BR112016013033B1 - Processo para a produção de etanol e co-produção de metanol - Google Patents

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Liu Hongchao
Youming NI
Zhongming Liu
Shuanghe Meng
Lina Li
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Hui Zhou
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Abstract

processo para a produção de etanol e co-produção de metanol. a presente invenção descreve um processo para a produção de etanol e a co-produção de metanol sobre um catalisador em um reator usando uma co-alimentação de um gás de síntese e acetato como matéria prima reacional. mais particularmente, a presente invenção provê um processo para produzir etanol e co-produzir metanol, caracterizado por o processo compreender a etapa de passar uma matéria prima gasosa contendo um acetato e um gás de síntese através de um reator carregado com um catalisador para produzir etanol e co-produzir metanol sob as condições de uma temperatura reacional de 150-350°c, pressão reacional de 0,1-20,0 mpa, velocidade espacial horária em volume de reação de 100-45000 mlg-1h-1, e velocidade espacial horária em peso de acetato de 0,01-5,0 h-1; os componentes ativos do catalisador sendo cobre e opcionalmente zinco e/ou alumínio. o processo da presente invenção facilita grandemente a conversão de monóxido de carbono em metanol, enquanto mantém uma atividade extremamente elevada em hidrogenação de acetato. igualmente, o processo da invenção produz etanol enquanto certa proporção de metanol é co-produzida, e as proporções de etanol e metanol podem ser ajustadas, o que aumenta a flexibilidade de produtos.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção pertence ao campo da química catalítica, e especificamente a um novo processo para a produção de etanol e co- produção de metanol.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] O etanol é usado principalmente como combustível automotivo e aditivo para combustível automotivo, e ao mesmo tempo é uma importante matéria prima química, orgânica, sendo principalmente utilizado para a produção de aldeído acético, éter etílico, ácido acético, acetato de etila, etilamina e similares. A produção global de etanol em 2012 está acima de 85,1 bilhões de litros, enquanto etanol-gasolina na China representou 20% ou mais da proporção total do consumo de gasolina na China. Durante o décimo segundo plano quinquenal, a proporção para a qual as energias não fósseis na China estão presentes aumentará a 11,4%, e no meio tempo novos projetos de etanol combustível onde as plantações serão a matéria prima principal não serão desenvolvidos. Portanto, a síntese de etanol a partir de uma pluralidade de rotas tem um sentido real importante e um sentido estratégico para poupar as fontes de petróleo e reduzir a poluição ambiental.
[003] Atualmente, os processos industriais para a produção de etanol incluem o método de fermentação e o método de hidratação de etileno (o etanol, seja preparado pelo método de fermentação ou pelo método de hidratação de etileno, é tipicamente um azeótropo de etanol e água, e desidratação posterior é requerida para a obtenção de etanol absoluto).
[004] As matérias primas principais para o método de fermentação são plantas como cana de açúcar, mandioca, milho, etc. Nos Estados Unidos uma grande quantidade de milho é usada para produzir etanol combustível, resultando em fornecimento reduzido e preço elevado das culturas no mundo. Portanto, certo número de países limita até certo grau os projetos de bioetanol. O método de hidratação de etileno usa ácido fosfórico suportado em sílica gel ou terra diatomácea como catalisador, e este processo foi inicialmente industrializado pala empresa Shell em 1947.
[005] A ampliação das fontes de matérias primas para etanol e a redução da dependência dos recursos de petróleo se tornaram áreas sensíveis de estudos. Considera-se que um dos mais promissores esquemas é preparar diretamente etanol a partir de gás de síntese, vide [Appl. Catal. A 261 (2004) 47, J. Catal. 261 (2009) 9]. Pan et al., [Nat. Mater. 6 (2007) 507] que relatam um catalisador de metal precioso Rh suportado seletivamente sobre a parede interna de um nanotubo de carbono, o que aumenta enormemente o rendimento de etanol diretamente preparado a partir de gás de síntese. No entanto, sua aplicação adicional é limitada ao uso do metal precioso caro Rh.
