[发明专利]一种醋酸甲酯加氢制备甲醇和乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备醇的方法，具体涉及一种醋酸甲酯加氢制备甲醇和乙醇的方法，属于化工合成技术领域。

背景技术

甲醇（分子式：CH₄O；英文名称：methyl alcohol），是一种无色透明易燃易挥发的极性液体，系结构最为简单的饱和一元醇系。甲醇用途十分广泛，是基础的有机化工原料和优质的燃料。主要应用于精细化工、塑料等领域，既可用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，可加入汽油掺烧。甲醇和氨反应可以制造一甲胺。而乙醇是饱和一元醇中重要的一种，其用途很广，广泛用于食品、化工、医药、燃料、国防等行业。乙醇热值较低、汽化潜热较高、抗爆性能好、氧含量高，作为重要的清洁能源还可制造乙醇汽油作为汽车燃料，被称为21世纪“绿色能源”，与甲醇一样，在市场上供不应求。

目前关于联产甲醇和乙醇的相关文献有：专利申请文件（公开号：CN101665408A）公开了一种利用枯叶制备甲醇和乙醇的方法，所述的方法为：将枯叶进行气化，得到气化产物；调节气化产物中的碳氢比，达到适合于合成甲醇和乙醇的碳氢比；采用化学反应合成甲醇和乙醇。在该方法中，气化产物含有有毒气体一氧化碳，且该产物合成甲醇和乙醇的产率低。

此外，现有技术中乙醇的制备方法主要有食物发酵法，乙烯水化法以及羧酸酯加氢制备醇的方法。但食物发酵法，乙烯水化法制备饱和一元醇的方法对设备的要求过高，能耗大，处理繁琐，生产成本较高。而通过羧酸酯加氢制备醇的相关文献有：1）专利申请文件（公开号：CN 102659513A）公开了一种醋酸酯生产乙醇并选择性联产2-丁醇的方法，采用的是以Cu-Zn-M/SiO₂（M选自Ir、Mn、W、Ru、Zr中的一种及一种以上的复合）为催化剂，其在反应温度为280～320℃，反应压力为1MPa～10MPa，氢酯比为10～20，液体时空速度为3～5kg/kg·h的条件下，醋酸酯转化率为98%，乙醇选择性仅为96.03%，2-丁醇选择性为3.97%。2）专利申请文件（公开号：CN 102093162A）公开了一种醋酸酯制备乙醇的方法，采用的是以5～50%铜为活性组分，助剂选择Zn/Mn/Mo/Co/Mg/Ba元素中的一种或几种，约为1～10%，载体选自二氧化硅，其在反应温度为300℃、压力为5Mpa的条件下，得到最高时空产率仅为1.55g/（g催化剂·h），乙醇选择性仅为97%。这些醋酸酯加氢反应方法存在使用的催化剂转化率低，产物选择性低，反应温度高，能耗高等不足之处。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种反应转化率高，成本低的利用制备聚乙烯醇的副产物醋酸甲酯加氢制备甲醇和乙醇的方法。

一种醋酸甲酯加氢制备甲醇和乙醇的方法，该方法包括以下步骤：将所述的醋酸甲酯与氢气混合，以气相的方式进入反应器催化剂床层，在催化剂的作用下，在反应温度为200-260℃和反应压力为1.8-3.0MPa的条件下进行加氢还原反应，将加氢还原反应的产物先冷却，再蒸馏得甲醇和乙醇；其中所述的醋酸甲酯为制备聚乙烯醇的副产物。

本发明中所述制备聚乙烯醇的方法为：在聚乙烯醇生产装置中聚醋酸乙烯与甲醇发生酯交换反应制得聚乙烯醇，其中副产醋酸甲酯从聚乙烯醇生产装置中的共沸蒸馏塔顶采出后直接作为制备甲醇和乙醇的原料，其中醋酸甲酯纯度为50-99%。

由于醋酸甲酯是聚醋酸乙烯制备聚乙烯醇的副产物，一般情况下本领域技术人员通过将醋酸甲酯水解后回收醋酸和甲醇的方式将最终产物提纯从而达到除去副产物醋酸甲酯的目的，将醋酸甲酯水解的方法对设备要求高，损耗大。本发明人通过长期研究发现：作为聚醋酸乙烯制备聚乙烯醇的副产物的醋酸甲酯可以作为一次性制备甲醇和乙醇的反应原料，而且转化率较高，最终产品甲醇和乙醇的纯度和收率较高，真正实现了变废为宝，最大化利用材料的功效。