CN102421729A - 在乙酸加氢中使乙醇的生成最大化的方法 - Google Patents

Abstract

用于纯化粗乙醇产物以减少副产物的生成和使乙醇的生产最大化的方法。该发明的方法包括以下步骤：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物。该方法还包括在纯化区中分离至少部分粗乙醇产物的步骤。纯化区优选包含第一塔，该第一塔产生包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，以及包含乙酸的第一残余物。部分粗乙醇产物具有5分钟至5天的从反应器到纯化区的停留时间。

Description

在乙酸加氢中使乙醇的生成最大化的方法

优先权要求

本申请要求以下申请的优先权：2010年2月2日提交的美国临时申请No.61/300,815，2010年5月7日提交的美国临时申请No.61/332,702，和2010年11月5日提交的美国申请No.12/940,595，通过引用将它们公开内容并入本文。

发明领域

本发明总体上涉及生产乙醇的方法，特别涉及在乙酸加氢中通过减少乙酸乙酯的生成使乙醇的生成最大化的方法。

发明背景

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

通过链烷酸和/或其它含羰基化合物的还原生产乙醇得到广泛研究，在文献中提及了催化剂、载体和操作条件的各种组合。在链烷酸例如乙酸的还原期间，其它化合物通常随乙醇一起生成或者以副反应生成。例如，在加氢期间和/或在后续副反应中，产生的酯与乙醇和/或水一起可形成难以分离的共沸物。这些杂质可限制乙醇的生产并且会需要昂贵且复杂的系列纯化(purification trains)以将杂质从乙醇中分离出。此外，当转化不完全时，未反应的酸保留在粗乙醇产物中。这种残留的乙酸会随着时间促进另外的有害副反应。因此，必须将残留的乙酸从粗乙醇产物移出以获得纯化乙醇。

因此，仍需要提高从使链烷酸例如乙酸和/或其它含羰基化合物还原获得的粗产物回收乙醇的回收率。此外，需要减少或抑制通过有害副反应生成杂质的方法。

发明概述

在第一实施方案中，本发明涉及纯化粗乙醇产物的方法，该方法包括：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物；和将至少部分粗乙醇产物在下游纯化区中分离成一个或多个衍生料流。优选地，纯化区包含第一塔，该第一塔产生包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，以及包含乙酸的第一残余物。在优选实施方案中，至少部分粗乙醇产物具有5分钟至5天的从反应器到第一塔的停留时间。在一些实施方案中，在反应器和第一塔之间配置储罐并且粗乙醇产物具有1小时至5天例如1天至3天的从反应器到第一塔的停留时间。在其它实施方案中，在不使用储罐时，粗乙醇产物具有1秒钟至1小时例如5分钟至30分钟或5分钟至15分钟的从反应器到纯化区的停留时间。

在第二实施方案中，本发明的方法包括以下步骤：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物；在闪蒸器中将粗乙醇产物分离成蒸气料流和液体料流；将至少部分液体料流导向下游纯化区；和在纯化区中将至少部分液体料流分离成至少一个衍生料流。优选地，纯化区包含第一塔，该第一塔产生包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，以及包含乙酸的第一残余物。至少部分液体物料具有5分钟至5天的从闪蒸器到纯化区的停留时间。

在第三实施方案中，本发明的方法包括：在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物；以及在闪蒸器中将粗乙醇产物分离成蒸气料流和液体料流，将至少部分液体料流冷却到0-40℃的温度；将至少部分液体料流导向纯化区；以及在纯化区中将至少部分液体料流分离成至少一个衍生料流。

附图简要描述

下面参考附图详细地描述本发明，其中相同的数字指示类似的部分。

图1是根据本发明一个实施方案的具有储罐的加氢系统的示意图。

图2是显示乙酸乙酯含量的提高的坐标图。

图3是粗乙醇产物的室温稳定性的坐标图。

图4是在4℃下粗乙醇产物稳定性的坐标图。

图5是在4℃和21℃下粗乙醇产物稳定性对比的坐标图。

图6是在-78℃、4℃和21℃下乙酸乙酯浓度对比的坐标图。

发明详述

本发明涉及从粗乙醇产物回收乙醇的方法。特别地，本发明涉及从粗乙醇产物回收和/或纯化乙醇的方法，所述粗乙醇产物优选是在将乙酸在催化剂存在下加氢的工艺中生成。一旦生成，将粗乙醇产物导向纯化区用以分离其中所含的各种组分，例如乙醇、水和残留乙酸。

特别地，本发明的方法涉及在纯化区中移出残留乙酸之前抑制和/或减少粗乙醇产物中乙酸乙酯的生成。如下所示，粗乙醇产物中发生非催化反应，驱动该粗乙醇产物达到乙醇/乙酸和乙酸乙酯/水之间的平衡：

在包含的乙醇和乙酸比乙酸乙酯和水更多的产物混合物例如粗乙醇产物中，该平衡反应可不期望地在损害所需乙醇产物的情况下导致另外乙酸乙酯和水的生成。这种作用降低乙醇产率且增加废物。该平衡反应的反应速率随温度而提高。

在优选实施方案中，粗乙醇产物，一旦生成，则导向纯化区用以分离该粗乙醇产物中所含的组分。该纯化区产生至少一个，例如至少二个或至少三个衍生料流。纯化区从产物乙醇分离出残留乙酸。优选地，纯化区包含第一塔，该第一塔产生包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物，以及包含乙酸的第一残余物。在这样的情形中，第一馏出物和第一残余物可以认为是衍生料流。