[006] Outro esquema é preparar diretamente etanol a partir de gás de síntese. Em 1° de Novembro de 2011 um projeto de pesquisa e desenvolvimento estabeleceu uma técnica para preparar etanol a 30 mil toneladas ano sendo iniciada a construção pela empresa Jiangsu Suopu Group. A técnica foi desenvolvida pelo Dalian Institute of Chemical and Physics, Academia Chinesa de Ciências, o que indica que esta técnica atingiu totalmente o estágio da prática representativa industrial. Uma vez o projeto estabelecido, será o primeiro conjunto de equipamento industrial no mundo para preparar etanol a partir de carvão por gás de síntese em uma ordem de 10 mil toneladas. No entanto, este esquema usa um catalisador de metal precioso Ródio e o custo do catalisador é relativamente elevado. Além disso, estritamente, o produto é uma mistura de alcoóis em C1-C5, e a seletividade a etanol é inferior a 80%, vide [Appl. Catal. A 407 (2011) 231, Appl. Catal.A 243 (2003) 155].
[007] Além disso, a reação de homologação para preparar etanol a partir de metanol é igualmente intensivamente estudada, e este esquema usa Co ou Ru como catalisador e um iodeto como promotor para efetuar a reação em sistema homogêneo, vide [J. Catal. 90 (1984)127, J. Mol. Catal. A 96 (1995) 215]. No entanto, devido à corrosão severa de equipamentos por iodetos bem como produtos complexos de reação e baixa seletividade a etanol, a aplicação deste processo é de certo modo limitada.
[008] No mais novo esquema para sintetizar diretamente etanol a partir de gás de síntese, éter dimetílico é usado como matéria prima, acetato de metila é diretamente sintetizado por reação de carbonilação, e etanol é então preparado por hidrogenação. Atualmente, este esquema ainda está no estágio de pesquisa, mas tem uma perspectiva notavelmente ampla de aplicação. Recentemente, Tsubaki et al., [JP2008239539, Chem Sus Chem 3 (2010) 1192] realizou a geração direta de etanol a partir de DME sobre catalisadores H-MOR e Cu/ZnO, e foi estudado e verificado que os dois catalisadores apresentam efeito sinérgico.
[008] Metanol é igualmente uma importante matéria prima química e um aditivo para combustível automotivo, e é principalmente usado como solvente e na preparação de formaldeído, ácido acético e éter dimetílico e nos processos MTG, MTO, etc. Em 2011, a produção de metanol na China atinge 20,35 milhões de toneladas, e é estimado que a produção de metanol irá aumentar adicionalmente no futuro à medida que técnicas como MTO e similares sejam generalizadas. Atualmente, a síntese de metanol é efetuada com um catalisador à base de cobre em um reator de leito fixo a 240-260°C e 5-10MPa.
[009] Atualmente, éter dimetílico pode ser preparado a partir de gás de síntese em uma etapa (usando um catalisador bifuncional, a síntese do metanol e a desidratação do metanol ocorrem em um reator) ou pode ser sintetizado por desidratação de metanol. O gás de síntese pode ser preparado a partir de fontes de energia não petrolíferas como carvão, biomassa, gás natural, etc. Ao ser sintetizado etanol ao mesmo tempo a co-produção de uma proporção de metanol pode ser realizada, e metanol pode ser usado não somente como produto final como pode igualmente ser desidratado para gerar éter dimetílico. Éter dimetílico é carbonilado para gerar acetato de metila, e acetato de metila é hidrogenado para gerar o produto final etanol. As proporções de etanol e metanol podem ser ajustadas de acordo com a demanda de mercado para aperfeiçoar a flexibilidade de produtos e a motilidade operacional de equipamentos, o que tem um sentido realístico importante para desenvolver uma nova indústria química do carvão. Portanto, torna-se necessário na técnica o desenvolvimento de um processo para a síntese de etanol e co-produção de metanol sob uma condição de co-alimentação de gás de síntese e acetato.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[010] Um objeto da invenção é prover um processo para a produção de etanol e co-produção de metanol usando gás de síntese e acetato sob condição de co-alimentação.
