由乙醇生產產生水流的方法

2023-11-11 17:53:12

專利名稱：由乙醇生產產生水流的方法
技術領域：
本發明總體上涉及由乙醇的生產產生水流(water stream)的方法，特別涉及由粗乙醇產物產生基本上不含有機雜質的水流的方法。
背景技術：
用於工業用途的乙醇按照常規由石油化工原料例如油、天然氣或煤生產，由原料中間體例如合成氣生產，或者由澱粉質材料或纖維素材料例如玉米(corn)和甘蔗生產。由石油化工原料以及由纖維素材料生產乙醇的常規方法包括乙烯的酸催化水合、甲醇同系化、直接醇合成和費-託合成。石油化工原料價格的不穩定性促使按照常規生產的乙醇成本波動，在原料價格升高時使對乙醇生產的替代來源的需要比以往更大。澱粉質材料以及纖維素材料常通過發酵轉化為乙醇。然而，發酵通常用於乙醇的消費性生產。此外，澱粉質或纖維素材料的發酵與食品來源構成競爭並且對用於工業用途所可生產的乙醇的量施加了限制。通過鏈烷酸和/或其它含羰基化合物的還原生產乙醇得到廣泛研究，在文獻中提及了催化劑、載體和操作條件的各種組合。在鏈烷酸例如乙酸的還原期間，其它化合物隨乙醇一起生成或者以副反應生成。此外，在乙酸加氫期間還可形成與乙醇等摩爾的水。這些雜質限制了乙醇的生產和從這類反應混合物的回收。此外，雜質可以存在於一種或多種清洗流中。當雜質存在於水清洗流中時，必須以化學方式或生物學方式處理該水清洗流，以在清洗流可以處置之前除去雜質。進一步處理增加了成本並且降低生產乙醇的總效率。因此，仍需要乙醇生產方法，其中該方法的分離部分產生在形成時含有很少(如果有的話)雜質的純化水流。這種水流可以不需要為了隨後使用或可靠地處置而進一步處理。發明概述在一個實施方案中，本發明涉及產生水流的方法。該方法包括將乙酸進料流加氫形成粗乙醇產物的步驟。所述粗乙醇產物優選包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸。該方法還包括在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物的步驟。在另一個實施方案中，本發明涉及產生水流的方法。該方法包括提供包含乙醇、 水、乙酸乙酯和乙酸的粗乙醇產物的步驟。該方法還包括在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物的步驟。
在一些實施方案中，分離步驟還包括以下步驟在所述多個塔的第一塔中將至少部分粗乙醇產物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一餾出物，以及包含乙酸的第一殘餘物；在所述多個塔的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以及包含乙醇和水的第二殘餘物；以及在所述多個塔的第三塔中將至少部分第二殘餘物分離成包含乙醇的第三餾出物和包含水流的第三殘餘物。在優選實施方案中，至少一個塔具有70-110°C的基底溫度(base temperature) 0 在其它實施方案中，至少一個塔的基底溫度為至少102°C。優選地，所得水流基本上不含除乙酸和乙醇外的有機雜質，在一個實施方案中，所得水流包含至少97wt. %水；小於0. 5wt. %乙酸；小於0. 005wt. %乙醇；和小於 0. OOlwt. %乙酸乙酯。在其它實施方案中，水流具有2. 99-3. 35的pH。附圖簡要描述下面參考附圖詳細地描述本發明，其中相同的數字指示類似的部分。