在另一个实施方案中，通过其它纯化单元实现残留乙酸从产物乙醇的分离。在许多化学方法中，例如蒸馏塔消耗了显著量的能量。因此，在其中期望降低能量消耗的实施方案中，使用一个或多个膜分离单元来纯化粗乙醇产物。优选地，膜分离单元包含渗透蒸发(pervaporation)膜。可以使粗乙醇产物和/或一个或多个衍生料流通过膜分离单元。在一个实施方案中，膜分离单元与蒸馏塔联合使用。在一些实施方案中，膜可以替代对一个或多个，例如两个或更多个蒸馏塔的必需性。一个或多个膜的使用为蒸馏塔提供了低能量替代方式。此外，膜分离单元的使用可以有利地提供在不使用夹带剂的情况下“破坏(break)”共沸物的能力。对于其中粗乙醇产物包含乙醇和水的应用，一个或多个膜可以破坏乙醇-水共沸物。乙醇-水共沸物将蒸馏塔中的可回收乙醇限制于包含约92-96wt.％乙醇的乙醇产物。膜优选适合于提供乙醇产物，例如具有较高量乙醇，如至少96wt.％或更高或者至少99wt.％或更高乙醇的无水乙醇产物。

典型地，在纯化区中将基本上所有残留乙酸从粗乙醇产物首先分离和/或移出。一旦移出残留乙酸，则根据上述平衡反应生成乙酸乙酯得到有效阻止。根据本发明的优选实施方案，使粗乙醇产物的生成与纯化区中残留乙酸的分离和/或移出之间的停留时间保持足够低以便有效地减少乙酸乙酯的生成。在一些实施方案中，因为所述平衡反应的反应速率随温度而提高，该方法另外地或替代地涉及使粗乙醇产物在残留乙酸可从中有效移出之前维持处于足以减缓或抑制乙酸乙酯生成的温度。

因此，在一个实施方案中，可以通过在生成粗乙醇产物和从中基本上移出残留乙酸(例如在纯化区中)之间提供低的停留时间使粗乙醇产物中生成的乙酸乙酯的量最小化。应注意，纯化区中使用的具体分离方案可以宽泛地变化。其结果是，基本上移出残留乙酸的步骤可以是纯化系统中的第一步骤或后续步骤。对于本发明的一些实施方案，有关时间段是粗乙醇产物的生成和将该粗乙醇产物引入纯化区的分离单元以从中移出残留乙酸的时刻之间的时间。该时间段会是关键的，这是因为残留乙酸的移出可能是阻止乙醇/乙酸乙酯平衡反应的主要原因。主要承担移出残留乙酸的分离单元例如纯化塔在本文中也称作脱酸单元。

参照图1，在一个实施方案中，停留时间是粗乙醇产物离开反应器103(位置A)的时刻和粗乙醇产物进入脱酸单元107(位置B)的时刻之间的时间段。在该实施方案中，粗乙醇产物优选具有小于5天，例如小于3天、小于1小时、小于30分钟、小于15分钟或小于5分钟的停留时间。就范围而言，停留时间任选为5分钟至5天，例如5分钟至3天或5分钟至1小时。

在一些实施方案中，如图1中所示，在闪蒸器106中将得自反应器103的粗乙醇产物在引入到脱酸单元107之前进行闪蒸以从中移出氢气和轻烃。在该方面，离开闪蒸器106的料流也可以称作粗乙醇产物流。因此，在一些方面中，本发明的特征在于粗乙醇产物在其离开闪蒸器(位置C)的时刻和其引入脱酸单元(位置B)的时刻之间的停留时间。在该实施方案中，粗乙醇产物可以具有小于5天，例如小于3天、小于1小时、小于30分钟、小于15分钟或小于5分钟的停留时间。

通过使规定的停留时间最短，还可有效地使在引入纯化区102，和更具体地引入脱酸单元107之前所生成的另外乙酸乙酯的量最少。在一些实施方案中，反应区101与纯化区102紧密连接。

在其它实施方案中，例如将储罐130提供在这些两个区之间以使部分粗乙醇产物得以输送到单独位置用于纯化。可以将全部或部分粗乙醇产物在引入纯化区102，例如引入脱酸单元之前容纳在储罐中。位置A和C之间的粗乙醇产物停留时间，当容纳在一个或多个储罐中时，优选小于位置C和B之间的停留时间，可以为5分钟至5天，例如5分钟至3天或5分钟至1小时。位置C和B之间的示例性停留时间，当容纳在储罐中时，为5分钟至5天，例如5分钟至3天或5分钟至1小时。在各种任选实施方案中，可以在位置A和C之间，在位置C和B之间，或同时在位置A和C之间与在位置C和B之间提供一个或多个储罐。

在其中不使用储罐的一些实施方案中，与其中使用储罐的情形相比，粗乙醇产物可以具有如从位置A到位置B或从位置C到位置B所测得的较短停留时间。例如，在其中不使用储罐的一些实施方案中，粗乙酸产物可以具有小于1小时，例如小于30分钟、小于15分钟或小于5分钟的停留时间。就范围而言，如从位置A到位置B或从位置C到位置B所测得的停留时间可以为1秒至1小时，例如5分钟至30分钟或5分钟至15分钟。

在其中使用储罐的其它实施方案中，与其中不使用储罐的情形相比，粗乙醇产物可以具有如从位置A到位置B或从位置C到位置B所测得的较长停留时间。例如，在其中使用储罐的一些实施方案中，粗乙酸产物可以具有小于5天，例如小于3天或小于1天的停留时间。就范围而言，如从位置A到位置B或从位置C到位置B所测得的停留时间可以为1小时至5天，例如1天至3天。就下限而言，这些情形中的停留时间可以为至少1小时，例如至少1天。具有储罐与不具有储罐的停留时间相比，使用储罐时的停留时间可以比不使用储罐时的停留时间长至少10％，例如至少25％、至少50％、至少100％或至少200％。

