Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола



Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола
Способ испарения уксусной кислоты в процессах гидрирования для производства этанола

 


Владельцы патента RU 2571425:

СЕЛАНИЗ ИНТЕРНЭШНЛ КОРПОРЕЙШН (US)

Изобретение относится к вариантам способа производства этанола. Один из вариантов способа включает следующие стадии: введение уксусной кислоты в испаритель для получения парового питающего потока и продувочного потока, где массовое соотношение парового питающего потока и продувочного потока составляет по меньшей мере 2:1, при этом продувочный поток содержит по меньшей мере 85 мас.% уксусной кислоты и менее чем 1 мас.% соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты, паровой питающий поток содержит по меньшей мере 70 мас.% уксусной кислоты по отношению к полной массе парового питающего потока, введение парового питающего потока в реактор; и гидрирование уксусной кислоты из парового питающего потока в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол. Предлагаемые варианты способа позволяют получить целевой продукт при усовершенствованном испарении уксусной кислоты для ее гидрирования. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил., 8 табл., 1 пр.

 

Требование приоритета

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США №61/300,815, поданной 02 февраля 2010 г., предварительной патентной заявки США №61/332,696, поданной 07 мая 2010 г., предварительной патентной заявки США №61/332,699, поданной 07 мая 2010 г., и патентной заявки США №12/974, 982, поданной 21 декабря 2010 г., полные содержания и описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к способам гидрирования для производства этанола и, в частности, к способам испарения подлежащей гидрированию уксусной кислоты.

Уровень техники, к которой относится изобретение

Этанол для промышленного использования традиционно производят из нефтехимических исходных материалов, таких как нефть, природный газ или уголь, из промежуточных материалов, таких как синтез-газ, или из крахмалистых материалов или целлюлозных материалов, таких как кукуруза или сахарный тростник. Традиционные способы производства этанола из нефтехимических исходных материалов, а также из целлюлозных материалов включают катализируемую кислотой гидратацию этилена, гомологизацию метанола, прямой синтез спирта и синтез Фишера-Тропша (Fischer-Tropsch). Неустойчивость цен нефтехимических исходных материалов приводит к колебаниям себестоимости традиционного производства этанола, создавая потребность в альтернативных источниках производства этанола, которая возрастает вместе с ценами исходных материалов. Крахмалистые материалы, а также целлюлозные материалы превращают в этанол посредством брожения. Однако брожение, как правило, используют для производства этанола для потребления в качестве продукта питания и в качестве топлива. Кроме того, брожение крахмалистых или целлюлозных материалов конкурирует за источники продуктов питания и налагает ограничения на количество этанола, которое можно производить для промышленного использования.

Производство этанола посредством восстановления алкановых кислот и/или других содержащих карбонильные группы соединений всесторонне исследовано, и в литературе описаны разнообразные сочетания катализаторов, носителей и технологических условий. Гидрирование алкановых кислот и/или других содержащих карбонильные группы соединений можно осуществлять в жидкой фазе, как описано в патенте США №4480115. В жидкой фазе уксусная кислота обладает чрезвычайной коррозионной активностью и способна разрушать катализаторы и/или оборудование реакторов. Патент США №4517391 описывает кобальтовый катализатор для гидрирования уксусной кислоты в паровой фазе путем введения жидкой уксусной кислоты в реактор. Уксусная кислота испаряется в реакторе в условиях реакции. Патент США №4777303 также описывает, как уксусная кислота реагирует в паровой фазе.

Во время восстановления алкановой кислоты, например, уксусной кислоты, другие соединения образуются из этанола или в ходе побочных реакций. Эти побочные продукты и/или примеси ограничивают производство и извлечение этанола из таких реакционных смесей. Например, во время гидрирования образуются сложные эфиры, которые вместе с этанолом и/или водой образуют азеотропные смеси, которые трудно разделять. Кроме того, когда конверсия является неполной, в неочищенном этанольном продукте остается непрореагировавшая кислота, которую необходимо отделять для извлечения этанола. Примеси могут также накапливаться в системе очистки.

Таким образом, по-прежнему существует потребность усовершенствования испарения уксусной кислоты для гидрирования уксусной кислоты.

Сущность изобретения

В первом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу производства этанола, включающему введение уксусной кислоты в испаритель для получения парового питающего потока и продувочного потока, где массовое соотношение парового питающего потока и продувочного потока составляет, по меньшей мере, 2:1. Паровой питающий поток вводят в реактор, и уксусная кислота гидрируется из парового питающего потока в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол.

Во втором варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу производства этанола, включающему следующие стадии: введение уксусной кислоты в испаритель для получения парового питающего потока, введение парового питающего потока в реактор и гидрирование уксусной кислоты из парового питающего потока в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол. Данный способ дополнительно включает отделение этанола и, по меньшей мере, одного рециркуляционного потока от неочищенного этанольного продукта. Рециркуляционный поток содержит уксусную кислоту и менее чем 1,0 мас. % соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты. Кроме того, рециркуляционный поток вводят в испаритель вместе с уксусной кислотой для получения парового питающего потока.

В третьем варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу производства этанола, включающему следующие: испарение уксусной кислоты в испарителе в присутствии водорода для получения парового питающего потока, содержащего испарившуюся уксусную кислоту, введение парового питающего потока в реактор и гидрирование испарившейся уксусной кислоты при рабочем давлении реактора и в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол. Предпочтительно уксусная кислота испаряется при температуре ниже температуры кипения уксусной кислоты при рабочем давлении реактора. Рабочее давление реактора может составлять от 10 кПа до 3000 кПа.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение описано подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых аналогичные номера обозначают аналогичные части.

Фиг. 1 представляет блок-схему системы гидрирования в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет блок-схему реакционной зоны в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к способам испарения уксусной кислоты, вводимой в процесс гидрирования. Испарившаяся уксусная кислота гидрируется в присутствии катализатора, образуя неочищенный продукт реакции, который содержит этанол. Варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают отделение этанола от неочищенного продукта реакции. Процесс гидрирования предпочтительно осуществляют в паровой фазе. В одном варианте осуществления уксусная кислота может испаряться перед гидрированием. Уксусная кислота в паровой фазе обладает меньшей коррозионной активностью, чем уксусная кислота в жидкой фазе. Однако уксусная кислота в паровой фазе может обладать коррозионной активностью вблизи своей температуры конденсации. Варианты осуществления настоящего изобретения предотвращают эти условия коррозии путем испарения уксусной кислоты ниже ее температуры кипения в реакции.

После того, как уксусная кислота гидрируется, система очистки разделяет неочищенный продукт реакции на несколько потоков, содержащих побочные продукты и примеси. Эти побочные продукты и примеси можно рециркулировать в реактор. Предпочтительно рециркуляционные потоки испаряются вместе с уксусной кислотой. Это может приводить к накоплению более тяжелых побочных продуктов и примесей в испарителе, для чего требуется продувочный поток, чтобы продувать более тяжелые компоненты. В зависимости от качества, источник свежей уксусной кислоты может также содержать более тяжелые компоненты. Как правило, продуваемые вещества необходимо выбрасывать, и они приносят ничтожную экономическую выгоду, в результате чего их обработка представляет собой неэффективные расходы. Рециркуляционные потоки согласно настоящему изобретению могут содержать небольшие количества более тяжелых компонентов. Кроме того, считают, что в испарителе происходят несколько побочных реакций, в которых образуются более тяжелые компоненты. В вариантах осуществления настоящего изобретения испарение уксусной кислоты может создавать небольшой продувочный поток, даже когда рециркуляционные потоки поступают в испаритель. В одном варианте осуществления может потребоваться вводить продувочный поток в периодическом режиме. Небольшой продувочный поток или поток, для которого требуется периодическая продувка, может допускать, чтобы значительная часть исходного материала испарялась и поступала в реактор. Кроме того, продувочный поток может содержать высокую концентрацию уксусной кислоты, и ее можно повторно использовать. Преимущественно небольшой продувочный поток обеспечивает повышенные уровни эффективности.

В вариантах осуществления настоящего изобретения уксусная кислота может испаряться при температуре реакции, после чего испарившаяся уксусная кислота может поступать вместе с водородом в неразбавленном состоянии или после разбавления относительно инертным газом-носителем, таким как азот, аргон, гелий, диоксид углерода и т.п. Для реакций, осуществляемых в паровой фазе, температуру в системе следует регулировать таким образом, чтобы

она не уменьшалась ниже температуры конденсации уксусной кислоты. В одном варианте осуществления уксусная кислота может испаряться при температуре кипения уксусной кислоты при рабочем давлении реактора гидрирования, и затем испарившуюся уксусную кислоту можно дополнительно нагревать до температуры на впуске реактора. Уксусную кислоту можно переводить в состояние пара, пропуская водород, рециркулирующий газ, другой подходящий газ или их смеси через уксусную кислоту при температуре ниже температуры кипения уксусной кислоты, в результате чего газ-носитель увлажняется парами уксусной кислоты, и смешанные пары нагреваются до температуры впуска реактора. Предпочтительно уксусную кислоту переводят в пар, пропуская водород и/или рециркулирующий газ через уксусную кислоту при температуре, равной или ниже 125°C, после чего объединенный газовый поток нагревают до температуры на впуске реактора.