[011] Portanto, a presente invenção provê um processo para produzir etanol e co-produzir metanol, caracterizado por o processo compreender a etapa de passar uma matéria prima gasosa contendo um acetato e um gás de síntese através de um reator carregado com um catalisador par produzir etanol e co-produzir metanol sob as condições de temperatura reacional 150-350°C, pressão reacional de 0,1-20,0 MPa, velocidade espacial horária de volume reacional de 100-45000 mlg-1h-1, e velocidade espacial horária em peso de acetato de 0,01-5,0 h-1; os componentes ativos do catalisador sendo cobre e opcionalmente zinco e/ou alumínio.
[012] Em uma modalidade preferida, o acetato é acetato de metila e/ou acetato de etila.
[013] Em uma modalidade preferida, no catalisador, o componente ativo cobre compreende de 50,0-100,0 % em peso do peso total do catalisador em termos de CuO; o componente ativo zinco compreende de 0-35,0 % em peso do peso total do catalisador em termos de ZnO; e o componente ativo alumínio compreende de 0-10,0 % em peso do peso total do catalisador em termos de Al2O3.
[014] Em uma modalidade preferida, o catalisador compreende adicionalmente um ou mais dentre manganês, molibdênio, zircônio, cromo, ferro, bário, magnésio, níquel e cálcio como promotor. De preferência, o promotor compreende de 0-5,0% em peso do peso total do catalisador em termos do óxido de metal do mesmo.
[015] Em uma modalidade preferida, o catalisador é submetido a tratamento de redução com gás hidrogênio e/ou um gás de síntese antes do uso.
[016] Em uma modalidade preferida, a razão molar de gás de síntese/acetato no gás matéria prima é 10-101/0,1-4, e a razão molar de gás hidrogênio/monóxido de carbono no gás de síntese é 9-100/1. De preferência, a razão molar de gás de síntese/acetato é 21-101/2-4, e a razão molar de gás hidrogênio/monóxido de carbono no gás de síntese é de 20-100/1.
[017] Em uma modalidade preferida, a temperatura reacional é 180-300°C, a pressão reacional é 1,0-10,0 MPa, a velocidade espacial horária de volume reacional é 400-35000 mlg-1h-1 e a velocidade espacial horária em peso de acetato é 0,1-3,0 h-1.
[018] Através do uso de uma co-alimentação de gás de síntese e acetato como matéria prima reacional, a presente invenção facilita grandemente a conversão de monóxido de carbono em metanol, enquanto é mantida uma atividade em hidrogenação de acetato extremamente elevada. O processo da invenção produz etanol enquanto certa proporção de metanol é co- produzida, e as proporções de etanol e metanol podem ser ajustadas, o que aumenta a flexibilidade de produtos.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[019] No processo da invenção, uma matéria prima gás contendo um acetato e um gás de síntese é passada através de um reator carregado com um catalisador para produzir etanol e co-produzir metanol sob condições de uma temperatura reacional de 150-350°C, pressão reacional de 0,1-20,0 MPa, uma velocidade espacial horária de volume reacional de 100-45000 mlg-1h-1, e uma velocidade espacial horária em peso de acetato de 0,01-5,0 h-1; os componentes ativos do catalisador sendo cobre e opcionalmente zinco e/ou alumínio podendo ser incluídos.
[020] De preferência, o acetato é acetato de metila e/ou acetato de etila.
[021] De preferência, no catalisador, o componente ativo é cobre, e o teor do mesmo compreende de 50,0-100,0% em peso do peso total do catalisador em termos de óxido de metal; o promotor zinco compreende de 0-35,0% em peso do peso total do catalisador em termos de óxido de metal; e o promotor alumínio compreende de 0-10,0% em peso do peso total do catalisador em termos de óxido de metal.
[022] De preferência, no catalisador, um ou uma composição de vários dentre manganês, molibdênio, zircônio, cromo, ferro, bário, magnésio, níquel e cálcio podem adicionalmente ser incluídos como promotores. De preferência, este compreende de 0-5,0% em peso do peso total do catalisador em termos de seu óxido de metal (por exemplo, MnO, Cr2O3, Fe2O3, MgO, NiO, etc.).