在另一个实施方案中，如上所示，可以通过使粗乙醇产物维持处于小于40℃，例如小于30℃或小于20℃的温度来另外地或替代地控制粗乙醇产物中乙酸乙酯的另外生成。就范围而言，可以使粗乙醇产物维持在0℃-40℃，例如0℃-30℃或0℃-20℃的温度。在闪蒸器和纯化区(例如脱酸单元)之间，例如在图1中的位置C和B之间温度优选维持在这些温度。可以使用一个或多个冷却装置或换热器来维持或降低(如果必要)粗乙醇产物的温度达到这些温度。在一个实施方案中，将粗乙醇产物冷却至这些温度以内并且在一个或多个储罐中容纳上文所提供的停留时间以内。

在一些实施方案中，粗乙醇产物的温度涉及如从位置A到位置B或从位置C到位置B所测得的粗乙醇产物停留时间。例如，将粗乙醇产物维持在较凉温度，可以允许较长的停留时间而不另外生成乙酸乙酯。相反地，当粗乙醇产物没有进行冷却或者维持在较高温度时，可以较快速地生成另外的乙酸乙酯。因此，为了避免另外的乙酸乙酯生成，停留时间将优选会是较短的。

此外，非催化反应的进行速率可由于粗产物温度的提高而提高。例如，在管线115中粗产物的温度从4℃提高到21℃时，乙酸乙酯的生成速率可以从约0.01wt.％/小时提高到约0.005wt.％/小时。因此，在一个实施方案中，将管线115中或任选储罐中的液体组分的温度维持在小于21℃的温度。

因为粗乙醇产物典型地富含乙醇并且含有残留乙酸，在移出残留乙酸之前粗乙醇产物中的乙酸乙酯浓度可能趋向于增加。在本发明的优选实施方案中，在酸移出之前粗乙醇产物中的乙酸乙酯与从反应器取出的粗乙醇产物中的乙酸乙酯含量相比提高不大于5wt.％，例如不大于3wt.％或不大于2wt.％。例如，当离开反应器103的粗乙醇产物包含5wt.％乙酸乙酯时，给进到脱酸单元(第一塔107)的粗乙醇产物的量优选包含不大于10wt.％乙酸乙酯。优选地，在反应器和脱酸单元之间基本上不生成另外的乙酸乙酯。

本发明的实施方案可以有利地用于工业应用以按经济上可行的规模回收乙醇。

合适的加氢催化剂包括任选在催化剂载体上包含第一金属并任选包含第二金属、第三金属或另外金属中的一种或多种的催化剂。第一与可选的第二和第三金属可以选自：IB、HB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII族过渡金属，镧系金属，锕系金属或者选自IIIA、IVA、VA和VIA族中任意族的金属。就一些示例性催化剂组合物而言的优选金属组合包括铂/锡、铂/钌、铂/铼、钯/钌、钯/铼、钴/钯、钴/铂、钴/铬、钴/钌、银/钯、铜/钯、镍/钯，金/钯、钌/铼和钌/铁。示例性的催化剂还描述于美国专利No.7,608,744和7,863,489以及美国公布No.2010/0197485中，通过引用将它们的公开内容并入本文。

在一个示例性实施方案中，该催化剂包含选自铜、铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂、钛、锌、铬、铼、钼和钨的第一金属。优选地，第一金属选自铂、钯、钴、镍和钌。更优选地，第一金属选自铂和钯。当第一金属包含铂时，由于对铂的高需求，催化剂优选包含小于5wt.％例如小于3wt.％或小于1wt.％的量的铂。

如上文所示，该催化剂任选还包含第二金属，该第二金属通常可起促进剂的作用。如果存在，第二金属优选选自铜、钼、锡、铬、铁、钴、钒、钨、钯、铂、镧、铈、锰、钌、铼、金和镍。更优选地，第二金属选自铜、锡、钴、铼和镍。更优选地，第二金属选自锡和铼。

如果该催化剂包括两种或更多种金属，例如第一金属和第二金属，则第一金属任选在催化剂中以0.1-10wt.％例如0.1-5wt.％或0.1-3wt.％的量存在。第二金属优选以0.1-20wt.％例如0.1-10wt.％或0.1-5wt.％的量存在。对于包含两种或更多种金属的催化剂，所述两种或更多种金属可以彼此合金化或者可以包含非合金化的金属固溶体或混合物。

优选的金属比率可以取决于催化剂中所用的金属而变动。在一些示例性实施方案中，第一金属与第二金属的摩尔比优选为10∶1-1∶10，例如4∶1-1∶4、2∶1-1∶2、1.5∶1-1∶1.5或1.1∶1-1∶1.1。

该催化剂还可以包含第三金属，该第三金属选自上文关于第一或第二金属所列出的任意金属，只要该第三金属不同于第一和第二金属。在优选方面，第三金属选自钴、钯、钌、铜、锌、铂、锡和铼。更优选地，第三金属选自钴、钯和钌。当存在时，第三金属的总重量优选为0.05-4wt.％，例如0.1-3wt.％或0.1-2wt.％。