Фиг. 1 и 2 представляют гидрирующую систему 100, подходящую для гидрирования уксусной кислоты и отделения этанола от неочищенной реакционной смеси согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100 включает реакционную зону 101 и очищающую зону 102. Реакционная зона 101 включает реактор 103, испаритель 104, водородную питающую линию 105 и уксуснокислую питающую линию 106. На фиг. 1 очищающая зона 102 включает мгновенный испаритель 120 и первую колонну 121. На фиг. 2, очищающая зона 102 дополнительно включает вторую колонну 122, третью колонну 123 и четвертую колонну 124.

Исходные материалы, уксусную кислоту и водород, которые используют в связи со способом согласно настоящему изобретению, можно получать из любого подходящего источника, включая природный газ, нефть, уголь, биомассу и т.п. В качестве примеров, уксусную кислоту можно производить, используя карбонилирование метанола, окисление ацетальдегида, окисление этилена, окислительное брожение и анаэробное брожение. Поскольку колеблются цены нефти и природного газа, становясь более или менее высокими, способы производства уксусной кислоты и промежуточных продуктов, таких как метанол и моноксид углерода, из альтернативных источников углерода привлекают все больший интерес. В частности, когда нефть стоит относительно дороже по сравнению с природным газом, может оказаться выгодным производить уксусную кислоту, используя синтетический газ («синтез-газ»), который получают из любого доступного источника углерода. Патент США №6232352, описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки, например, предлагает способ переоборудования установки по производству метанола для производства уксусной кислоты. Путем переоборудования установки по производству метанола значительно сокращаются или, в основном, устраняются большие капитальные затраты, связанные с производством СО, для новой установки по производству уксусной кислоты. Всю массу или часть синтез-газа получают из установки синтеза метанола и направляют в блок сепаратора для извлечения СО и водорода, который затем используют для производства уксусной кислоты. Помимо уксусной кислоты, такой способ можно также использовать для производства водорода, который можно использовать в связи с настоящим изобретением.

Способы карбонилирования метанола, подходящие для производства уксусной кислоты, описаны в патентах США №№7208624, 7,115,772, 7005541, 6657078, 6627770, 6143930, 5599976, 5144068, 5,026,908, 5001259 и 4994608, описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Необязательно производство этанола можно интегрировать с такими способами карбонилирования метанола.

Патент США № RE 35377, который также включен в настоящий документ посредством ссылки, предлагает способ производства метанола посредством конверсии углеродных материалов, таких как нефть, уголь, природный газ и материалы биомассы. Способ включает гидрогазификацию твердых и/или жидких углеродных материалов для получения технологического газа, который подвергают паровому пиролизу с дополнительным природным газом, получая синтетический газ. Синтез-газ конвертируют в метанол, который можно карбонилировать в уксусную кислоту. Кроме того, данным способом производят водород, который можно использовать в связи с настоящим изобретением, как указано выше. Описание патента США №5821111, который предлагает способ конверсии биомассы отходов посредством газификации в синтетический газ, а также патента США №6685754 включены в настоящий документ посредством ссылки.

В одном необязательном варианте осуществления уксусная кислота, поступающая в реакцию гидрирования, может также содержать другие карбоновые кислоты и ангидриды, а также ацетальдегид и ацетон. Предпочтительно подходящий исходный уксуснокислый поток содержит одно или более соединений, выбранных из группы, которую составляют уксусная кислота, уксусный ангидрид, ацетальдегид, этилацетат и их смеси. Эти дополнительные соединения можно также гидрировать способами согласно настоящему изобретению. В некоторых вариантах осуществления присутствие карбоновой кислоты, такой как пропионовая кислота, или ее ангидрида может оказаться полезным для производства пропанола.

В качестве альтернативы, уксусную кислоту в виде пара можно получать непосредственно как неочищенный продукт из испарительного резервуара установки карбонилирования метанола типа, описанного в патенте США №6657078, который во всей своей полноте включен в настоящий документ посредством ссылки. Неочищенный парообразный продукт, например, может поступать непосредственно в реакционные зоны синтеза этанола согласно настоящему изобретению без необходимости конденсации уксусной кислоты и легких фракций или отделения воды, что сокращает общие технологические затраты.

Водородную питающую линию 105 можно вводить в ребойлерный поток 107, который обеспечивает ввод тепла в испаритель 104. Это позволяет направлять водородную питающую линию 105 в нижнюю часть испарителя 104. Ребойлерный поток 107 также содержит часть остатка, который циркулирует через ребойлер 109 вместе с водородной питающей линией 105. В некоторых вариантах осуществления остаток может включать часть продувочного потока 108. Водородную питающую линию 105 можно подогревать до температуры, составляющей от 30°C до 150°C, например, от 50°C до 125°C или от 60°C до 115°C. Водородную питающую линию 105 можно вводить при давлении от 1300 кПа до 3100 кПа, например, от 1500 кПа до 2800 кПа, или от 1700 кПа до 2600 кПа. Необязательно водородную питающую линию 105 можно вводить в один или более сепараторов, таких как защитные слои, амортизаторы давления, мембраны или их сочетания, чтобы отделять примеси, такие как моноксид углерода и диоксид углерода, в водородной питающей линии 105.

Ребойлерный поток 107 может дополнительно содержать непрореагировавший водород из рециркуляционного парового потока 110. Рециркуляционный паровой поток 110 получают из мгновенного испарителя 120, как описано ниже. Предпочтительно давление и температура рециркуляционного парового потока 110 являются аналогичными исходным значениям температуры и давления водородной питающей линии 105. Рециркуляционный паровой поток 110 можно направлять непосредственно в ребойлерный поток 107 или смешивать с питающим водородным потоком 105 и совместно направлять в ребойлерный поток 107.

Уксуснокислую питающую линию 106 можно направлять в верхнюю часть испарителя 104. Предпочтительно уксуснокислая питающая линия 106 поступает в испаритель 104 в жидкой фазе. Уксуснокислую питающую линию 106 можно подогревать до температуры, составляющей от 30°C до 150°C, например, от 50°C до 125°C или от 60°C до 115°C. Как указано выше, уксуснокислая питающая линия 106 может содержать уксусную кислоту, уксусный ангидрид, ацетальдегид, этилацетат и их смеси. Необязательно уксуснокислую питающую линию 106 можно направлять в один или более защитных слоев, чтобы отделять примеси, присутствующие в уксуснокислой питающей линии 106, такие как галогены.

Помимо уксуснокислой питающей линии 106, рециркуляционный поток 111, который содержит часть остатка из первой колонны 121, может поступать в испаритель 104. Остаток из первой колонны 121 содержит уксусную кислоту и воду. Предпочтительно рециркуляционный поток 111 содержит менее чем 1,0 мас. % соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты, например, менее чем 0,5 мас. %, менее чем 0,25 мас. % или менее чем 0,15 мас. %. Соединения, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты могут включать тяжелые соединения, такие как уксусный ангидрид и пропионовую кислоту.

Необязательно один или более дополнительных рециркуляционных потоков 112 можно также направлять в испаритель 104. Предпочтительно, чтобы эти один или более дополнительных рециркуляционных потоков 112 и рециркуляционный поток 111 вместе содержали менее чем 1,0 мас. % соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты, например, менее чем 0,5 мас. % или менее чем 0,25 мас. %. Этот необязательный рециркуляционный поток 112 можно получать из очищающей зоны 102, и они могут содержать непрореагировавшую уксусную кислоту, ацетальдегид, этилацетат, воду, этанол и их смеси. В одном варианте осуществления рециркуляционный поток 111 или необязательный рециркуляционный поток 112 можно объединять и смешивать с уксуснокислой питающей линией 106 перед направлением в испаритель 104.

Испаритель 104 производит паровой питающий поток 113 путем перевода уксусной кислоты из жидкой в газовую фазу ниже температуры кипения уксусной кислоты в реакторе 103 при рабочем давлении реактора. В одном варианте осуществления уксусная кислота в жидком состоянии содержится при температуре ниже 160°C, например, ниже 150°C или ниже 130°C. Испаритель может работать при температуре, составляющей, по меньшей мере, 118°C. Уксусная кислота может обладать коррозионной активностью при своей температуре конденсации, и содержанием уксусной кислоты при температуре ниже ее температуры кипения в реакторе можно уменьшить коррозионную активность уксусной кислоты.

Преимущественно испаритель 104, используемый для вариантов осуществления настоящего изобретения, можно изготавливать из нержавеющей стали и аналогичных материалов включая, но не ограничиваясь этим, SS316, SS316L, SS317, 2205, HASTELLOY™ В (Haynes International), HASTELLOY™ С. В вариантах осуществления настоящего изобретения можно устранять или уменьшать потребность в материалах более высокого качества, сокращая, таким образом, затраты.

Температура парового питающего потока 113 составляет предпочтительно от 100°C до 350°C, например, от 120°C до 310°C или от 150°C до 300°C. Паровой питающий поток 113 можно подогревать и направлять в реактор 103. Предпочтительно в одном варианте осуществления температура парового питающего потока 113 может составлять приблизительно 120°C при выходе из испарителя 104, и его подогревают до температуры, составляющей приблизительно от 200°C до 250°C перед направлением в реактор 103. Паровой питающий поток 113 можно подогревать, используя теплообменники с косвенным контактом и другой поток, такой как исходящий поток из реактора.

В одном варианте осуществления массовое соотношение парового питающего потока 113 и продувочного потока 108 составляет, по меньшей мере, 2:1, например, по меньшей мере, 5:1 или, по меньшей мере, 10:1. Преимущественно варианты осуществления настоящего изобретения могут допускать относительно небольшой продувочный поток 108, и массовое соотношение может составлять от 2:1 до 250:1, например, от 5:1 до 200:1 или от 10:1 до 175:1. Предпочтительные массовое соотношения составляют, по меньшей мере, 17:1, например, по меньшой мере, 70:1 или, по меньшей мере, 160:1.