圖1是根據本發明一個實施方案的用於乙醇生產的加氫系統的示意圖。圖2是根據本發明一個實施方案的用於乙醇生產的加氫系統的示意圖。發明詳述本發明總體上涉及使粗乙醇產物分離以形成基本上不含除乙酸和乙醇外的有機雜質的水流。就本發明而言有機雜質可以包括乙酸乙酯、乙醛、丙酮、縮醛(acetal)和它們的混合物。在一個實施方案中，除乙酸和乙醇外的有機雜質的量可以小於IOwppm，例如小於 5wppm 或小於 Iwppm0粗乙醇產物優選通過將乙酸進料流中的乙酸進行加氫而形成。所述加氫優選在催化劑存在下實施。將乙酸加氫形成乙醇和水可以由以下反應表示
權利要求
1.一種產生水流的方法，該方法包括 將乙酸進料流加氫形成粗乙醇產物；以及在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物；其中所述水流優選基本上不含除乙酸和乙醇外的有機雜質。
2.權利要求1的方法，其中所述加氫在催化劑上進行，所述催化劑包含選自鉬/錫、鉬/ 釕、鉬/錸、鈀/釕、鈀/錸、鈷/鈀、鈷/鉬、鈷/鉻、鈷/釕、銀/鈀、銅/鈀、鎳/鈀，金/鈀、 釕/錸和釕/鐵的金屬組合。
3.—種產生水流的方法，該方法包括提供包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸的粗乙醇產物；以及在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物；其中所述水流基本上不含除乙酸和乙醇外的有機雜質。
4.權利要求1-3中任一項的方法，其中所述粗乙醇產物包含5-70wt.%的量的乙醇， 5-35wt. %的量的水，0-90wt. %的量的乙酸，和0-20wt. %的量的乙酸乙酯。
5.權利要求1-4中任一項的方法，其中所述水流包含 至少 97wt. %7jC ；小於0. 5wt. %乙酸； 小於0. 005wt. %乙醇；和小於0. OOlwt. %乙酸乙酯。
6.權利要求1-5中任一項的方法，其中所述水流具有2.99-3. 35的pH。
7.權利要求1-6中任一項的方法，其中所述有機雜質選自乙酸乙酯、乙醛、丙酮、縮醛和它們的混合物。
8.權利要求1-7中任一項的方法，其中所述至少一個塔具有70-110°C的基底溫度。
9.權利要求1-8中任一項的方法，其中所述至少一個塔具有至少102°C的基底溫度。
10.權利要求1-9中任一項的方法，其中所述分離還包括在所述多個塔的第一塔中將至少部分粗乙醇產物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一餾出物，以及包含乙酸的第一殘餘物；在所述多個塔的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以及包含乙醇和水的第二殘餘物；以及在所述多個塔的第三塔中將至少部分第二殘餘物分離成包含乙醇的第三餾出物和包含水流的第三殘餘物。
11.權利要求10的方法，其中所述第二塔是使用提取劑的提取蒸餾塔。
12.權利要求1-11中任一項的方法，其中將至少部分水流導向第二塔。
13.權利要求1-12中任一項的方法，其中所述多個塔中的一個是洗滌器。
14.權利要求13的方法，其中將所述水流導向洗滌器。
15.一種產生水流的方法，該方法包括 將乙酸加氫形成粗乙醇產物；以及在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物；其中所述水流包含 至少 97wt. %7jC ； 小於0. 5wt. %乙酸； 小於0. 005wt. %乙醇；和小於0. OOlwt. %乙酸乙酯。
16.一種產生水流的方法，該方法包括提供包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸的粗乙醇產物；以及在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物；其中所述水流包含 至少 97wt. %7jC ； 小於0. 5wt. %乙酸； 小於0. 005wt. %乙醇；和小於0. OOlwt. %乙酸乙酯。
17.權利要求15和16中任一項的方法，其中所述粗乙醇產物包含5-70wt.%的量的乙醇，5-35wt. %的量的水，0-90wt. %的量的乙酸，和0-20wt. %的量的乙酸乙酯。
18.權利要求15-17中任一項的方法，其中所述水流具有2.99-3. 35的pH。
19.權利要求15-18中任一項的方法，其中所述有機雜質選自乙酸乙酯、乙醛、丙酮、縮醛和它們的混合物。
20.權利要求15-19中任一項的方法，其中所述至少一個塔具有70-110°C的基底溫度。
21.權利要求15-20中任一項的方法，其中所述至少一個塔具有至少102°C的基底溫度。
22.權利要求15-21中任一項的方法，其中所述分離還包括在所述多個塔的第一塔中將至少部分粗乙醇產物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一餾出物，以及包含乙酸的第一殘餘物；在所述多個塔的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以及包含乙醇和水的第二殘餘物；以及在所述多個塔的第三塔中將至少部分第二殘餘物分離成包含乙醇的第三餾出物和包含水流的第三殘餘物。
23.權利要求22的方法，其中所述粗乙醇產物包含5-70wt.%的量的乙醇，5_35wt. % 的量的水，0-90wt. %的量的乙酸，和0-20wt. %的量的乙酸乙酯。
24.權利要求22和23中任一項的方法，其中所述水流具有2.99-3. 35的pH。
25.權利要求22-24中任一項的方法，其中所述有機雜質選自乙酸乙酯、乙醛、丙酮、縮醛和它們的混合物。
26.權利要求22-25中任一項的方法，其中所述至少一個塔具有70-110°C的基底溫度。
27.權利要求22-26中任一項的方法，其中所述至少一個塔具有至少102°C的基底溫度。
28.權利要求22-27中任一項的方法，其中所述分離還包括在所述多個塔的第一塔中將至少部分粗乙醇產物分離成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一餾出物，以及包含乙酸的第一殘餘物；在所述多個塔的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以及包含乙醇和水的第二殘餘物；以及在所述多個塔的第三塔中將至少部分第二殘餘物分離成包含乙醇的第三餾出物和包含水流的第三殘餘物。
全文摘要
在一個實施方案中，本發明涉及產生水流的方法，該方法包括以下步驟將乙酸加氫形成粗乙醇產物，以及在多個塔的至少一個塔中將至少部分所述粗乙醇產物分離成包含乙醇的餾出物和包含水流的殘餘物。所述水流優選基本上不含除乙酸和乙醇外的有機雜質。
文檔編號C07C29/149GK102414151SQ201180001858
公開日2012年4月11日 申請日期2011年2月1日 優先權日2010年2月2日
發明者H·維尼爾, L·薩拉格爾, R·J·沃尼爾, R·傑夫迪克, T·霍頓, V·J·瓊斯登 申請人:國際人造絲公司