除了一种或多种金属外，示例性催化剂还包含载体或改性载体，改性载体是指包括载体材料和载体改性剂的载体，所述载体改性剂调节载体材料的酸度。载体或改性载体的总重量基于该催化剂总重量计优选为75-99.9wt.％，例如78-97wt.％或80-95wt.％。在使用改性载体的优选实施方案中，载体改性剂以基于催化剂总重量计0.1-50wt.％，例如0.2-25wt.％、0.5-15wt.％或1-8wt.％的量存在。

合适的载体材料可以包括例如稳定的金属氧化物基载体或陶瓷基载体。优选的载体包括含硅载体，例如二氧化硅、二氧化硅/氧化铝、IIA族硅酸盐如偏硅酸钙、热解二氧化硅、高纯度二氧化硅和它们的混合物。其它载体可以包括但不限于铁氧化物(iron oxide)、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、碳、石墨、高表面积石墨化碳、活性炭和它们的混合物。

在乙醇的生产中，催化剂载体可以用载体改性剂进行改性。优选地，载体改性剂是具有低挥发性或无挥发性的碱性改性剂。这类碱性改性剂例如可以选自：(i)碱土金属氧化物、(ii)碱金属氧化物、(iii)碱土金属偏硅酸盐、(iv)碱金属偏硅酸盐、(v)IIB族金属氧化物、(vi)IIB族金属偏硅酸盐、(vii)IIIB族金属氧化物、(viii)IIIB族金属偏硅酸盐和它们的混合物。除氧化物和偏硅酸盐之外，可以使用包括硝酸盐、亚硝酸盐、乙酸盐和乳酸盐在内的其它类型的改性剂。优选地，载体改性剂选自钠、钾、镁、钙、钪、钇、锌中任意元素的氧化物和偏硅酸盐，以及它们的混合物。优选地，载体改性剂是硅酸钙，更优选偏硅酸钙(CaSiO₃)。如果载体改性剂包含偏硅酸钙，则偏硅酸钙的至少一部分优选为结晶形式。

优选的二氧化硅载体材料是来自Saint-Gobain NorPro的SS61138高表面积(HSA)二氧化硅催化剂载体。Saint-Gobain NorProSS61138二氧化硅含有约95wt.％的高表面积二氧化硅；约250m²/g的表面积；约12nm的中值孔径；通过压汞孔隙测量法测量的约1.0cm³/g的平均孔体积和约0.352g/cm³(22lb/ft³)的堆积密度。

优选的二氧化硅/氧化铝载体材料是KA-160(Sud Chemie)二氧化硅球，其具有约5mm的标称直径，约0.562g/ml的密度，约0.583gH₂O/g载体的吸收率，约160-175m²/g的表面积和约0.68ml/g的孔体积。

本领域技术人员可意识到，对载体材料进行选择使得催化剂体系在用于生成乙醇的工艺条件下具有合适的活性、选择性和稳健性(robust)。

催化剂的金属可以分散遍及整个载体，涂覆在载体的外表面上(蛋壳)或修饰(decorate)在载体表面上。

适用于本发明的催化剂组合物优选通过改性载体的金属浸渍形成，尽管还可以使用其它方法例如化学气相沉积。这样的浸渍技术描述于上文提及的美国专利No.7,608,744和7,863,489以及美国公布No.2010/0197485中，通过引用将它们的公开内容并入本文。

如本领域技术人员将容易地意识到的，本发明的实施方案可以包括使用固定床反应器或流化床反应器的各种构造。在本发明的许多实施方案中，可以使用“绝热”反应器；即，具有很少或不需要穿过反应区的内部管道装置(plumbing)来加入或除去热。在其它实施方案中，可以使用径向流动的一个反应器或多个反应器，或者可以使用具有或不具有热交换、冷却或引入另外进料的系列反应器。或者，可以使用配设有热传递介质的壳管式反应器。在许多情形中，反应区可以容纳在单个容器中或之间具有换热器的系列容器中。

在优选的实施方案中，催化剂在例如管道或导管形状的固定床反应器中使用，其中典型地为蒸气形式的反应物穿过或通过所述催化剂。可使用其它反应器，例如流化床或沸腾床反应器。在一些情形中，加氢催化剂可以与惰性材料结合使用以调节反应物料流通过催化剂床的压降和反应物化合物与催化剂颗粒的接触时间。

可以在液相或气相中进行加氢反应。优选地，在气相中于如下条件下进行该反应。反应温度可以为125℃-350℃，例如200℃-325℃、225℃-300℃或250℃-300℃。压力可以为10KPa-3000KPa(约1.5-435psi)，例如50KPa-2300KPa或100KPa-1500KPa。可以将反应物以大于500hr^-1，例如大于1000hr^-1、大于2500hr^-1或甚至大于5000hr^-1的气时空速(GHSV)给进到反应器。就范围而言，GHSV可以为50hr^-1-50,000hr^-1，例如500hr^-1-30,000hr^-1、1000hr^-1-10,000hr^-1或1000hr^-1-6500hr^-1。

任选在刚刚足以克服穿过催化床的压降的压力下以所选择的GHSV进行加氢，尽管不限制使用较高的压力，但应理解，在高的空速例如5000hr^-1或6,500hr^-1下可能经历通过反应器床的相当大的压降。

虽然该反应每摩尔乙酸消耗2摩尔氢气从而产生1摩尔乙醇，但进料流中氢气与乙酸的实际摩尔比可以为约100∶1-1∶100，例如50∶1-1∶50、20∶1-1∶2或12∶1-1∶1。最优选地，氢气与乙酸的摩尔比大于2∶1，例如大于4∶1或大于8∶1。