Предпочтительно паровой питающий поток 113 содержит, по меньшей мере, 70 мас. % уксусной кислоты по отношению к полной массе парового питающего потока, например, по меньшей мере, 80 мас. % или, по меньшей мере, 90 мас. %. Продувочный поток 108 предпочтительно содержит, по меньшей мере, 85 мас. % уксусной кислоты, например, по меньшей мере, 90 мас. % или, по меньшей мере, 95 мас. %. Предпочтительно когда продувочный поток 108 содержит менее чем 1,0 мас. % соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты, например, менее чем 0,5 мас. % или менее чем 0,25 мас. %. В необязательном варианте осуществления может присутствовать пробоотборный клапан для наблюдения продувочного потока 108 и анализа его состава. Паровой питающий поток 113 и продувочный поток 108 могут также содержать водород, ацетальдегид, этанол, метилацетат, этилацетат, воду, ацетон, метилацетат и их смеси. Дополнительные компоненты продувочного потока 108 могут включать этилидендиацетат, 1,3-бутиленгликольдиацетат и/или н-бутилбензоат. В одном варианте осуществления путем увеличения данного массового соотношения можно также увеличивать чистоту уксусной кислоты продувочного потока 108. Это позволяет использовать продувочный поток 108 в процессе гидрирования или применять его в других химических процессах, а не выбрасывать.

Фиг. 1 представляет паровой питающий поток 113, поступающий в верхнюю часть реактора 103, причем в некотором другом варианте осуществления паровой питающий поток 113 можно направлять в боковую, верхнюю или нижнюю часть реактора 103.

Реактор 103 содержит катализатор, который используют в гидрировании карбоновой кислоты, предпочтительно уксусной кислоты. Подходящие катализаторы гидрирования включают катализаторы, содержащий первый металл и необязательно один или более из второго металла, третьего металла или дополнительных металлов, необязательно на носителе катализатора. Первый и необязательные второй и третий металлы можно выбирать из групп IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII переходных металлов, металлов семейства лантанидов, металлов семейства актинидов или металлов, выбранных из любой из групп IIIA, IVA, VA и VIA. Предпочтительные сочетания металлов для некоторых примерных композиций катализаторов содержат сочетания платина/олово, платина/рутений, платина/рений, палладий/рутений, палладий/рений, кобальт/палладий, кобальт/платина, кобальт/хром, кобальт/рутений, серебро/палладий, медь/палладий, никель/палладий, золото/палладий, рутений/рений и рутений/железо. Примерные катализаторы дополнительно описаны в патентах США №№7608744 и 7863489 и патентной публикации США №2010/0197485, которые во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.

В одном примерном варианте осуществления катализатор содержит первый металл, выбранный из группы, которую составляют медь, железо, кобальт, никель, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина, титан, цинк, хром, рений, молибден и вольфрам. Предпочтительно первый металл выбран из группы, которую составляют платина, палладий, кобальт, никель и рутений. Предпочтительнее первый металл выбран из платины и палладия. Когда первый металл представляет собой платину, предпочтительно, чтобы катализатор содержал платину в количестве, составляющем менее чем 5 мас. %, например, менее чем 3 мас. % или менее чем 1 мас. %, вследствие высокого спроса на платину.

Как указано выше, катализатор необязательно дополнительно содержит второй металл, который, как правило, функционирует в качестве промотора. Если присутствует второй металл, он предпочтительно выбран из группы, которую составляют медь, молибден, олово, хром, железо, кобальт, ванадий, вольфрам, палладий, платина, лантан, церий, марганец, рутений, рений, золото и никель. Предпочтительнее второй металл выбран из группы, которую составляют медь, олово, кобальт, рений и никель. Предпочтительнее второй металл выбран из олова и рения.

Если катализатор содержит два или более металлов, например, первый металл и второй металл, первый металл необязательно присутствует в катализаторе в количестве, составляющем от 0,1 до 10 мас. %, например, от 0,1 до 5 мас. % или от 0,1 до 3 мас. %.

Второй металл предпочтительно присутствует в количестве, составляющем от 0,1 и 20 мас. %, например, от 0,1 до 10 мас. % или от 0,1 до 5 мас. %. В случае катализаторов, содержащих два или более металлов, эти два или более металлов можно сплавлять друг с другом, или эти металлы могут оставаться несплавленными в виде раствора или смеси.

Предпочтительные соотношения металлов могут изменяться в зависимости от металлов, используемых в катализаторе. В некоторых примерных вариантах осуществления молярное соотношение первого металла и второго металла составляет от 10:1 до 1:10, например, от 4:1 до 1:4, от 2:1 до 1:2, от 1,5:1 до 1:1,5 или от 1,1:1 до 1:1,1.

Катализатор может также содержать третий металл, выбранный из любых металлов, которые перечислены выше в качестве первого или второго металлов, при том условии, что третий металл отличается от первого и второго металлов. В предпочтительных аспектах третий металл выбран из группы, которую составляют кобальт, палладий, рутений, медь, цинк, платина, олово и рений. Предпочтительнее, третий металл выбран из кобальта, палладия и рутения. Когда присутствует третий металл, его суммарная масса предпочтительно составляет от 0,05 мас. % и 4 мас. %, например, от 0,1 мас. % до 3 мас. % или от 0,1 мас. % до 2 мас. %.

Помимо одного или нескольких металлов, примерные катализаторы дополнительно включают носитель или модифицированный носитель, что означает носитель, который содержит материал носителя и модификатор носителя, который регулирует кислотность материала носителя. Суммарная масса носителя или модифицированного носителя по отношению к суммарной массе катализатора предпочтительно составляет от 75 мас. % до 99,9 мас. %, например, от 78 мас. % до 97 мас. % или от 80 мас. % до 95 мас. %. В предпочтительных вариантах осуществления, где используется модифицированный носитель, модификатор носителя присутствует в количестве, составляющем от 0,1 мас. % до 50 мас. %, например, от 0,2 мас. % до 2 5 мас. %, от 0,5 мас. % до 15 мас. % или от 1 мас. % до 8 мас. % по отношению к суммарной массе катализатора.

Подходящие материалы носителя могут включать, например, устойчивые носители на основе оксидов металлов или носители на основе керамических материалов. Предпочтительные носители включают носители на основе диоксида кремния, такие как диоксид кремния, диоксид кремния/оксид алюминия, силикаты металлов группы II, такие как метасиликат кальция, пирогенный диоксид кремния, высокочистый диоксид кремния и их смеси. Другие носители могут включать, но не ограничиваются этим, оксид железа, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид магния, углерод, графит, имеющий высокую удельную поверхность графитизированный углерод, активированные углеродные материалы и их смеси.

В производстве этанола носитель катализатора можно модифицировать модификатором носителя. Предпочтительно модификатор носителя представляет собой основной модификатор, который имеет низкую летучесть или является нелетучим. Такие основные модификаторы, например, можно выбирать из группы, которую составляют: (i) оксиды щелочноземельных металлов, (ii) оксиды щелочных металлов, (iii) метасиликаты щелочноземельных металлов, (iv) метасиликаты щелочных металлов, (v) оксиды металлов группы IIB, (vi) метасиликаты металлов группы IIB, (vii) оксиды металлов группы IIIB, (viii) метасиликаты металлов группы IIIB и их смеси. Помимо оксидов и метасиликатов, можно использовать другие типы модификаторов, включая нитраты, нитриты, ацетаты и лактаты. Предпочтительно модификатор носителя выбран из группы, которую составляют оксиды и метасиликаты любого из металлов, включая натрий, калий, магний, кальций, скандий, иттрий и цинк, а также смеси любых перечисленных выше соединений. Модификатор носителя представляет собой предпочтительно силикат кальция и предпочтительнее метасиликат кальция (CaSiO3). Если модификатор носителя содержит метасиликат кальция, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, часть метасиликата кальция присутствовала в кристаллической форме.

Предпочтительный материал носителя на основе диоксида кремния представляет собой имеющий высокую удельную поверхность (HSA) носитель катализатора на основе диоксида кремния SS61138 от фирмы Saint Gobain NorPro. Носитель на основе диоксида кремния SS61138 от фирмы Saint-Gobain NorPro содержит приблизительно 95 мас. % имеющего высокую удельную поверхность диоксида кремния; его удельная поверхность составляет приблизительно 250 м2/г; медианный диаметр пор составляет приблизительно 12 нм; средний объем пор составляет приблизительно 1,0 см3/г при измерении методом ртутной порометрии, и насыпная плотность составляет приблизительно 0,352 г/см3 (22 фунта на куб. фут).

Предпочтительный материал носителя на основе диоксида кремния/оксида алюминия представляет собой сферы из диоксида кремния KA-160 от фирмы Sud Chemie, у которых номинальный диаметр составляет приблизительно 5 мм, плотность составляет приблизительно 0,562 г/см3, абсорбционная способность составляет приблизительно 0,583 г H2O на 1 г носителя, удельная поверхность составляет приблизительно от 160 до 175 м2/г, и объем пор составляет приблизительно 0,68 см3/г.

Как оценят обычные специалисты в данной области техники, материалы носителя выбирают таким образом, чтобы каталитическая система обладала соответствующей активностью, селективностью и устойчивостью в технологических условиях, используемых для производства этанола.

Можно диспергировать металлы катализаторов в объеме носителя, покрывать ими внешнюю поверхность носителя (типа яичной скорлупы) или окрашивать ими поверхность носителя.