[023] De preferência, o catalisador é inicialmente submetido a tratamento de redução com gás hidrogênio e/ou gás de síntese antes da reação. Ele é submetido a tratamento de redução por 5-60 horas com 1-100% de H2 ou gás de síntese (H2/CO = 0,5-50) sob uma condição onde a temperatura é 180-350°C e a pressão é 0,1-5,0 MPa.
[024] De preferência, a razão molar de gás de síntese/acetato na matéria prima gás é 10-101/0,1-4, e a razão molar de gás hidrogênio/monóxido de carbono no gás de síntese é 9-100/1. Faixas adicionais preferidas são como segue: a razão molar de gás de síntese/acetato é 21-101/2-4, e a razão molar de gás hidrogênio/monóxido de carbono no gás de síntese é 20-100/1.
[025] As condições de reação preferenciais são como segue: a temperatura de reação é 180-300°C, a pressão reacional é 1,0-10,0 MPa, a velocidade espacial horária para o volume reacional é 400-35000 mlg-1h-1, e a velocidade espacial horária para o peso em acetato é 0,1-3,0 h-1.
[026] O catalisador da presente invenção (igualmente referido como um catalisador à base de cobre) é preparado de preferência pelo método de co-precipitação, que compreende as seguintes etapas: a) adicionar uma solução contendo íons Cu2+ e/ou opcionalmente Zn2+e/ou Al3+ a uma solução de um agente precipitante a 25-60°C, e agitando o precipitado resultante até que este esteja uniforme, onde o precipitado resultante tem um valor de pH de 7,0-10,0; b) tratar o precipitado obtido na etapa a) por envelhecimento durante 5-60 horas, secando a 80-160°C, e calcinando a 240-500°C para obter uma amostra calcinada; e c) opcionalmente colocando a amostra calcinada obtida na etapa b) em uma solução salina contendo qualquer um ou mais metais dentre os componentes manganês, molibdênio, zircônio, cromo, ferro, bário, magnésio, níquel e cálcio e impregnando uma ou mais vezes, secando a 80-160°C após a completação da impregnação, e calcinando a 240-500°C para obter o catalisador à base de cobre.
[027] Principalmente, a presente invenção tem a vantagem que um catalisador para preparar etanol e co-produzir metanol com uma co- alimentação de gás de síntese e acetato é preparado usando matérias primas baratas e utilizando um método simples de co-precipitação, e este processo facilita a conversão de monóxido de carbono em metanol, enquanto é mantida uma atividade extremamente elevada em hidrogenação de acetato. As proporções de etanol e metanol podem ser ajustadas mudando as condições reacionais, e um novo processo de reação é desenvolvido, o qual aumenta a flexibilidade de produtos.
[028] A presente invenção será descrita com detalhes abaixo através de Exemplos, não estando entretanto limitada a estes Exemplos.
Exemplo 1: Preparação de catalisadores 1) Preparação de catalisador a 100% de CuO
[029] 121g de Cu(NO3^3H2O foram dissolvidos em 2000ml de água deionizada, e 68,0 g de amônia aquosa concentrada (25-28%) foram diluídos em 1500ml de água deionizada. A solução de amônia aquosa foi vigorosamente agitada à temperatura ambiente, e esta solução aquosa de nitrato metálico foi lentamente adicionada à solução de amônia aquosa durante cerca de 60 minutos. O valor de pH do precipitado foi ajustado para 10,0 usando a solução de amônia aquosa, a agitação foi continuada durante 200min, e então foi efetuado envelhecimento durante 36h. O precipitado foi lavado até neutralidade com água deionizada e separado por centrifugação. O precipitado resultante foi seco em estufa a 120°C durante 24h, a amostra foi colocada em um forno de mufla após secagem e foi aquecida até 400°C a uma taxa de aumento de temperatura de 1°C/min, a calcinação foi efetuada durante 5h para obter uma amostra calcinada. O catalisador foi denominado CAT1. 2) Preparação do catalisador 85%CuO/10%ZnO/5%Al2O3