接触或停留时间也可以宽泛地变化，这些取决于如乙酸的量、催化剂、反应器、温度和压力的变量。当使用除固定床外的催化剂系统时，典型的接触时间为几分之一秒到大于若干小时，至少对于气相反应，优选的接触时间为0.1-100秒，例如0.3-80秒或0.4-30秒。

有关本发明方法所使用的原料、乙酸和氢气可以衍生自任何合适的来源，包括天然气、石油、煤、生物质等。作为实例，可以通过甲醇羰基化、乙醛氧化、乙烯氧化、氧化发酵和厌氧发酵生产乙酸。由于石油和天然气价格波动，或多或少变得昂贵，所以由替代碳源生产乙酸和中间体例如甲醇和一氧化碳的方法已逐渐引起关注。特别地，当石油与天然气相比相对昂贵时，由衍生自任何可用碳源的合成气体(“合成气”)生产乙酸可能变得有利。例如，美国专利No.6,232,352(通过引用将其公开内容并入本文)教导了改造甲醇装置用以制造乙酸的方法。通过改造甲醇装置，对于新的乙酸装置，与CO产生有关的大量资金费用得到显著降低或在很大程度上消除。使全部或部分合成气从甲醇合成环路发生转向并供给到分离器单元以回收CO和氢气，然后将它们用于生产乙酸。除乙酸外，这种方法还可以用于制备有关本发明所可利用的氢气。

适合于乙酸生产的甲醇羰基化方法描述于美国专利No.7,208,624、7,115,772、7,005,541、6,657,078、6,627,770、6,143,930、5,599,976、5,144,068、5,026,908、5,001,259和4,994,608中，它们的公开内容通过引用并入本文。任选地，可以将乙醇生产与这种甲醇羰基化方法进行整合。

美国专利No.RE 35,377(通过引用将其并入本文)提供了一种通过使含碳材料例如油、煤、天然气和生物质材料转化生产甲醇的方法。该方法包括使固体和/或液体含碳材料加氢气化以获得工艺气体，用另外的天然气将该工艺气体蒸汽热解以形成合成气。将该合成气转化为可以羰基化为乙酸的甲醇。该方法同样产生如上述有关本发明所可使用的氢气。美国专利No.5,821,111(其公开了一种将废生物质通过气化转化为合成气的方法)和美国专利No.6,685,754的公开内容通过引用并入本文。

在一个任选的实施方案中，给进到加氢反应的乙酸还可以包含其它羧酸和酸酐，以及乙醛和丙酮。优选地，合适的乙酸进料流包含一种或多种选自乙酸、乙酸酐、乙醛、乙酸乙酯和它们的混合物的化合物。在本发明的方法中还可以将这些其它化合物加氢。在一些实施方案中，在丙醇生产中羧酸例如丙酸或其酸酐的存在会是有益的。

或者，可以直接从美国专利No.6,657,078(通过引用将其公开内容并入本文)中所描述的一类甲醇羰基化单元的闪蒸器取出蒸气形式的乙酸作为粗产物。例如，可以将粗蒸气产物直接给进到本发明的乙醇合成反应区而不需要冷凝乙酸和轻馏分或者除去水，从而节省总体工艺费用。

可以使乙酸在反应温度下气化，然后可将气化的乙酸随同未稀释状态或用相对惰性的载气例如氮气、氩气、氦气、二氧化碳等稀释的氢气一起给进。为使反应在气相中运行，应控制系统中的温度使得其不下降到低于乙酸的露点。在一个实施方案中，可以在特定压力下使乙酸在乙酸沸点气化，然后可以将气化的乙酸进一步加热到反应器入口温度。在另一个实施方案中，通过使氢气、循环气、另一种合适的气体或它们的混合物穿过在低于乙酸沸点的温度下的乙酸而使乙酸转变为蒸气状态，从而用乙酸蒸气润湿载气，接着将混合的蒸气一直加热到反应器入口温度。优选地，通过使氢气和/或循环气穿过处于或低于125℃的温度下的乙酸而使乙酸转变为蒸气，接着将合并的气态料流加热到反应器入口温度。

特别地，乙酸的加氢可以获得乙酸的有利转化率和对乙醇的有利选择性和产率。就本发明而言，术语“转化率”是指进料中转化为除乙酸外的化合物的乙酸的量。转化率按基于进料中乙酸的摩尔百分数表示。所述转化率可以为至少10％，例如至少20％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％或至少80％。虽然期望具有高转化率例如至少80％或至少90％的催化剂，但是在一些实施方案中在乙醇的选择性高时低的转化率也可以接受。当然，应充分理解，在许多情形中，可通过适当的再循环料流或者使用较大的反应器来弥补转化率，但却较难于弥补差的选择性。

选择性按基于转化的乙酸的摩尔百分数表示。应理解由乙酸转化的每种化合物具有独立的选择性并且该选择性不依赖于转化率。例如，如果所转化的乙酸的50摩尔％转化为乙醇，则乙醇选择性为50％。优选地，催化剂对乙氧基化物的选择性为至少60％，例如至少70％或至少80％。如本文所使用的，术语“乙氧基化物”具体是指化合物乙醇、乙醛和乙酸乙酯。优选地，乙醇的选择性为至少80％，例如至少85％或至少88％。该加氢过程的优选实施方案还具有对不期望的产物例如甲烷、乙烷和二氧化碳的低选择性。对这些不期望的产物的选择性优选小于4％，例如小于2％或小于1％。更优选地，这些不期望的产物检测不到。烷烃的形成可以是低的，理想地，穿过催化剂的乙酸小于2％、小于1％或小于0.5％转化为烷烃，该烷烃除作为燃料外具有很小价值。