Композиции катализаторов, подходящие для использования согласно настоящему изобретение, предпочтительно получают посредством внедрения металла в модифицированный носитель, хотя можно также использовать и другие способы, такие как химическое осаждение из паровой фазы. Такие способы внедрения описаны в патентах США №№7608744 и 7863489 и в патентной публикации США №2010/0197485, которые во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.

Подходящие реакторы могут включать разнообразные конфигурации, в которых использован реактор с неподвижным слоем или реактор с псевдоожиженным слоем, как сможет легко оценить специалист в данной области техники. Во многих вариантах осуществления настоящего изобретения можно использовать «адиабатический» реактор, в котором существует небольшая или нулевая необходимость внутреннего соединения в объеме реакционной зоны для подвода или отвода тепла. В других вариантах осуществления можно использовать реактор или реакторы с радиальным потоком, или можно использовать ряд реакторов, в которых присутствует или отсутствует теплообмен, гашение или введение дополнительного исходного материала. В качестве альтернативы, можно использовать кожухотрубный реактор, снабженный теплопередающей средой. Во многих случаях реакционную зону можно помещать в единый резервуар или в ряд резервуаров с установленными между ними теплообменниками.

В предпочтительных вариантах осуществления катализатор используют в реакторе с неподвижным слоем, например, в форме канала или трубы, где реагенты, как правило, в виде пара, проходят над катализатором или через него. Можно использовать и другие реакторы, такие как реакторы с псевдоожиженным или кипящим слоем. В некоторых примерах катализаторы гидрирования можно использовать в сочетании с инертным материалом, чтобы регулировать перепад давления потока реагентов через слой катализатора и продолжительность контакта реагирующих соединений с частицами катализатора.

Реакцию гидрирования можно осуществлять в жидкой фазе или в паровой фазе. Предпочтительно эту реакцию осуществляют в паровой фазе при следующих условиях. Температура реакции может составлять от 125°C до 350°C, например, от 200°C до 325°C, от 225°C до 300°C или от 250°C до 300°C. Давление может составлять от 10 кПа до 3000 кПа (приблизительно от 1,5 до 435 фунтов на кв. дюйм), например, от 50 кПа до 2300 кПа, или от 100 кПа до 1500 кПа. Реагенты могут поступать в реактор при газовой часовой объемной скорости (GHSV), составляющей более чем 500 ч-1, например, более чем 1000 ч-1, более чем 2500 ч-1 или даже более чем 5000 ч-1. Интервалы значений GHSV могут составлять от 50 ч-1 до 50000 ч-1, например, от 500 ч-1 до 30000 ч-1, от 1000 ч-1 до 10000 ч-1 или от 1000 ч-1 до 6500 ч-1.

Гидрирование необязательно осуществляют при давлении, которое достаточно, чтобы только преодолеть перепад давления в слое катализатора при выбранном значении GHSV, хотя не существует ограничения для использования более высоких давлений, и понятно, что значительный перепад давления в слое реактора может возникать при высоких объемных скоростях, составляющих, например, 5000 ч-1 или 6500 ч-1.

Хотя в реакции расходуются 2 моль водорода на 1 моль уксусной кислоты, и образуется 1 моль этанола, фактическое молярное соотношение водорода и уксусной кислоты в потоке исходных материалов может составлять приблизительно от 100:1 до 1100, например, от 50:1 до 150, от 20:1 до 12 или от 12:1 до 11. Наиболее предпочтительное молярное соотношение водорода и уксусной кислоты составляет более чем 2:1, например, более чем 4:1 или более чем 8:1.

Продолжительность контакта или пребывания в реакторе может также изменяться в широких пределах в зависимости от таких переменных, как количество уксусной кислоты, катализатор, реактор, температура и давление. Типичные продолжительности контакта составляют от доли секунды до более чем нескольких часов, когда используют другую каталитическую систему вместо неподвижного слоя, причем предпочтительная продолжительность контакта, по меньшей мере, для реакций в паровой фазе, составляет от 0,1 до 100 секунд, например, от 0,3 до 80 секунд или от 0,4 до 30 секунд.

В одном варианте осуществления можно использовать один или более защитных слоев (не показаны) для защиты катализатора от ядов или нежелательных примесей, которые содержатся в исходных материалах или в возвратных/рециркуляционных потоках. Такие защитные слои можно использовать в потоках пара или жидкости. Подходящие материалы для защитного слоя известны в технике и включают, например, углерод, диоксид кремния, оксид алюминия, керамические материалы или полимеры. В одном аспекте среда защитного слоя является функционализированной для захвата определенных веществ, таких как сера или галогены.

В частности, гидрирование уксусной кислоты может обеспечивать благоприятную конверсию уксусной кислоты и благоприятную селективность и производительность по отношению к этанолу. Для целей настоящего изобретения, термин «конверсия» означает количество уксусной кислоты в исходном материале, которое превращается в другое соединение, кроме уксусной кислоты. Конверсия выражается как молярное процентное отношение к количеству уксусной кислоты в исходном материале. Конверсия может составлять, по меньшей мере, 10%, например, по меньшей мере, 20%, по меньшей мере, 40%, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, 60%, по меньшей мере, 70% или, по меньшей мере, 80%. Хотя желательны катализаторы, которые обеспечивают высокие величины конверсии, такие как, по меньшей мере, 80% или, по меньшей мере, 90%, в некоторых вариантах осуществления может оказаться приемлемой низкая конверсия при высокой селективности по отношению к этанолу. Разумеется, совершенно понятно, что во многих случаях можно компенсировать конверсию соответствующими рециркуляционными потоками или использованием более крупных реакторов, но значительно труднее компенсировать неудовлетворительную селективность.

Селективность выражается как молярное процентное соотношение в расчете на конвертированную уксусную кислоту. Следует понимать, что каждое соединение, полученное при конверсии уксусной кислоты, характеризуется своей независимой селективностью, и что селективность не зависит от конверсии. Например, если 50 мол. % конвертированной уксусной кислоты конвертируется в этанол, говорят, что селективность по отношению к этанолу составляет 50%. Предпочтительно, селективность катализатора по отношению к этоксилатам составляет, по меньшей мере, 60%, например, по меньшей мере, 70%, или, по меньшей мере, 80%. При использовании в настоящем документе термин «этоксилаты» определенно означает следующие соединения: этанол, ацетальдегид и этилацетат. Предпочтительно селективность по отношению к этанолу составляет, по меньшей мере, 80%, например, по меньшей мере, 85% или, по меньшей мере, 88%. Предпочтительные варианты осуществления способа гидрирования также характеризует низкая селективность по отношению к нежелательным продуктам, таким как метан, этан, и диоксид углерода. Селективность по отношению к этим нежелательным продуктам предпочтительно составляет менее чем 4%, например, менее чем 2% или менее чем 1%. Предпочтительнее, когда эти нежелательные продукты не обнаруживаются. Образование алканов может находиться на низком уровне, и в идеальном случае менее чем 2%, менее чем 1% или менее чем 0,5% уксусной кислоты, прошедшей над катализатором, превращается в алканы, которые не имеют большого значения в ином качестве, кроме топлива.

Термин «производительность» при использовании в настоящем документе означает число граммов определенного продукта, например, этанола, образующегося в процессе гидрирования, в расчете на килограмм используемого катализатора в час. Предпочтительной является производительность, которая составляет, по меньшей мере, 200, например, по меньшей мере, 400 или, по меньшей мере, 600 г этанола на 1 кг катализатора в час. Предпочтительные интервалы значений производительности составляют от 200 до 3000, например, от 400 до 2500 или от 600 до 2000 г этанола на 1 кг катализатора в час.

В разнообразных вариантах осуществления неочищенный этанольный продукт, полученный в процессе гидрирования, перед любой последующей обработкой, такой как очистка и разделение, как правило, содержит непрореагировавшую уксусную кислоту, этанол и воду. При использовании в настоящем документе термин «неочищенный этанольный продукт» означает любой состав, содержащий от 5 мас. % до 70 мас. % этанола и от 5 мас. % до 35 мас. % воды. В некоторых примерных вариантах осуществления неочищенный этанольный продукт содержит этанол в количестве, составляющем от 5 мас. % до 70 мас. %, например, от 10 мас. % до 60 мас. % или от 15 мас. % до 50 мас. % по отношению к полной массе неочищенного этанольного продукта. Предпочтительно, неочищенный этанольный продукт содержит, по меньшей мере, 10 мас. % этанола, по меньшей мере, 15 мас. % этанола или, по меньшей мере, 20 мас. % этанола. Неочищенный этанольный продукт, как правило, дополнительно содержит непрореагировавшую уксусную кислоту, в зависимости от конверсии, например, в количестве, составляющем менее чем 90 мас. %, например, менее чем 80 мас. % или менее чем 70 мас. %. Что касается интервалов, непрореагировавшая уксусная кислота предпочтительно присутствует в количествах, составляющих от 0 до 90 мас. %, например, от 5 мас. % до 80 мас. %, от 15 мас. % до 70 мас. %, от 20 мас. % до 70 мас. % или от 25 мас. % до 65 мас. %. Если ацетон присутствует в качестве реагента, неочищенный этанольный продукт может содержать от 0,01 мас. % до 10 мас. % изопропанола, например, от 0,1 мас. % до 10 мас. %, от 1 мас. % до 9 мас. % или от 3 мас. % до 7 мас. %. В других вариантах осуществления неочищенный этанольный продукт содержит от 0,01 мас. % до 20 мас. % диэтилового эфира, например, от 0,1 мас. % до 10 мас. %, от 1 мас. % до 9 мас. % или от 3 мас. % до 7 мас. %. Поскольку в процессе реакции образуется вода, неочищенный этанольный продукт, как правило, содержит воду, например, в количествах, составляющих от 5 мас. % до 35 мас. %, например, от 10 мас. % до 30 мас. % или от 10 мас. % до 26 мас. %. Этилацетат может также образовываться в процессе гидрирования уксусной кислоты или в побочных реакциях. В этих вариантах осуществления неочищенный этанольный продукт содержит этилацетат в количествах, составляющих от 0 до 20 мас. %, например, от 0 до 15 мас. %, от 1 до 12 мас. % или от 3 до 10 мас. %. Ацетальдегид может также образовываться в результате побочных реакций. В этих вариантах осуществления неочищенный этанольный продукт содержит ацетальдегид в количествах, составляющих от 0 до 10 мас. %, например, от 0 до 3 мас. %, от 0,1 до 3 мас. % или от 0,2 до 2 мас. %. Другие компоненты, такие как, например, сложные эфиры, простые эфиры, альдегиды, кетоны, алканы и диоксид углерода, если они обнаруживаются, в совокупности могут присутствовать в количествах, составляющих менее чем 10 мас. %, например, менее чем 6 мас. % или менее чем 4 мас. %. Что касается интервалов, другие компоненты могут присутствовать в количестве, составляющем от 0,1 до 10 мас. %, например, от 0,1 до 6 мас. % или от 0,1 до 4 мас. %. Интервалы составов неочищенных этанольных композиций, которые получены в примерных вариантах осуществления, представлены в таблице 1.

