[发明专利]具有控制压力的降低能量的乙醇分离方法

说明书

优先权要求

本申请要求2012年1月24日提交的美国申请号61/590,009、2011年4月26日提交的美国申请号13/094,588和2011年11月9日提交的美国申请号13/292,914的优先权，通过引用将其全部内容和公开并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于生产醇的方法，且特别地涉及使用一个或多个塔从乙酸乙酯残余物物流回收乙醇，和当将乙醇回收于残余物中时在控制压力下操作塔的方法。在一个优选实施方案中，存在在控制压力下操作的至少两个塔。

背景技术

用于工业用途的乙醇常规地由有机原料例如油、天然气或煤生产，由原料中间体例如合成气生产，或者由淀粉质材料或纤维素材料例如玉米(corn)和甘蔗生产。由有机原料以及由纤维素材料生产乙醇的常规方法包括乙烯的酸催化水合、甲醇同系化、直接醇合成和费-托合成。石油化工原料价格的不稳定性促使常规生产的乙醇成本波动，在原料价格升高时使对乙醇生产的替代来源的需要比以往更大。淀粉质材料以及纤维素材料通过发酵转化为乙醇。然而，发酵通常用于乙醇的消费性生产，其适合于燃料或人类消费。此外，淀粉质或纤维素材料的发酵与食品来源构成竞争并且对用于工业用途所可生产的乙醇的量施加了限制。

通过链烷酸和/或其它含羰基化合物的还原生产乙醇得到广泛研究，在文献中提及了催化剂、载体和操作条件的各种组合。在链烷酸例如乙酸还原期间，其它化合物与乙醇一起形成或在副反应中形成。这些杂质限制了从这样的反应混合物生产和回收乙醇。例如，在加氢期间，产生的酯与乙醇和/或水一起形成难以分离的共沸物。此外，当转化不完全时，未反应的酸保留在粗乙醇产物中，为回收乙醇需将其除去。

EP02060553描述了将烃转化为乙醇的方法，该方法包括将烃转化为乙酸和将乙酸加氢得到乙醇。将来自加氢反应器的物流进行分离以获得乙醇物流以及乙酸和乙酸乙酯的物流，将所述乙酸和乙酸乙酯物流再循环到加氢反应器。

美国专利号7,842,844描述了在颗粒催化剂存在下将烃转化为乙醇和任选的乙酸时用于改进选择性和催化剂活性以及操作寿命的方法，所述转化的进行经由合成气产生的中间步骤。

仍需要改善从使链烷酸例如乙酸和/或其它含羰基化合物还原获得的粗产物回收乙醇的方法。

发明内容

在第一实施方案中，本发明涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤：使乙酸和/或其酯在催化剂存在下在反应器中加氢以形成粗乙醇产物；将部分粗乙醇产物在第一蒸馏塔中分离以获得包含乙醛和乙酸乙酯的第一馏出物和包含乙醇，乙酸，和水的第一残余物；将部分第一残余物在第二蒸馏塔中分离以获得包含乙酸和水的第二残余物和包含乙醇和乙酸乙酯的第二馏出物；和将至少部分第二馏出物在第三蒸馏塔中分离以获得包含乙酸乙酯的第三馏出物和包含乙醇的第三残余物，其中该第一蒸馏塔和该第三蒸馏塔在比第二蒸馏塔低的压力下操作。在一个实施方案中，该第一和第三塔在0.1kPa-102kPa，和优选低于大气压力的压下操作。在一个实施方案中，该第二蒸馏塔在大于70kPa，例如，70kPa-510kPa操作。第一和/或第三塔可在比第二塔低至少10kPa下操作。

在第二实施方案中，本发明涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤：提供包含乙醇，乙酸，乙酸乙酯，乙醛和水的粗乙醇产物；将部分粗乙醇产物在第一蒸馏塔中分离以获得包含乙醛和乙酸乙酯的第一馏出物和包含乙醇，乙酸乙酯，乙酸，和水的第一残余物；将部分第一残余物在第二蒸馏塔中分离以获得包含乙酸和水的第二残余物和包含乙醇和乙酸乙酯的第二馏出物；和将至少部分第二馏出物在第三蒸馏塔中分离以获得包含乙酸乙酯的第三馏出物和包含乙醇的第三残余物，其中该第一蒸馏塔和该第三蒸馏塔在比第二蒸馏塔低的压力下操作。

在第三实施方案中，本发明涉及用于生产乙醇的方法，该方法包括以下步骤：提供包含乙醇，乙酸乙酯，乙醛和水的粗乙醇产物；将至少部分粗乙醇产物在第一蒸馏塔中分离以形成包含乙醛和乙酸乙酯的第一馏出物和包含乙醇和水的第一残余物；将至少部分第一残余物分离以形成包含乙醇的有机物物流和包含水的含水物流；和将有机物物流在第二蒸馏塔中分离以形成包含乙醇的第二馏出物和包含水的第二残余物，其中该第一蒸馏塔在比第二蒸馏塔低的压力下操作。