如本文中所使用的术语“产率”是指加氢期间基于所用催化剂的千克计每小时所形成的规定产物例如乙醇的克数。优选每千克催化剂每小时的乙醇产率为至少200克，例如至少400克或至少600克。就范围而言，所述产率优选为每千克催化剂每小时200-3,000克乙醇，例如400-2,500或600-2,000。

在各种实施方案中，由加氢方法产生的粗乙醇产物，在任何随后处理例如纯化和分离之前，将典型地包含未反应的乙酸、乙醇和水。如本文所使用的，术语“粗乙醇产物”是指包含5-70wt.％乙醇和5-35wt.％水的任何组合物。在一些示例性实施方案中，粗乙醇产物包含基于该粗乙醇产物总重量计5-70wt.％，例如10-60wt.％或15-50wt.％的量的乙醇。优选地，粗乙醇产物含有至少10wt.％乙醇、至少15wt.％乙醇或至少20wt.％乙醇。取决于转化率，粗乙醇产物典型地还将包含未反应的乙酸，例如小于90wt.％，例如小于80wt.％或小于70wt.％的量。就范围而言，未反应的乙酸优选为0-90wt.％，例如5-80wt.％、15-70wt.％、20-70wt.％或25-65wt.％。因为在反应过程中形成水，水将通常例如以5-35wt.％，如10-30wt.％或10-26wt.％的量存在于粗乙醇产物中。在乙酸加氢期间或通过副反应也可以产生乙酸乙酯，并且其可以例如以0-20wt.％，如0-15wt.％、1-12wt.％或3-10wt.％的量存在。通过副反应也可以产生乙醛并且其可以例如以0-10wt.％，如0-3wt.％、0.1-3wt.％或0.2-2wt.％的量存在。其它组分例如酯、醚、醛、缩醛、酮、烷烃和二氧化碳，如果可检测到，可以总共以小于10wt.％，例如小于6wt.％或小于4wt.％的量存在。就范围而言，其它组分可以按0.1-10wt.％，例如0.1-6wt.％或0.1-4wt.％的量存在。表1中提供了粗乙醇组成范围的示例性实施方案。

图1显示了根据本发明的一个实施方案适合于乙酸加氢和从粗乙醇产物分离乙醇的加氢系统100。系统100包含反应区101、纯化区102以及安置在反应区101和纯化区102之间的储罐130。反应区101包含反应器103、氢气进料管线104和乙酸进料管线105。纯化区102包含闪蒸器106、第一塔107、第二塔108和第三塔109。分别通过管线104和105将氢气和乙酸给进到蒸发器110以在导向到反应器103的管线111中产生蒸气进料流。在一个实施方案中，管线104和105可以合并且例如以一种含有氢气和乙酸的料流共同给进到蒸发器110。管线111中蒸气进料流的温度优选为100℃-350℃，例如120℃-310℃或150℃-300℃。如图1中所示，将没有气化的任何进料从蒸发器110移出，并可以将其再循环到其中。此外，虽然图1显示了管线111导向反应器103的顶部，但是管线111可以导向反应器103的侧部、上部或底部。在下面描述了反应区101的其它修改和另外组成部分。

反应器103含有用于使羧酸，优选乙酸加氢的催化剂。在一个实施方案中，可以使用一个或多个保护床(未示出)保护催化剂免于遭受进料或返回/再循环料流中所含的有毒物质或不期望的杂质。这类保护床可以在蒸气料流或液体料流中使用。合适的保护床材料在本领域是已知的并且包括例如碳、二氧化硅、氧化铝、陶瓷或树脂。在一方面，使保护床介质官能化以捕集特殊物质例如硫或卤素。在加氢过程期间，通过管线112将粗乙醇产物料流优选连续地从反应器103取出。可以将粗乙醇产物料流冷凝并且给进到闪蒸器106，这进而提供了蒸气流和液体料流。闪蒸器106优选在50℃-500℃，例如70℃-400℃或100℃-350℃的温度下操作。闪蒸器106的压力优选为50KPa-2000KPa，例如75KPa-1500KPa或100KPa-1000KPa。在一个优选的实施方案中，闪蒸器的温度和压力类似于反应器103的温度和压力。

离开闪蒸器106的蒸气料流可以包含氢气和烃，可以将其进行清洗和/或通过管线113返回到反应区101。如图1中所示，蒸气料流的返回部分穿过压缩机114并且与氢气进料合并，共同给进到蒸发器110。

在一个实施方案中，将来自闪蒸器106的液体取出并且作为进料组合物通过管线115泵送到纯化区，该纯化区包含也称作脱酸单元的第一塔107。管线115可以例如给进到第一塔107的侧部。管线115的内容物典型地将基本上类似于直接从反应器获得的产物，并且实际上还可以称作粗乙醇产物。

如上所示，储罐130设置在反应区101和纯化区102之间。可以将管线115中的部分或全部液体进料通过管线131给进到储罐130中并通过管线132返回到管线115。可以将贮存在储罐130中的部分液体进料通过管线132直接给进到脱酸单元107中或者与管线115中液体进料的剩余部分一起共同给进。