[030] 102,85 g de Cu(NO3)2’3H2O, 12,00g de Zn(NO3)2’6H2O, e 14,71g de Al(NO3)3^9H2O foram dissolvidos em 2000ml de água deionizada e 72,52 g de amônia aquosa concentrada (25-28%) foram diluídos com 1500ml de água deionizada. A solução de amônia aquosa foi vigorosamente agitada à temperatura ambiente e a mistura de soluções aquosas de nitratos metálicos foi lentamente adicionada à solução de amônia aquosa em cerca de 60min. O valor de pH do precipitado foi ajustado a 10,0 usando a solução de amônia aquosa, a agitação foi continuada durante 200min, e então foi efetuado envelhecimento durante 36h. O precipitado foi lavado a neutralidade com água deionizada e foi separado por centrifugação. O precipitado resultante foi seco em forno a 120°C durante 24h, a amostra foi colocada em um forno de mufla após secagem e aquecida até 400°C a uma taxa de aumento de temperatura de 1°C/min, calcinação da amostra sendo efetuada durante 5h para obter uma amostra calcinada. O catalisador foi denominado CAT3. 3)Preparação do catalisador 75%CuO/13%ZnO/5%Al2O3/1%MnO/1%NiO
[031] 96,80 g de Cu(NO3)-3H2O, 15,60g de Zn(NO3)2-6H2O, e 14,71g de Al(NOδ)3^9H2θ foram dissolvidos 2000ml de água deionizada e 72,62 g de amônia aquosa concentrada (25-28%) foram diluídos com 1500ml de água deionizada. A solução de amônia aquosa foi vigorosamente agitada à temperatura ambiente e a soluções aquosas mistas de nitrato metálico foram lentamente adicionadas à solução de amônia aquosa em cerca de 60 min. O valor de pH do precipitado foi ajustado a 10,0 usando a solução de amônia aquosa, a agitação foi continuada durante 200min, e então foi efetuado envelhecimento durante 36h. O precipitado foi lavado a neutralidade com água deionizada e foi separado por centrifugação. O precipitado resultante foi seco em estufa a 120°C durante 24h, a amostra foi colocada em um forno mufla após secagem e foi aquecida até 400°C a uma taxa de aumento de temperatura de 1°C/min, a calcinação da amostra sendo efetuada durante 5h para obter uma amostra calcinada. 1,41 g de Mn(NO3)2^4H2O e 1,36 g de Ni(NO3^4H2O foram adicionalmente dissolvidos em 50ml de água deionizada, e as soluções aquosas de manganês e níquel foram carregadas sobre a amostra calcinada utilizando método de impregnação, e o excesso de solvente foi evaporado a 80°C. A secagem foi efetuada em estufa a 120°C durante 24h, a amostra foi colocada em um forno mufla após secagem e foi aquecida até 400°C a uma taxa de aumento de temperatura de 1°C/min, a calcinação da amostra sendo efetuada por 3h para obter uma amostra de catalisador. Este catalisador foi denominado CAT4.
[032] A preparação dos outros catalisadores CAT2 e CAT5-10 é similar às dos catalisadores CAT3 e CAT4. A relação entre condições de preparação específicas e os números dos catalisadores pode ser constatada na Tabela 1. As composições dos catalisadores medidas por XRF (espectrometria de Raios X com fluorescência, PANalytical Corporation, Netherlands) podem ser vistas na Tabela 2
Figure img0001
Figure img0002
Exemplo 2: Avaliação dos catalisadores
[033] A velocidade espacial horária do volume reacional na presente invenção foi definida pela vazão volumétrica das matérias primas reacionais (sob condição padrão) que circulou no sistema reacional por hora dividida pela massa de catalisador. Ela foi representada por GHSV com unidade em mlg-1h-1.
