[发明专利]一种低温液相合成气制乙醇的方法

说明书

本发明公开一种低温液相合成气制乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在高压反应釜中加入醇溶剂、Cu/Zn/Fe催化剂、碱金属盐助剂，混合均匀；(2)用合成气H₂/CO/CO₂置换高压反应釜中的空气后，将高压反应釜充压至一定压力，搅拌并升温，温度达到设定温度时计时，反应一定时间；(3)反应结束后在水浴中迅速降至室温即得。所述方法能够实现用含CO₂的合成气制乙醇，提高了合成气的利用率，能够显著提高合成气的碳转化率以及乙醇的选择性，同时能够降低合成反应的温度，实现低温液相制备乙醇。

技术领域

本发明涉及合成气制备醇类技术领域，具体涉及一种低温液相合成气制乙醇的方法。

背景技术

乙醇作为一种最具潜能的汽油添加剂及化石燃料替代品，具有辛烷值高，无污染等优点。除了作为燃料和汽油添加剂外，乙醇也可作为原料用于生产其他化学品、燃料及聚合物，如乙醇制醚、乙醇制丁醇、乙醇胺化反应、氧化反应、脱水制烃类物质和烷基化反应等。近些年，随着燃料电池的快速发展，乙醇作为可再生氢能在燃料电池中的应用也得到了广泛关注和研究。

催化合成气制乙醇作为可再生能源开发的途径之一，极具研究价值及工业价值。目前，催化合成气制乙醇工艺主要采用气固床反应器以Cu基催化剂在高温高压下(250℃-440℃,4.1-10.3MPa)进行，由于合成气制乙醇是较易进行的强放热反应，故其合成气的碳转化率较低(25％)。因此，为了提高合成气的转化率及醇类产物的选择性，低温液相催化合成气制醇类工艺被开发，现有低温液相催化合成气制醇类的方法不仅能够大幅度提高合成气的总碳转化率，并可有效地降低了反应的温度和压力，但其液相产物主要为甲醇，而乙醇选择性非常低。此外，现有的催化合成气制醇类的方法中使用的催化剂容易发生CO₂中毒，因此反应使用的合成气为CO/H₂，不含CO₂或CO₂含量极低，降低了合成气的利用率；对于含CO₂的合成气原料，如果不进行除CO₂的预处理，直接进行反应，其反应效率大幅降低，同时也会降低乙醇的选择性。随着工业发展，乙醇需求与日俱增，开发低温液相合成气制乙醇的方法具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种低温液相合成气制乙醇的方法，能够实现用含CO₂的合成气制乙醇，提高了合成气的利用率，能够显著提高合成气的碳转化率以及乙醇的选择性，同时能够降低合成反应的温度，实现低温液相制备乙醇。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种低温液相合成气制乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)在高压反应釜中加入醇溶剂、Cu/Zn/Fe催化剂、碱金属盐助剂，混合均匀；

(2)用合成气H₂/CO/CO₂置换高压反应釜中的空气后，将高压反应釜充压至一定压力，搅拌并升温，温度达到设定温度时计时，反应一定时间；

(3)反应结束后在水浴中迅速降至室温即得。

通过以上技术方案，以合成气H₂/CO/CO₂为原料，Cu/Zn/Fe为催化剂，碱金属盐为助剂，醇为溶剂，在高压反应釜中，采用低温液相条件制备乙醇，实现含CO₂的合成气制乙醇，催化剂不易CO₂中毒，同时能够降低反应的温度，提高合成气的碳转化率，大大提高乙醇的选择性，其碳转化率达到76.6％，乙醇及其中间体甲酸乙酯的总选择性可达92.6％。

优选的，步骤(2)所述一定压力为2～5MPa。

优选的，步骤(2)所述设定温度为150～170℃。

优选的，步骤(2)所述一定时间为1～24h。