任选地，还可以将管线112中的部分粗乙醇产物给进到单独的储罐(未示出)中。

虽然图1中显示了一个储罐，但是设想可以使用另外的单独罐。例如，当管线112中的粗乙醇产物和管线115中的液体进料二者要分开贮存时，可以使用单独的储罐。

除储罐130外，管线112中粗乙醇产物和/或管线115中的液体进料在引入脱酸单元之前其温度可以加以维持或冷却。例如，可以将管线112或115中的粗乙醇产物进行维持或直接冷却或者可以将储罐130进行维持或冷却，达到例如小于40℃，例如小于30℃或小于20℃，或者就范围而言0℃-40℃，例如0℃-30℃或0℃-20℃的温度。如果管线112和/或115的温度超过这些温度，则必要时可以冷却管线112和/或115的内容物。一个或多个传感器或监测仪表可以与用于维持温度的冷却装置结合使用。

在一个实施方案中，管线115的内容物基本上类似于从反应器获得的粗乙醇产物，条件是去往脱酸单元107的进料中乙酸乙酯的含量与从反应器取出的粗乙醇产物中乙酸乙酯的含量相比没有提高大于5wt.％，例如大于3wt.％或大于2wt.％。此外，液体进料可以不同于粗乙醇产物，这是因为该组合物优选基本上不具有氢气、二氧化碳、甲烷或乙烷，它们通过闪蒸器106被理想地除去。在表2中提供了管线115的示例性组成。应理解的是，管线115可以含有其它组分(未列出)例如进料中的组分。

在整个本申请的表中小于(＜)所示的量是优选不存在并且如果存在则可以按痕量或以大于0.0001wt.％的量存在。

表2中的“其它酯”可以包括但不限于丙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸异丙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯或它们的混合物。表2中的“其它醚”可以包括但不限于二乙基醚、甲基乙基醚、异丁基乙基醚或它们的混合物。表2中的“其它醇”可以包括但不限于甲醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇或它们的混合物。进料组合物例如管线115可以包含以0.001-0.1wt.％、0.001-0.05wt.％或0.001-0.03wt.％的量的丙醇如异丙醇和/或正丙醇。应理解，这些其它组分可以载带在本文所描述的任何馏出物流或残余物流中，并且除非另外说明，本文将不作进一步描述。

当管线115中乙酸的含量小于5wt.％时，可以略过酸分离塔107并且可以将管线115直接引入到第二塔108(本文还称作轻馏分塔)。

在图1中所示的实施方案中，将管线115引入脱酸单元(第一塔)107的下部，例如下半部或下三分之一。在脱酸单元107中，将未反应的乙酸、部分水和其它重质组分(如果存在)从管线115中的组合物移出并优选连续地作为残余物取出。可以使一些或全部残余物通过管线116返回和/或再循环回到反应区101。脱酸单元(第一塔)107还形成了塔顶馏出物，将其在管线117中取出，并且可以将其例如以10∶1-1∶10，如3∶1-1∶3或1∶2-2∶1的比率冷凝和回流。

塔107、108或109中的任何一个可以包含能够进行分离和/或纯化的任何纯化塔。所述塔优选包含具有1-150个塔板，例如10-100个塔板、20-95个塔板或30-75个塔板的板式塔。塔板可以是筛板、固定浮阀塔板、移动浮阀塔板或本领域已知的任何其它合适的设计。在其它实施方案中，可以使用填料塔。对于填料塔，可以使用规整填料或无规填料。可以将所述塔或填料按一种连续塔进行排列或者可以将它们按两个或更多个塔进行排列使得来自第一段的蒸气进入第二段并同时使来自第二段的液体进入第一段，等等。

可以与各个纯化塔一起使用的有关冷凝器和液体分离容器可以具有任何常规设计并且在图1中加以简化。如图1中所示，可以将热供给到各个塔的底部或者通过换热器或再沸器供给到循环塔底料流。在一些实施方案中，还可以使用其它类型的再沸器，例如内部再沸器。提供给再沸器的热可以得自于与所述再沸器整合的过程期间所产生的任何热或者得自于外部来源例如另一种产生热的化学方法或锅炉。虽然在图1中显示了一个反应器和一个闪蒸器，但是在本发明的实施方案中可以使用附加的反应器、闪蒸器、冷凝器、加热元件和其它部件。如本领域技术人员所可认识到的，还可以将通常用于进行化学方法的各种冷凝器、泵、压缩机、再沸器、转鼓、阀、连接器、分离容器等进行组合并且用于本发明的方法中。

任何塔中所用的温度和压力可以变动。作为实际情况，在这些区域中可通常使用10KPa-3000KPa的压力，尽管在一些实施方案中可以使用低于大气压的压力以及超过大气压的压力。各个区域内的温度将通常在作为馏出物被除去的组合物的沸点和作为残余物被除去的组合物的沸点之间的范围内。本领域技术人员将认识到，运行的纯化塔中给定位置的温度取决于在该位置处的物料组成和塔的压力。此外，进料速率可以取决于生产工艺规模而变化，如果进行描述，则可以一般是指按照进料重量比。

当塔107在标准大气压下操作时，在管线116中从塔107离开的残余物的温度优选为95℃-120℃，例如105℃-117℃或110℃-115℃。在管线117中从塔107离开的馏出物的温度优选为70℃-110℃，例如75℃-95℃或80℃-90℃。在其它实施方案中，第一塔107的压力可以为0.1KPa-510KPa，例如1KPa-475KPa或1KPa-375KPa。下表3中提供了第一塔107的示例性馏出物和残余物组成。还应该理解的是，所述馏出物和残余物还可以含有未列出的其它组分，例如进料中的组分。为了方便，第一塔的馏出物和残余物也可以称作“第一馏出物”或“第一残余物”。其它塔的馏出物或残余物也可以用类似的数字修饰语(第二、第三等)被提及以将它们彼此区分开，但是这类修饰语不应该解释为要求任何特殊的分离顺序。