В процессе гидрирования неочищенный этанольный продукт выводят, предпочтительно непрерывно, из реактора 103 через линию 114. Неочищенный этанольный продукт можно конденсировать и направлять в мгновенный испаритель 120, который, в свою очередь, образует поток пара и поток жидкости. Мгновенный испаритель 120 предпочтительно работает при температуре от 50°C до 500°C, например, от 70°C до 400°C или от 100°C до 350°C. В одном варианте осуществления давление мгновенного испарителя 120 предпочтительно составляет от 50 кПа до 2000 кПа, например, от 7 5 кПа до 1500 кПа или от 100 до 1000 кПа. В одном варианте осуществления температура и давление мгновенного испарителя 120 могут быть аналогичными температуре и/или давлению реактора 103.

Поток пара, выходящий из мгновенного испарителя 120 может содержать водород и углеводороды, которые можно продувать и/или возвращать в реакционную зону 101 через линию 110. Как показано на фиг. 1, возвращенная часть потока пара проходит через компрессор 115 и соединяется с ребойлерным потоком 107.

Жидкость из мгновенного испарителя 120 выводят и перекачивают в качестве исходной композиции через линию 116 в боковую часть первой колонны 121, которую также называют колонной для отделения кислоты. Содержимое линии 116, как правило, является практически аналогичным продукту, полученному непосредственно из реактора, и его можно фактически также характеризовать как неочищенный этанольный продукт. Однако в исходной композиции в линии 116 предпочтительно практически не содержатся водород, диоксид углерода, метан или этан, которые отделяют с помощью мгновенного испарителя 120. Примерные компоненты жидкости в линии 116 представлены в таблице 2.

Следует понимать, что жидкостная линия 116 может содержать и другие компоненты, которые не перечислены, такие как компоненты исходного материала.

Количества, обозначенные термином «менее чем» (<) в таблицах во всем тексте настоящей заявки, предпочтительно не присутствуют, и в случае присутствия они могут присутствовать в следовых количествах или в количествах, составляющих более чем 0,0001 мас. %.

«Другие сложные эфиры» в таблице 2 могут включать, но не ограничиваются этим, этилпропионат, метилацетат, изопропилацетат, н-пропилацетат, н-бутилацетат или их смеси. «Другие простые эфиры» в таблице 2 могут включать, но не ограничиваются этим, диэтиловый эфир, метилэтиловый эфир, изобутилэтиловый эфир или их смеси. «Другие спирты» в таблице 2

могут включать, но не ограничиваются этим, метанол, изопропанол, н-пропанол, н-бутанол или их смеси. В одном варианте осуществления исходная композиция, например, в линии 116, может содержать пропанол, например, изопропанол и/или н-пропанол, в количестве, составляющем от 0,001 до 0,1 мас. %, от 0,001 до 0,05 мас. % или от 0,001 до 0,03 мас. %. Следует понимать, что указанные другие компоненты могут переноситься в любом из потоков дистиллятов или остатков, которые описаны в настоящем документе, и не будут дополнительно описаны в настоящем документе, если не определены другие условия.

Когда содержание уксусной кислоты в линии 116 составляет менее чем 5 мас. %, колонну для отделения кислоты 121 можно не устанавливать, и линию 116 можно вводить непосредственно во вторую колонну 122, которая также называется в настоящем документе как колонна легких фракций.

В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, линию 116 вводят в нижнюю часть первой колонны 121, например, в нижнюю половину или нижнюю треть. В первой колонне 121 непрореагировавшую уксусную кислоту, часть воды и другие тяжелые компоненты, если они присутствуют, отделяют от композиции в линии 116 и выводят, предпочтительно непрерывно, в виде остатка. Некоторую часть или всю массу остатка можно возвращать и/или рециркулировать обратно в реакционную зону 101 через линию 111. Первая колонна 121 также образует головной дистиллят, который выводят в линии 125, и который можно конденсировать и дефлегмировать, например, при соотношении от 10:1 до 1:10, например, от 3:1 до 1:3 или от 1:2 до 2:1.

Любая из колонн 121, 122, 123 или 124 может представлять собой дистилляционную колонну, способную осуществлять разделение и/или очистку. Колонны предпочтительно представляют собой тарельчатые колонны, содержащие от 1 до 150 тарелок, например, от 10 до 100 тарелок, от 20 до 95 тарелок или от 30 до 75 тарелок. Тарелки могут представлять собой ситчатые тарелки, тарелки с неподвижным затвором, тарелки с подвижным затвором или любые другие подходящие конструкции, известные в технике. В других вариантах осуществления можно использовать насадочную колонну. Для насадочных колонн можно использовать структурированные насадки или неупорядоченные насадки. Тарелки или насадки можно устанавливать в одной непрерывной колонне, или их можно устанавливать в двух или нескольких колоннах, таким образом, что пар из первой секции поступает во вторую секцию, в то время как жидкость из второй секции поступает в первую секцию и т.д.

Соединенные конденсаторы и жидкостные разделительные резервуары, которые можно использовать с каждой из дистилляционных колонн, могут иметь любую традиционную конструкцию, и они упрощенно представлены на фиг. 1 и 2. Как показано на фиг. 1 и 2, тепло можно подавать в основание каждой колонны или в циркулирующий донный поток через теплообменник или ребойлер. Другие типы ребойлеров, такие как внутренние ребойлеры, можно также использовать в некоторых вариантах осуществления. Тепло, которое поступает в ребойлеры, можно получать за счет любого тепла, образующегося в процессе, который интегрирован с ребойлерами или из внешнего источника, такого как

другой образующий тепло химический процесс или бойлер. Хотя фиг. 1 и 2 представляют один реактор и один мгновенный испаритель, дополнительные реакторы, мгновенные испарители, конденсаторы, нагревательные элементы и другие компоненты можно использовать в вариантах осуществления настоящего изобретения. Как будет признано специалистами в данной области техники, разнообразные конденсаторы, насосы, компрессоры, ребойлеры, барабаны, клапаны, соединители, разделительные резервуары и т.д., которые обычно используют для осуществления химических процессов, можно также объединять и использовать в способах согласно настоящему изобретению.

Значения температуры и давления, которые используются в любой из колонн, могут различаться. На практике в этих зонах обычно используют давления от 10 кПа до 3000 кПа, хотя в некоторых вариантах осуществления можно использовать давление ниже атмосферного, а также давление выше атмосферного. Температуры в различных зонах обычно находятся в интервале между температурами кипения композиции, отделяемой в качестве дистиллята, и композиции, отделяемой в качестве остатка. Как будет признано специалистами в данной области техники, температура в данной точке работающей дистилляционной колонны зависит от состава материала в данной точке и давления в колонне. Кроме того, скорости потоков исходных материалов могут различаться в зависимости от масштаба производственного процесса и, если это описано, могут, в общем, относиться к условиям массовых соотношений исходных материалов.

Когда колонна 121 работает при стандартном атмосферном давлении, температура остатка, выходящего в линию 111 из колонны 121 предпочтительно составляет от 95°C до 120°C, например, от 105°C до 117°C или от 110°C до 115°C. Температура дистиллята, выходящего в линию 125 из колонны 121, предпочтительно составляет от 70°C до 110°C, например, от 75°C до 95°C или от 80°C до 90°C. В других вариантах осуществления давление первой колонны 121 может составлять от 0,1 кПа до 510 кПа, например, от 1 кПа до 475 кПа или от 1 кПа до 375 кПа. Примерные компоненты составов дистиллята и остатка для первой колонны 121 представлены ниже в таблице 3. Следует также понимать, что дистиллят и остаток могут также содержать другие компоненты, которые не перечислены, такие как компоненты исходного материала. Для удобства дистиллят и остаток первой колонны можно также называть как «первый дистиллят» или «первый остаток». Дистилляты или остатки других колонн можно также называть, используя аналогичные численные обозначения (второй, третий и т.д.), чтобы отличать их друг от друга, но такие обозначения не следует истолковывать как требующие какого-либо определенного порядка разделения.

