專利名稱：生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法。特別地，本發(fā)明涉及通過(guò)乙酸加氫生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法。
背景技術(shù)：
乙醇是特別有價(jià)值的醇，其具有廣泛應(yīng)用例如化學(xué)溶劑；各種化學(xué)合成的原料； 消費(fèi)產(chǎn)品如啤酒，葡萄酒，和烈酒；以及燃料。鏈烷酸和/或其它含羰基化合物的加氫是生產(chǎn)醇例如乙醇的一種方法。這種方法已得到廣泛研究。其結(jié)果是，在文獻(xiàn)中提及反應(yīng)物、催化劑、載體和操作條件的各種相關(guān)組
I=I O然而，無(wú)水乙醇優(yōu)選用于一些乙醇應(yīng)用，例如燃料。然而，無(wú)水或基本上無(wú)水乙醇通常難以由常規(guī)加氫和分離方法獲得。例如，在常規(guī)加氫反應(yīng)中生成的乙醇和水可以形成二元共沸物。這種共沸物含有約95%乙醇和約5%水。因?yàn)樵摴卜形锏姆悬c(diǎn)(78°C )僅僅略微低于純乙醇的沸點(diǎn)(78. 4°C )，所以無(wú)水或基本上無(wú)水乙醇組合物難以通過(guò)簡(jiǎn)單的常規(guī)蒸餾由粗乙醇組合物獲得。即使可能已知一些加氫和分離技術(shù)，但是仍需要用于生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)。發(fā)明概述本發(fā)明涉及生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法。該方法包括以下步驟在催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法還包括以下步驟在第一塔中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成第一餾出物和第一殘余物。第一餾出物包含乙醇、水和乙酸乙酯。第一殘余物包含乙酸。該方法還包括以下步驟在第二塔中將至少部分第一餾出物分離成第二餾出物和第二殘余物。第一餾出物包含乙酸乙酯，第二殘余物包含乙醇和水。該方法還包括以下步驟在第三塔中將至少部分第二殘余物分離成第三餾出物和第三殘余物。第三餾出物包含乙醇和殘留的水，第三殘余物包含分離的水。該方法還包括將至少部分第三餾出物脫水形成無(wú)水乙醇組合物的步驟。無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)(as formed) 包含小于lwt. %，例如小于0. 5wt. %、小于0. Iwt. %、小于0.0Iwt. %、小于0.00Iwt. % 或小于0. OOOlwt. %的水。就范圍而言，無(wú)水乙醇組合物包含0. OOOlwt. % -Iwt. %，例如 0. OOlwt. % -0. 5wt. %或0. OOlwt. % -0. 05wt. %的水。重量百分?jǐn)?shù)基于無(wú)水乙醇組合物的總重量計(jì)。優(yōu)選地，通過(guò)本發(fā)明方法形成的無(wú)水乙醇組合物包含95wt. %-99. 9999wt. %乙醇和0. OOOlwt. % -lwt. %水。在一個(gè)實(shí)例中，第三餾出物包含0. OOOlwt. % _12wt. %水禾口 /或脫水步驟從第三餾出物移除至少50wt. %水。
優(yōu)選地，脫水步驟包括在第四塔中將至少部分第三餾出物分離成第四餾出物和第四殘余物。第四餾出物包含無(wú)水乙醇組合物，第四殘余物包含水。在一個(gè)實(shí)施方案中，第四塔是包含10-100個(gè)塔板的提取蒸餾塔。優(yōu)選地，提取蒸餾塔包含選自二醇、甘油、汽油和己烷的至少一種提取劑。在另一個(gè)實(shí)施方案中，分子篩單元將第三餾出物脫水。在另一個(gè)實(shí)施方案中，膜分離單元將第三餾出物脫水。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含在催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物的反應(yīng)器。該系統(tǒng)還包含將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成第一餾出物和第一殘余物的第一塔。該系統(tǒng)還包含將至少部分第一餾出物分離成第二餾出物和第二殘余物的第二塔。該系統(tǒng)還包含將至少部分第二殘余物分離成第三餾出物和第三殘余物的第三塔。該系統(tǒng)還包含將至少部分第三餾出物脫水形成無(wú)水乙醇組合物的脫水器。示例性的脫水器包括提取蒸餾塔、分子篩單元、膜分離單元和它們的組合。


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)施方案的具有第四塔的加氫系統(tǒng)的示意圖。圖IB是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的具有分子篩單元的加氫系統(tǒng)的示意圖。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，將無(wú)水乙醇組合物從通過(guò)乙酸加氫產(chǎn)生的粗乙酸產(chǎn)物分離出。加氫可以在催化劑存在下實(shí)施。分離可以在一個(gè)或多個(gè)分離單元(例如蒸餾塔，例如兩個(gè)或更多個(gè)，或者三個(gè)或更多個(gè))中實(shí)施。在優(yōu)選實(shí)施方案中，該方法包括以下步驟將衍生自粗乙醇產(chǎn)物的富含乙醇的料流脫水產(chǎn)生無(wú)水乙醇組合物。無(wú)水乙醇組合物包含乙醇和基于該無(wú)水乙醇組合物總重量計(jì)小于Iwt. %，例如小于 0. 5wt. %、小于 0. Iwt. %、小于 0. Olwt. %、小于 0. OOlwt. %或小于 0. OOOlwt. %的水。就范圍而言，很大程度上取決于所使用的脫水技術(shù)，無(wú)水乙醇組合物可以包含基于該無(wú)水乙醇組合物總重量計(jì) 0. OOOlwt. % -Iwt. %，例如 0. 001-0. 5wt. %或0· 001-0. 05wt. %的水。