[034] 10g do catalisador acima, que havia sido separado em peneira de 20-40mesh (0,850-0,425 mm) foi introduzido na zona termostática de um reator de leito fixo. Antes da reação o catalisador foi submetido a redução em linha onde a temperatura de redução é 260°C, a pressão é 0,1 MPa, o gás redutor é 5%H2+95%N2, e o período de redução é 24h. Após redução, a temperatura foi reduzida a 230°C e o H2 remanescente nos dutos e no reator foi purgado com N2. O gás foi então trocado para gás de síntese com certa composição e pressão, e um medidor de fluxo de massa foi ajustado para certa vazão designada (condição padrão). Uma bomba de alta pressão de alimentação de acetato foi especificada para uma vazão designada, e a reação se iniciou após estabilização da temperatura e pressão. O produto foi submetido a análise em linha, e foi amostrado uma vez a cada hora. Os dutos e válvula de contra pressão foram aquecidos para manter a temperatura de uma saída do reator para uma entrada de uma válvula de dez vias de um cromatógrafo de gás.
[035] Método analítico dos produtos
[036] Cromatógrafo: Agilent 7890A
[037] Coluna cromatográfica FID: HP-PLOT-Q 19091P-Q04, 30m x 0.32 mm (diâmetro interno), espessura do filme de 20 μm
[038] Gás Carreador: gás hélio, 2 ml/min
[039] Temperatura da Coluna: 50°C-240°C, 10°C/min e 240°C mantida por 15min
[040] Orifício de alimentação: fenda (50:1); temperatura: 250°C
[041] Detector: FID; temperatura: 300°C
[042] Coluna cromatográfica TCD: coluna de peneira molecular de carbono, TDX-01 2m x 2mm (diâmetro interno)
[043] Gás Carreador: gás hélio, 35 ml/min
[044] Temperatura da Coluna: 50°C-240°C, 10°C/min 240°C, mantida por 15min
[045] Orifício de alimentação: purga de septo no orifício de alimentação, temperatura: 250°C
[046] Detector: TCD; temperatura: 300°C
[047] 1) As atividades de catalisadores de diferentes composições sob condição de co-alimentação de gás de síntese (a composição volumétrica era 80%H2/4%CO e outros gases) e acetato de metila (Mac) pode ser vista na Tabela 3.
[048] As condições reacionais foram como segue: a temperatura reacional foi de 240°C, a pressão reacional foi 4,5 MPa, a composição molar da matéria prima gasosa foi H2/CO/MAc = 20/1/4 (80%H2/4%CO/16%MAc), a velocidade espacial horária gasosa total foi (GHSV) = 5676mlg-1h-1, e a velocidade espacial horária em peso de acetato de metila foi (WHSVMAc) = 3.0h-1.
Figure img0003
[049] (Nota: esta seletividade excluiu o metanol gerado pela hidrogenação de CO.
[050] b Na reação de hidrogenação de CO, a seletividade a metanol foi de 100% e não foi gerado subproduto.
[051] 2) Os desempenhos do catalisador CAT5 a diferentes temperaturas para a co-alimentação com gás de síntese (onde a composição volumétrica foi de 98,9%H2/0,99%CO e outros gases) e acetato de metila (Mac) pode ser vista na Tabela 4.
[052] As condições reacionais foram como segue: a pressão reacional foi 5,5 MPa, a composição molar do gás matéria prima foi H2/CO/MAc = 1000/10/1 (98,9%H2/0,99%CO/0,11%MAc), a velocidade espacial horária total de gás (GHSV) = 35000mlg-1h-1, e a velocidade espacial horária em peso de acetato de metila (WHSVMAc) = 0,127h-1. TABELA 4
Figure img0004
[053] Nota: esta seletividade excluiu o metanol gerado pela hidrogenação de CO.
[054] b Na reação de hidrogenação de CO, a seletividade a metanol foi de 100% e não foi gerado subproduto.
[055] 3) Os desempenhos do catalisador CAT3 a diferentes pressões em gás de síntese de co-alimentação (a composição volumétrica era de 95,2%H2/1,4%CO e outros gases) e acetato de metila pode ser visualizada na Tabela 5.
[056] As condições reacionais foram como segue: a temperatura de reação era 250°C, a composição molar do gás matéria prima era H2/CO/MAc = 70/1/2.5 (95,2%H2/1,4%CO/3,4%MAc), a velocidade espacial horária total de gás (GHSV) = 19587mlg-1h-1, e a velocidade espacial horária em peso de acetato de metila (WHSVMAc) = 2,2h-1. TABELA 5
Figure img0005
[057] Nota: esta seletividade excluiu o metanol gerado pela hidrogenação de CO.