Как показано в таблице 3, не ограничиваясь теорией, с удивлением и неожиданно обнаружили, что когда какое-либо количество ацеталя обнаруживается в исходном материале, который вводят в колонну для отделения кислоты 121 (первая колонна), оказывается, что ацеталь разлагается в колонне, в результате чего меньшее или даже нулевое обнаруживаемое количество присутствует в дистилляте и/или остатке.

В зависимости от условий реакции, неочищенный этанольный продукт, выходящий из реактора 103 в линии 114, может содержать этанол, уксусную кислоту (непрореагировавшую), этилацетат и воду. После выхода из реактора 103 некатализируемая равновесная реакция может происходить между компонентами, которые содержатся в неочищенном этанольном продукте, до тех пор, пока он не будет введен в мгновенный испаритель 120 и/или в первую колонну 121. Эта равновесная реакция стремится привести неочищенный этанольный продукт к равновесию между системами этанол/уксусная

кислота и этилацетат/вода, как показано ниже.

EtOH+HOAc↔EtOAc+H2O

В том случае, если неочищенный этанольный продукт временно содержится, например, в резервуаре для выдерживания, прежде чем он поступает в очищающую зону 102, можно предусмотреть увеличенную продолжительность выдерживания. Как правило, чем больше продолжительность выдерживания между реакционной зоной 101 и очищающей зоной 102, тем больше образование этилацетата. Например, когда продолжительность выдерживания между реакционной зоной 101 и очищающей зоной 102 составляет более чем 5 суток, значительно больше этилацетата можно получить за счет этанола. Таким образом, меньшая продолжительность выдерживания между реакционной зоной 101 и очищающей зоной 102, как правило, является предпочтительной, чтобы увеличить до максимума количество получаемого этанола. В одном варианте осуществления резервуар для выдерживания (не показан) установлен между реакционной зоной 101 и очищающей зоной 102 для временного содержания жидкого компонента из линии 116 до 5 суток, например, до 24 часов или до 1 часа. В предпочтительном варианте осуществления никакой резервуар не установлен, и сконденсированные жидкости поступают непосредственно в первую дистилляционную колонну 121. Кроме того, скорость, с которой происходит некатализируемая реакция, может увеличиваться при увеличении температуры неочищенного этанольного продукта, например, в линии 116. Эти скорости реакций могут становиться особенно проблематичными при температурах, превышающих 30°C, например, превышающих 40°C или превышающих 50°C. Таким образом, в одном варианте осуществления температуру жидких компонентов в линии 116 или в необязательном резервуаре для выдерживания поддерживают на уровне, составляющем менее чем 40°C, например, менее чем 30°C или менее чем 20°C. Можно использовать одно или более охлаждающих устройств, чтобы уменьшать температуру жидкости в линии 116.

Как обсуждается выше, резервуар для выдерживания (не показан) можно устанавливать между реакционной зоной 101 и очищающей зоной 102 для временного содержания жидкого компонента из линии 116, например от 1 до 24 часов, необязательно при температуре, составляющей приблизительно 21°C, и в соответствии с образованием этилацетата в количестве от 0,01 мас. % до 1,0 мас. % соответственно. Кроме того, скорость, при которой происходит некатализируемая реакция, может увеличиваться при увеличении температуры неочищенного этанольного продукта. Например, когда температура неочищенного этанольного продукта в линии 116 увеличивается от 4°C до 21°C, скорость образования этилацетата может увеличиваться от приблизительно 0,01 мас. %/ч до приблизительно 0,005 мас. %/ч. Таким образом, в одном варианте осуществления температура жидких компонентов в линии 116 или в необязательном резервуаре для выдерживания поддерживают на уровне, составляющем менее чем 21°C, например, менее чем 4°C или менее чем -10°C.

Кроме того, было обнаружено, что описанная выше равновесная реакция может также благоприятствовать образованию этанола в верхней части первой колонны 121.

Дистиллят, например, головной поток из колонны 121 необязательно конденсируют и дефлегмируют, предпочтительно при соотношении дефлегмации, составляющем от 1:5 до 10:1. Дистиллят в линии 125 предпочтительно содержит этанол, этилацетат и воду вместе с другими примесями, отделение которых может оказаться затруднительным вследствие образования двойных и тройных азеотропных смесей.

Первый дистиллят в линии 125 вводят во вторую колонну 122, которую также называют «колонна легких фракций», предпочтительно в среднюю часть колонны 122, например, в среднюю половину или среднюю треть. В качестве одного примера, когда содержащую 25 тарелок колонну используют в качестве колонны без водной экстракции, линию 125 вводят на тарелку 17. В одном варианте осуществления вторая колонна 122 может представлять собой экстрактивную дистилляционную колонну. В таких вариантах осуществления, экстрагирующий агент, такой как вода, можно вводить во вторую колонну 122. Если экстрагирующий агент содержит воду, ее можно получать из внешнего источника или по внутренней возвратной/рециркуляционной линии из одной или более других колонн, например, из остатка третьей колонны 123 по линии 131.

Вторая колонна 122 может представлять собой тарельчатую колонну или насадочную колонну. В одном варианте осуществления вторая колонна 122 представляет собой тарельчатую колонну, которая содержит от 5 до 70 тарелок, например, от 15 до 50 тарелок или от 20 до 45 тарелок.

Хотя температура и давление второй колонны 122 могут изменяться, при атмосферном давлении температура второго остатка, выходящего в линию 127, из второй колонны 122, предпочтительно составляет от 60°C до 90°C, например, от 70°C до 90°C или от 80°C до 90°C. Температура второго дистиллята, выходящего в линию 128 из второй колонны 122, предпочтительно составляет от 50°C до 90°C, например, от 60°C до 80°C или от 60°C до 70°C. Колонна 122 может работать при атмосферном давлении. В других вариантах осуществления давление второй колонны 122 может составлять от 0,1 кПа до 510 кПа, например, от 1 кПа до 475 кПа или от 1 кПа до 37 5 кПа. Примерные компоненты составов дистиллята и остатка для второй колонны 122 представлены ниже в таблице 4. Следует понимать, что дистиллят и остаток могут также содержать и другие компоненты, которые не перечислены, такие как компоненты исходного материала.

Массовое соотношение этанола во втором остатке и этанола во втором дистилляте предпочтительно составляет, по меньшей мере, 3:1, например, по меньшей мере, 6:1, по меньшей мере, 8:1, по меньшей мере, 10:1 или, по меньшей мере, 15:1. Массовое соотношение этилацетата во втором остатке и этилацетата во втором дистилляте предпочтительно составляет менее чем 0,4:1, например, менее чем 0,2:1 или менее чем 0,1:1. В вариантах осуществления, где используют экстрактивную колонну с водой в качестве экстрагирующего агента во второй колонне 122, массовое соотношение этилацетата во втором остатке и этилацетата во втором дистилляте приближается к нулю.

Согласно чертежу, второй остаток из нижней части второй колонны 122, который содержит этанол и воду, поступает через линию 127 в третью колонну 123, также называемую «колонна продукта». Предпочтительнее второй остаток в линии 127 вводят в нижнюю часть третьей колонны 123, например, в нижнюю половину или нижнюю треть. В третьей колонне 123 получают этанол, который предпочтительно является практически чистым, в отличие от содержащей воду азеотропной смеси, которой является дистиллят в линии 130. Дистиллят третьей колонны 123 предпочтительно дефлегмируют, как показано на фиг. 1, например, при соотношении дефлегмации, составляющем от 1:10 до 10:1, например, от 1:3 до 3:1 или от 1:2 до 2:1. Третий остаток в линии 131, который предпочтительно содержит, в основном, воду, предпочтительно выводят из системы 100, или его можно частично возвращать в любую часть системы 100. В одном варианте осуществления часть линии 131 можно направлять во вторую колонну 122 в качестве экстрагирующего агента. Третья колонна 123 предпочтительно представляет собой тарельчатую колонну, как описано выше, и предпочтительно работает при атмосферном давлении. Температура третьего дистиллята, выходящего в линии 130 из третьей колонны 109, предпочтительно составляет от 60°C до 110°C, например, от 70°C до 100°C или от 75°C до 95°C. Температура третьего остатка 131, выходящего из третьей колонны 123, предпочтительно составляет от 70°C до 115°C, например, от 80°C до 110°C или от 85°C до 105°C, когда колонна работает при атмосферном давлении. Примерные компоненты составов дистиллята, остатка и необязательного бокового потока для третьей колонны 123 представлены ниже в таблице 5. Следует понимать, что дистиллят и остаток могут также содержать другие компоненты, которые не перечислены, такие как компоненты исходного материала.

Любые из соединений, которые проходят через процесс дистилляции из исходного материала или неочищенного продукта реакции, как правило, остаются в третьем дистилляте в количествах, составляющих менее чем 0,1 мас. % по отношению к полной массе третьего дистиллята состав, например, менее чем 0,05 мас. % или менее чем 0,02 мас. %. В одном варианте осуществления один или несколько боковых потоков могут выводить примеси из любой колонны 121, 122, 123 и/или 124 в системе 100. Предпочтительно, по меньшей мере, один боковой поток используют для выведения примесей из третьей колонны 123. Примеси можно продувать и/или оставлять в системе 100.

Третий дистиллят в линии 130 можно подвергать дополнительной очистке для получения потока безводного этанольного продукта, т.е. «готовый безводный этанол», используя одну или более дополнительных разделительных систем, таких как, например, дистилляционные колонны (например, колонны для заключительной очистки) или молекулярные сита.