將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)無(wú)水乙醇組合物的方法，該方法包括在催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物；在第一塔中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯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乙酸乙酯的第二餾出物與包含乙醇和水的第二殘余物；在第三塔中將至少部分第二殘余物分離成包含乙醇和殘留的水的第三餾出物與包含分離的水的第三殘余物；以及將至少部分第三餾出物脫水形成無(wú)水乙醇組合物，該無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含基于該無(wú)水乙醇組合物總重量計(jì)小于Iwt. %的水。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含小于0.Iwt. %的水。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含95wt.%-99. 9999wt. % 的乙醇；和0. OOOlwt. % -lwt. %的水。
4.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中第三餾出物包含0.OOOlwt. % -12wt. %的水。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中所述脫水從第三餾出物移除至少50wt.%的水。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中所述脫水包括在第四塔中將至少部分第三餾出物分離成包含無(wú)水乙醇組合物的第四餾出物和包含水的第四殘余物。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述無(wú)水乙醇組合物包含0.OOlwt. % -0. 5wt. %的水。
8.權(quán)利要求6和7中任一項(xiàng)的方法，其中所述脫水通過(guò)提取蒸餾塔來(lái)實(shí)施，所述提取蒸餾塔使用選自二醇、甘油、汽油和己烷的至少一種提取劑。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中所述脫水通過(guò)含有分子篩的分子篩單元來(lái)實(shí)施。
10.一種生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物的反應(yīng)器；將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一餾出物與包含乙酸的第一殘余物的第一塔；將至少部分第一餾出物分離成包含乙酸乙酯的第二餾出物與包含乙醇和水的第二殘余物的第二塔；將至少部分第二殘余物分離成包含乙醇和水的第三餾出物與包含水的第三殘余物的第三塔；以及將至少部分第三餾出物脫水形成無(wú)水乙醇組合物的脫水器。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含小于lwt.%的水。
12.權(quán)利要求10和11中任一項(xiàng)的方法，其中所述無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含小于 0. Iwt. % 的水。
13.權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述脫水器包括第四塔。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中所述第四塔包括提取蒸餾塔，該提取蒸餾塔使用選自二醇、甘油、汽油和己烷的至少一種提取劑。
15.權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其中所述脫水器包括含有分子篩的分子篩單元。
16.一種生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法，該方法包括 在催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物；在一個(gè)或多個(gè)分離單元中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物進(jìn)行分離以形成無(wú)水乙醇組合物，該無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含基于該無(wú)水乙醇組合物總重量計(jì)小于Iwt. %的水。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中所述分離包括在蒸餾塔中將至少部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇和水的餾出物與包含水的殘余物；以及使至少部分餾出物脫水形成無(wú)水乙醇組合物。
全文摘要
生產(chǎn)無(wú)水乙醇組合物的方法。該方法包括在催化劑存在下將乙酸加氫形成粗乙醇產(chǎn)物，在第一塔中將部分粗乙醇產(chǎn)物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一餾出物，與包含乙酸的第一殘余物，在第二塔中將部分第一餾出物分離成包含乙酸乙酯的第二餾出物與包含乙醇和水的第二殘余物，在第三塔中將部分第二殘余物分離成包含乙醇和殘留的水的第三餾出物與包含分離的水的第三殘余物，以及將部分第三餾出物脫水形成無(wú)水乙醇組合物。所述無(wú)水乙醇組合物在形成時(shí)包含基于該無(wú)水乙醇組合物總重量計(jì)小于1wt.％的水。
文檔編號(hào)C07C31/08GK102421736SQ201180002012
公開(kāi)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G·格魯森多夫, 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(guó)際人造絲公司