[057] b Na reação de hidrogenação de CO, a seletividade a metanol foi de 100% e não foi gerado subproduto.
[058] 4) Os desempenhos de diferentes catalisadores sob diferentes condições reacionais em gás de síntese de co-alimentação e acetato de etila são visualizados na Tabela 6.
Figure img0006
[059] As seguintes conclusões podem ser obtidas a partir dos Exemplos e dados apresentados acima.
[060] Quando certa proporção de co-alimentação de gás de síntese e acetato é usada como matéria prima reacional, é possível de efetivamente sintetizar etanol e co-produzir uma pequena proporção de metanol em um reator sobre um catalisador específico; o metanol co-produzido pode ser usado seja como um produto por si só ou desidratado para produzir éter dimetílico, e acetato de metila, o produto carbonilado de éter dimetílico é hidrogenado para produzir etanol; e as proporções de etanol e metanol podem ser ajustadas fazendo variar a razão de alimentação de monóxido de carbono, gás hidrogênio no gás de síntese e acetato de modo a aperfeiçoar a flexibilidade operacional de equipamentos e a adaptabilidade do mercado.
[061] A presente invenção tem a vantagem de que é possível efetivamente sintetizar etanol e co-produzir metanol em um reator sobre um catalisador de baixo custo e facilmente disponível pelo uso de uma proporção de uma co-alimentação de gás de síntese e acetato como matéria prima sob condições de reação adequadas. Em comparação com a síntese convencional de metanol, a invenção facilita a reação para converter monóxido de carbono em metanol, enquanto uma reatividade de alta eficiência a hidrogenação de acetato é mantida. A presente invenção provê um novo esquema para o desenvolvimento da indústria química do carvão.
[062] Deve ser indicado que, em relação a um especialista no assunto, várias modificações podem ser feitas nos Exemplos sem que se traia o princípio técnico da presente invenção. Tais modificações devem igualmente ser consideradas como estando compreendidas no escopo, e devem ser protegidas pela presente invenção.

Claims (8)

1. Método para produzir etanol e co-produzir metanol, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de passagem de um gás de matéria-prima contendo um acetato e um gás de síntese através de um reator carregado com um catalisador para produzir etanol e coproduzir metanol sob as condições de uma temperatura de reação de 150- 350 ° C, uma pressão de reação de 0,120,0 MPa, uma velocidade espacial horária do volume de reação de 100-45000 mlg-1h-1 e uma velocidade espacial horária do peso de acetato de 0,01-5,0 h- 1; em que os componentes ativos do catalisador são cobre, zinco e alumínio; em que o componente ativo cobre inclui 50,0% em peso a menos de 100,0% em peso do peso total do catalisador em termos de CuO; em que o zinco do componente ativo incluía mais de 0% em peso a 35,0% em peso do peso total do catalisador em termos de ZnO; e em que o componente ativo de alumínio incluía mais de 0% em peso a 10% em peso do peso total do catalisador em termos de Al2O3.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o acetato é Acetato de Metila e/ou Acetato de Etila.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador contém ainda um ou mais dentre manganês, molibdênio, zircônio, cromo, ferro, bário, magnésio, níquel e cálcio como um promotor.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o promotor incluiu mais do que 0% e menos do que 5,0% em peso do peso total do catalisador em termos de óxido de metal do mesmo.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador é submetido a um tratamento de redução com gás hidrogênio e / ou um gás de síntese antes do uso.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar de gás de síntese/acetato na matéria-prima gás é 10-101 / 0,1-4, e a razão molar de gás hidrogênio/monóxido de carbono no gás de síntese é 9100 /1.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar de gás de síntese/acetato no gás de matéria-prima é 21-101/2-4, e a razão molar de gás hidrogênio / monóxido de carbono no gás de síntese é 20-100 /1.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura de reação é 180-300 °C, a pressão de reação é 1,0-10,0 MPa, o volume de reação, velocidade espacial horária é 400-35000 ml.g-1.h-1, e o peso de acetato por hora a velocidade espacial é de 0,1-3,0 h-1.
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