При возвращении во вторую колонну 122, второй дистиллят 128 предпочтительно дефлегмируют при соотношении дефлегмации, составляющем от 1:10 до 10:1, например, от 1:5 до 5:1 или от 1:3 до 3:1. Часть второго дистиллята 128 можно возвращать в реакционную зону 101 через линию 112'. Необязательно, если она возвращается в реакционную зону, часть второго дистиллята в линии 112' может поступать в испаритель 104. Часть второго дистиллята может также поступать через линию 128 в четвертую колонну 124, также называемую «колонна для отделения ацетальдегида». В четвертой колонне 124 второй дистиллят разделяют на четвертый дистиллят, который содержит ацетальдегид, в линии 112 и четвертый остаток, который содержит этилацетат, в линии 132. Четвертый дистиллят предпочтительно дефлегмируют при соотношении дефлегмации, составляющем от 120 до 20:1, например, от 1:15 до 15:1 или от 1:10 до 10:1, и часть четвертого дистиллята возвращают в реакционную зону 101, как показано линией 112. Например, четвертый дистиллят можно объединять с уксуснокислым источником 106, вводить в испаритель 104 и/или вводить непосредственно в реактор 103. Предпочтительно, четвертый дистиллят в линии 112 поступает в испаритель 104. Не ограничиваясь теорией, поскольку ацетальдегид можно гидрировать для получения этанола, рециркуляция потока, который содержит ацетальдегид, в реакционную зону увеличивает выход этанола и уменьшает образование побочных продуктов и отходов. В другом варианте осуществления (не показано на чертеже) ацетальдегид можно собирать и использовать, с дополнительной очисткой или без нее, для получения полезных продуктов, включая, но не ограничиваясь этим, н-бутанол, 1,3-бутандиол и/или кротоновый альдегид и производные.

Четвертый остаток четвертой колонны 124 можно продувать через линию 132. Четвертый остаток содержит, в основном, этилацетат и этанол, которые могут оказаться подходящими для использования в качестве смеси растворителей или в производстве сложных эфиров. В одном предпочтительном варианте осуществления ацетальдегид отделяют от второго дистиллята в четвертой колонне 124, таким образом, что никакое обнаруживаемое количество ацетальдегида не присутствует в остатке колонны 124.

Четвертая колонна 124 предпочтительно представляет собой тарельчатую колонну, как описано выше, и предпочтительно работает при давлении выше атмосферного. В одном варианте осуществления давление составляет от 120 кПа до 5000 кПа, например, от 200 кПа до 4,500 кПа, или от 400 кПа до 3000 кПа. В предпочтительном варианте осуществления четвертая колонна 124 может работать при давлении, которое превышает давление других колонн.

Температура четвертого дистиллята, выходящего в линии 112 из четвертой колонны 124, предпочтительно составляет от 60°C до 110°C, например, от 70°C до 100°C или от 75°C до 95°C. Температура остатка, выходящего из четвертой колонны 124, предпочтительно составляет от 70°C до 115°C, например, от 80°C до 110°C или от 85°C до 110°C. Примерные компоненты составов дистиллята и остатка для четвертой колонны 124 представлены ниже в таблице 6. Следует понимать, что дистиллят и остаток могут также содержать другие компоненты, которые не перечислены, такие как компоненты исходного материала.

Готовая этанольная композиция, полученная способами согласно настоящему изобретению, предпочтительно содержит от 75 до 96 мас. % этанола, например, от 80 до 96 мас. % или от 85 до 96 мас. % этанола по отношению к полной массе готовой этанольной композиции. Примерные интервалы компонентов готовых этанольных композиций представлены ниже в таблице 7.

Готовая этанольная композиция согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит очень низкие количества, например, менее чем 0,5 мас. %, других спиртов, таких как метанол, бутанол, изобутанол, изоамиловый спирт и другие спирты С420. В одном варианте осуществления количество изопропанола в готовом этаноле составляет от 80 до 1000 массовых долей на миллион, от 95 до 1000 массовых долей на миллион, от 100 до 7 00 массовых долей на миллион или от 150 до 500 массовых долей на миллион. В одном варианте осуществления в готовой этанольной композиции предпочтительно практически не содержится ацетальдегид и может содержаться менее чем 8 массовых долей на миллион ацетальдегида, например, менее чем 5 массовых долей на миллион или менее чем 1 массовой доли на миллион.

Готовую этанольную композицию, полученную согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, можно использовать в разнообразных применениях, включая горючие материалы, растворители, химические реагенты, фармацевтические изделия, очищающие средства, гигиенические средства, транспорт или потребление продуктов гидрирования. В случае применения в качестве топлива готовую этанольную композицию можно смешивать с бензином для двигателей транспортных средств, таких как автомобили, суда и малые самолеты с поршневыми двигателями. В случае применения не в качестве топлива готовую этанольную композицию можно использовать как растворитель для туалетных и косметических изделий, моющих средств, дезинфицирующих средств, покрытий, красок и фармацевтических изделий. Готовую этанольную композицию можно также использовать в качестве технологического растворителя в процессах производства медицинских изделий, продуктов питания, красителей, фотохимических материалов и латексной обработки.

Готовую этанольную композицию можно также использовать в качестве химического реагента для получения других химических веществ, таких как уксусная кислота, этилакрилат, этилацетат, этилен, простые эфиры гликоля, этиламины, альдегиды и высшие спирты, в частности, бутанол. В производстве этилацетата готовую этанольную композицию можно этерифицировать уксусной кислотой или вводить в реакцию с поливинилацетатом. Готовую этанольную композицию можно дегидратировать для производства этилена. Для дегидратации этанола можно использовать любой из известных катализаторов дегидратации, таких как катализаторы, описанные в патентных публикациях США №№2010/0030002 и 2010/0030001, полные содержания и описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Например, можно использовать цеолитный катализатор в качестве катализатора дегидратации.

Предпочтительно цеолит содержит поры, диаметр которых составляет, по меньшей мере, приблизительно 0,6 нм, и предпочтительные цеолиты включают катализаторы дегидратации, выбранные из группы, которую составляют мордениты, ZSM-5, цеолит X и цеолит Y. Цеолит X описан, например, в патенте США №2882244, и цеолит Y описан в патенте США №3130007, которые во всей своей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.

Чтобы можно было более эффективно понимать изобретение, которое описано в настоящем документе, ниже приведены примеры. В следующих примерах описаны способы согласно настоящему изобретению.

Примеры

Свежий исходный поток уксусной кислоты и рециркуляционный поток поступали в испаритель. Рециркуляционный поток из очищающей зоны содержал уксусную кислоту (приблизительно 83 мас. %), воду (приблизительно 10 мас. %), этилацетат (приблизительно 3,5 мас. %), этанол (приблизительно 2 мас. %), ацетальдегид (приблизительно 1,5 мас. %) и другие следовые примеси, такие как метилацетат и ацетон. Испаритель работал при температуре нагревательной камеры, составлявшей от 107 до 117°C и температуре пара, составлявшей приблизительно 100°C. В таблице 8 кратко описаны составы дистиллята и остатка при различных массовых соотношениях потока пара и продувочного потока.

Цвет собранных образцов остатка был слегка желтым при соотношении 2:1, янтарным при соотношении 17:1 и темно-зеленым при соотношении 160:1. Анализ нелетучих веществ, проведенный при соотношении 70:1, показал, что содержание остаточных твердых веществ составляло 0,368 мас. %. Анализ нелетучих веществ проводили при медленном нагревании остатка в платиновом тигле, установленном в нагреваемую песчаную баню, при 130°C в течение 3 часов.

Дополнительный анализ образцов остатка при соотношениях 17:1 до 70:1 показал, что он в следовых количествах содержал этилидендиацетат, 1,3-бутиленгликольдиацетат и н-бутилбензоат.

Хотя настоящее изобретение подробно описано, модификации в пределах идеи и объема настоящего изобретения будут легко очевидными для специалистов в данной области техники. С учетом приведенного выше обсуждения, все соответствующие технические сведения и обсуждаемые выше ссылки в связи с разделами «Уровень техники» и «Подробное описание» включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, следует понимать, что аспекты настоящего изобретения и части разнообразных вариантов осуществления и разнообразные отличительные признаки, перечисленные ниже и/или в прилагаемой формуле изобретения, можно взаимно сочетать или заменять полностью или частично. В приведенных выше описаниях разнообразных вариантов осуществления те варианты осуществления, в которых упомянут еще один вариант осуществления, можно соответствующим образом объединять с другими вариантами осуществления, что оценит специалист в данной области техники. Кроме того, обычные специалисты в данной области техники оценят, что приведенное выше описание представлено исключительно в качестве примера и не предназначено для ограничения настоящего изобретения.

1. Способ производства этанола, включающий стадии:
введение уксусной кислоты в испаритель для получения парового питающего потока и продувочного потока, где массовое соотношение парового питающего потока и продувочного потока составляет по меньшей мере 2:1, при этом продувочный поток содержит по меньшей мере 85 мас.% уксусной кислоты и менее чем 1 мас.% соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты, паровой питающий поток содержит по меньшей мере 70 мас.% уксусной кислоты по отношению к полной массе парового питающего потока,
введение парового питающего потока в реактор; и
гидрирование уксусной кислоты из парового питающего потока в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол.

2. Способ по п.1, в котором реактор работает при рабочем давлении от 10 кПа до 3000 кПа, и уксусная кислота испаряется при температуре ниже температуры кипения уксусной кислоты при рабочем давлении.

3. Способ по п.1, в котором температура парового питающего потока составляет менее чем 160°С.

