包含基于粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)， 0. lwt. % -20wt. %二乙醚； 50wt. % -99wt. % 乙醇；和 lwt. % -35wt. %7jC。
31.權(quán)利要求146中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑包含乙酸，并且其中所述變性乙醇組合物還包含基于粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)， 0. Olwt. % -20wt. % 乙酸 50wt. % -99wt. % 乙醇；禾口 lwt. % -35wt. %7jC。
32.權(quán)利要求116中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑包含正丙醇，并且其中所述變性乙醇組合物還包含基于粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)， 0. lwt. % -IOwt. % 正丙醇 50wt. % -99wt. % 乙醇；禾口 lwt. % -35wt. %7jC。
33.一種通過權(quán)利要求1-32中任一項(xiàng)的方法形成的變性乙醇組合物。
34.一種包含權(quán)利要求33的變性乙醇組合物的燃料組合物。
35.一種用于酯生產(chǎn)的包含權(quán)利要求33的變性乙醇組合物的原料。
36.一種包含權(quán)利要求33的變性乙醇組合物的溶劑。
37.一種生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，該方法包括在催化劑存在下將乙酸進(jìn)料加氫形成包含乙醇和變性劑的粗乙醇產(chǎn)物； 將粗乙醇產(chǎn)物分離成乙醇料流與至少一個(gè)包含變性劑的衍生料流； 進(jìn)一步純化乙醇料流以形成純化的乙醇料流；以及將所述至少一個(gè)衍生料流的至少一部分與所述純化的乙醇料流合并產(chǎn)生變性乙醇組合物。
38.權(quán)利要求37的方法，其中所述變性乙醇組合物包含50-99wt.%乙醇和 0. 01-40wt. %變性劑。
39.權(quán)利要求37的方法，其中所述粗乙醇產(chǎn)物包含 基于該粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)，5wt. % -70wt. % 乙醇； 0. Olwt. % -IOwt. % 乙醛； 0. Olwt. % -IOwt. %異丙醇； 0. Olwt. % -20wt. %二乙醚； 0. Olwt. % -20wt. %乙酸乙酯； Owt. % -90wt. % 乙酸；禾口 5wt. % -35wt. %7jC。
40.權(quán)利要求37-39中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑選自乙醛、丁間醇醛、乙醚和甲
41.權(quán)利要求37-40中任一項(xiàng)的方法，其中所述變性劑是乙酸乙酯。
42.權(quán)利要求37-41中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在第一塔中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇和變性劑的第一餾出物，與包含乙酸的第一殘余物；在第二塔中將至少部分第一餾出物分離成包含變性劑的第二餾出物與包含乙醇料流的第二殘余物；以及在第三塔中將至少部分所述乙醇料流分離成包含純化的乙醇料流的第三餾出物與包含水的第三殘余物。
43.權(quán)利要求42的方法，該方法還包括將至少部分第二餾出物加入到至少部分所述純化的乙醇料流中以產(chǎn)生變性乙醇組合物。
44.一種生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，該方法包括在催化劑存在下將包含乙酸和丙酮的乙酸進(jìn)料加氫形成包含乙醇和異丙醇的粗乙醇產(chǎn)物；在一個(gè)或多個(gè)分離單元中將所述粗乙醇產(chǎn)物分離成變性乙醇組合物與一個(gè)或多個(gè)衍生料流，其中所述變性乙醇組合物在形成時(shí)包含乙醇和基于該變性乙醇組合物總重量計(jì) 0. lwt. % -IOwt. % 的異丙醇。
45.權(quán)利要求44的方法，其中所述粗乙醇產(chǎn)物包含基于該粗乙醇產(chǎn)物總重量計(jì)，5wt. % -70wt. % 乙醇；0. Olwt. % -IOwt. % 乙醛；0. Olwt. % -IOwt. %異丙醇；Owt. % -20wt. %乙酸乙酯；和5wt. % -35wt. %7jC。
46.一種通過權(quán)利要求37-45中任一項(xiàng)的方法形成的變性乙醇組合物。
全文摘要
生產(chǎn)變性乙醇組合物的方法，該方法包括以下步驟在催化劑存在下將乙酸進(jìn)料加氫形成包含乙醇和至少一種變性劑的粗乙醇產(chǎn)物，并且在一個(gè)或多個(gè)分離單元中將粗乙醇產(chǎn)物分離成變性乙醇組合物與一個(gè)或多個(gè)衍生料流。所述變性乙醇組合物包含基于該變性乙醇組合物總重量計(jì)0.01wt.％-40wt.％的變性劑。
文檔編號(hào)C07C31/08GK102421734SQ201180002008
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者H·魏納, L·薩拉戈, R·J·沃納, R·耶夫蒂奇, T·霍頓, V·J·約翰斯頓 申請(qǐng)人:國際人造絲公司