4. Способ по п.1, в котором уксусная кислота поступает в верхнюю часть испарителя.

5. Способ по п.1, в котором водород поступает в нижнюю часть испарителя.

6. Способ по п.1, в котором массовое соотношение парового питающего потока и продувочного потока составляет по меньшей мере 10:1.

7. Способ по одному из пп.1-6, дополнительно включающий разделение неочищенного этанольного продукта в одной или нескольких дистилляционных колоннах на этанольный поток и по меньшей мере один рециркуляционный поток.

8. Способ по п.7, в котором по меньшей мере часть по меньшей мере одного рециркуляционного потока вводят в испаритель.

9. Способ по п.7, в котором по меньшей мере один рециркуляционный поток содержит уксусную кислоту и менее чем 1 мас.% соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты.

10. Способ по п.1, в котором катализатор содержит сочетание металлов, выбранное из группы, которую составляют сочетания платина/олово, платина/рутений, платина/рений, палладий/рутений, палладий/рений, кобальт/палладий, кобальт/платина, кобальт/хром, кобальт/рутений, серебро/палладий, медь/палладий, никель/палладий, золото/палладий, рутений/рений и рутений/железо.

11. Способ по п.1, в котором испаритель изготовлен из нержавеющей стали.

12. Способ производства этанола, включающий стадии:
введение уксусной кислоты в испаритель для получения парового питающего потока, причем паровой питающий поток содержит по меньшей мере 70 мас.% уксусной кислоты по отношению к полной массе парового питающего потока;
введение парового питающего потока в реактор;
гидрирование уксусной кислоты из парового питающего потока в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол; и
отделение этанола и по меньшей мере одного рециркуляционного потока от неочищенного этанольного продукта, в котором по меньшей мере один рециркуляционный поток содержит уксусную кислоту и менее чем 1,0 мас.% соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты, и в котором по меньшей мере один рециркуляционный поток вводят в испаритель вместе с уксусной кислотой для получения парового питающего потока.

13. Способ по п.12, в котором реактор работает при рабочем давлении от 10 кПа до 3000 кПа, и уксусная кислота испаряется при температуре ниже температуры кипения уксусной кислоты при рабочем давлении.

14. Способ по п.12, в котором температура парового питающего потока составляет менее чем 160°С.

15. Способ по п.12, дополнительно включающий выведение продувочного потока из испарителя, в котором продувочный поток содержит по меньшей мере 85 мас.% уксусной кислоты и менее чем 1 мас.% соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты.

16. Способ по одному из пп.12-15, в котором массовое соотношение парового питающего потока и продувочного потока составляет по меньшей мере 2:1.

17. Способ по одному из пп.12-15, в котором испаритель изготовлен из нержавеющей стали.

18. Способ производства этанола, включающий стадии:
испарение уксусной кислоты в испарителе в присутствии водорода для получения парового питающего потока, содержащего испарившуюся уксусную кислоту, причем паровой питающий поток содержит по меньшей мере 70 мас.% уксусной кислоты по отношению к полной массе парового питающего потока,
введение парового питающего потока в реактор; и
гидрирование испарившейся уксусной кислоты при рабочем давлении реактора и в присутствии катализатора для получения неочищенного этанольного продукта, содержащего этанол, в котором уксусная кислота испаряется при температуре ниже температуры кипения уксусной кислоты при рабочем давлении реактора.

19. Способ по п.18, в котором рабочее давление реактора составляет от 10 кПа до 3000 кПа.

20. Способ по п.18, в котором температура парового питающего потока составляет менее чем 160°С.

21. Способ по п.18, дополнительно включающий выведение продувочного потока из испарителя, в котором продувочный поток содержит по меньшей мере 85 мас.% уксусной кислоты и менее чем 1 мас.% соединений, у которых температура кипения выше, чем у уксусной кислоты.

22. Способ по п.18, в котором массовое соотношение парового питающего потока и продувочного потока составляет по меньшей мере 2:1.

23. Способ по одному из пп.18-22, в котором испаритель изготовлен из нержавеющей стали.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения этанола путем восстановления уксусной кислоты, включающему пропускание газообразного потока, содержащего водород и уксусную кислоту в паровой фазе при молярном отношении водорода к уксусной кислоте, по меньшей мере, около 4:1, при температуре примерно от 225°С до 300°С над катализатором гидрогенизации, содержащим платину и олово, диспергированные на модифицированной подложке.
Изобретение относится к способу обработки спирта путем каталитического окисления кислородом в мягких условиях для удаления ацетальдегида и может быть использовано для очистки спирта в медицинской, химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

Изобретение относится к установке для выработки спирта и сопутствующих материалов, содержащей источник тепловой энергии, подключенный к бродильному чану с подготовленной биомассой, к брагоперегонному агрегату с ректификационной колонной, соединенным циркуляционным насосом.
Изобретение относится к способу прямой конверсии низших парафинов С1-С4 в оксигенаты, такие как спирты и альдегиды, которые являются ценными промежуточными продуктами органического синтеза и могут применяться в качестве компонентов моторного топлива и/либо исходного сырья для получения синтетического бензина и других моторных топлив.

Изобретение относится к способу производства ректификованного этилового спирта и к установке для его осуществления. .

Изобретение относится к области биоэнергетики, спиртовой промышленности и может быть использовано в качестве жидкого печного или моторного биотоплива. .
Изобретение относится к очистке этилового спирта, используемого в качестве растворителя для оптических измерений. .

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к производству спирта этилового обезвоженного (абсолютированного), и может быть использовано в химической, электронной, фармацевтической промышленности.

Изобретение относится к способу получения, по меньшей мере, одного алкилоксигената, например метанола, и к установке для его осуществления. .

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отделения многозарядных катионов от моноэтиленгликоля. Моноэтиленгликоль используют для предотвращения образования гидратов в трубопроводах, транспортирующих газ, конденсата и воды.

Изобретение относится к способу регенерации изобутилового спирта в производстве высокопрочных арамидных нитей. Способ включает нейтрализацию исходных растворов, ректификацию раствора пластификационной ванны в двух колоннах, вакуумную выпарку смеси кубового остатка второй колонны и осадительной ванны, ректификацию кубового остатка вакуум-выпарного аппарата, вакуумную ректификацию отгонного продукта вакуум-выпарного аппарата и третьей колонны, ректификацию водной фракции с удалением лютерной воды и ректификацию органической фракции с получением целевого продукта.

Настоящее изобретение относится к способу дистилляции водной полиметилольной смеси, содержащей полиметилол формулы (I), третичный амин, воду, а также аддукт третичного амина и муравьиной кислоты (амин-формиат).

Настоящее изобретение относится к способу очистки сырого полиметилола, содержащего полиметилол формулы (I), а также гидроксикислоту формулы (IV). Согласно предлагаемому способу сырой полиметилол получают в многостадийном процессе, при этом на стадии а) алканали по реакции альдольной конденсации взаимодействуют с формальдегидом в присутствии третичных аминов в качестве катализаторов с образованием метилолалканалей формулы (II).

Изобретение относится к способу рекуперации компонентов смеси низкокипящих соединений, которая образуется при дистилляции продуктов гидрирования процесса синтеза полиметилолов и содержит третичный амин, воду, метанол, полиметилол формулы (I), метилолалканаль формулы (II), спирт формулы (III) и алканаль с метиленовой группой, находящейся в α-положении к карбонильной группе.

Изобретение относится к улучшенному способу синтеза метанола, в котором сырой метанол (101) получают в секции синтеза и очищают в секции дистилляции (D), получая очищенный метанол (104), поток (103) мгновенно выделяющегося газа и побочные продукты (105, 106).

Изобретение относится к способу регенерации моноэтиленгликоля из отводимого потока катализатора. Способ включает стадии: a) объединения отводимого потока и, необязательно, дополнительных отводимых потоков, которые содержат моноэтиленгликоль, с потоком тяжелых примесей, содержащим, по меньшей мере, 40 масс.% диэтиленгликоля, с получением объединенного потока; b) необязательно, дегидратацию объединенного потока и c) подачу объединенного потока со стадии (a) или стадии (b) на дистилляционную колонну и отведение из дистилляционной колонны первого потока, содержащего моноэтиленгликоль, и второго потока, содержащего диэтиленгликоль.

Изобретение относится к способу управления водной отмывкой оксидата в производстве капролактама, проводимому в ректификационной колонне с подачей реакционной смеси, регулированием температурного режима при использовании выносного теплообменника, отводом через конденсаторы дистиллята и кубового продукта.

Изобретение относится к способу производства ректификованного этилового спирта и к установке для его осуществления. .

Изобретение относится к способу получения 1,6-гександиола и ε-капролактона, включающему следующие стадии: (a) этерификации раствора дикарбоновой кислоты спиртом, (b) частичного каталитического гидрирования полученной на стадии (а) смеси сложных эфиров, (c) дистилляции полученного со стадии (b) выводимого продукта гидрирования и отделения при этом головного продукта, содержащего 1,6-гександиол, и (d) циклизации эфира 6-гидроксикапроновой кислоты из кубовой фракции стадии (с) в присутствии по меньшей мере одного спирта с температурой кипения в области используемого давления, превышающей температуру кипения ε-капролактона, смеси таких спиртов или состава, содержащего такие спирты, причем этот спирт является свободным или также связанным как компонент сложного эфира кубовой фракции, (e) очистки ε-капролактона из дистиллята со стадии (d) посредством дистилляции, причем циклизацию на стадии (d) проводят в жидкой фазе в аппаратуре с колонной, содержащей более одной теоретической разделительной ступени.
Наверх