如表3中所示，虽然不受理论束缚，出人意料和意想不到地发现，当在引入到酸分离塔(第一塔107)的进料中检测出任意量的缩醛时，缩醛似乎在该塔中分解使得在馏出物和/或残余物中存在较少或甚至没有可检测的量。

此外，现已发现，上述平衡反应还可以促进在第一塔107的顶部区域中形成乙醇。

如图1中所示，任选将塔107的馏出物例如塔顶料流进行冷凝并优选以1∶5-10∶1的回流比进行回流。管线117中的馏出物优选包含乙醇、乙酸乙酯和水以及其它杂质，其由于二元和三元共沸物的形成而可能难于分离。

将管线117中的第一馏出物引入到第二塔108(也称作“轻馏分塔”)，优选在塔108的中间部分例如中间二分之一或中间三分之一引入。在一个实施方案中，第二塔108可以是提取纯化塔。可以将提取剂例如水加入到第二塔108。用作提取剂的水可以从外部来源获得或者从来自一个或多个其它塔的内部返回/再循环管线获得。

第二塔108可以是板式塔或填料塔。在一个实施方案中，第二塔108是具有5-70个塔板，例如15-50个塔板或20-45个塔板的板式塔。

虽然第二塔108的温度和压力可以变动，但当在大气压下在管线118中从第二塔108离开的第二残余物的温度优选为60℃-90℃，例如70℃-90℃或80℃-90℃。在管线120中从第二塔108离开的第二馏出物的温度优选为50℃-90℃，例如60℃-80℃或60℃-70℃。塔108可以在大气压下操作。在其它实施方案中，第二塔108的压力可以为0.1KPa-510KPa，例如1KPa-475KPa或1KPa-375KPa。下表4中提供了第二塔108的示例性馏出物和残余物组成。还应该理解的是，所述馏出物和残余物还可以含有未列出的其它组分，例如进料中的组分。

第二残余物中的乙醇与第二馏出物中的乙醇的重量比优选为至少3∶1，例如至少6∶1、至少8∶1、至少10∶1或至少15∶1。第二残余物中的乙酸乙酯与第二馏出物中的乙酸乙酯的重量比优选为小于0.4∶1，例如小于0.2∶1或小于0.1∶1。在使用用水作为提取剂的提取塔作为第二塔108的实施方案中，第二残余物中的乙酸乙酯与第二馏出物中的乙酸乙酯的重量比接近零。

不受理论束缚，在引入脱酸单元107之前维持粗乙醇产物中的乙酸乙酯或者防止其增加可以由于较低的乙酸乙酯含量而提高第二塔108的效率。

如所示，将来自第二塔108底部的第二残余物(其包含乙醇和水)通过管线118给进到第三塔109(也称作“产品塔”)。更优选地，将管线118中的第二残余物引入第三塔109的下部，例如下半部或下三分之一。第三塔109以管线119中的馏出物回收乙醇(优选除共沸水含量外基本上是纯的)。第三塔109的馏出物优选按图1中所示，例如以1∶10-10∶1如1∶3-3∶1或1∶2-2∶1的回流比进行回流。管线121中的第三残余物(优选主要包含水)优选从系统100移出或者可以部分返回到系统100的任何部分。第三塔109优选为如上所述的板式塔并且优选在大气压下操作。在管线119中从第三塔109离开的第三馏出物的温度优选为60℃-110℃，例如70℃-100℃或75℃-95℃。当该塔在大气压下操作时，离开第三塔109的第三残余物的温度优选为70℃-115℃，例如80℃-110℃或85℃-105℃。下表5中提供了第三塔109的示例性馏出物和残余物组成。还应该理解的是，所述馏出物和残余物还可以含有未列出的其它组分，例如进料中的组分。

纯化过程中从进料或粗反应产物载带的任何化合物通常以基于第三馏出物组合物的总重量计小于0.1wt.％，例如小于0.05wt.％或小于0.02wt.％的量保留在第三馏出物中。在一个实施方案中，一个或多个侧线料流可以从系统100的塔107、108和/或109中的任一个中除去杂质。优选使用至少一个侧线料流从第三塔109除去杂质。可以将杂质进行清洗和/或保留在系统100内。

可以使用一个或多个附加分离系统，例如纯化塔(如后处理塔)或分子筛进一步纯化管线119中的第三馏出物以形成无水乙醇产品流，即“成品无水乙醇”。

现返回到第二塔108，管线120中的馏出物优选按图1中所示，例如以1∶10-10∶1，如1∶5-5∶1或1∶3-3∶1的回流比进行回流。可以将来自第二塔108的馏出物进行清洗。或者，因为其含有乙酸乙酯，可以通过管线120将来自第二塔108的馏出物全部或部分再循环到反应区101以将乙酸乙酯转化为另外的乙醇。全部或部分馏出物可以如管线120所示再循环到反应器103，并且可以与乙酸进料管线105一起共同给进。在另一个实施方案中，可以使用一个或多个另外的塔(未示出)将管线120中的第二馏出物进一步纯化以去除杂质，例如乙醛。

成品乙醇

通过本发明方法获得的成品乙醇组合物优选包含基于该成品乙醇组合物总重量计75-96wt.％乙醇，例如80-96wt.％或85-96wt.％的乙醇。下表7中提供了示例性成品乙醇组成范围。

由本发明实施方案生产的成品乙醇组合物可以用于各种应用，包括燃料、溶剂、化学原料、药物产品、清洁剂、消毒杀菌剂、加氢转化或消费。在燃料应用中，可以使该成品乙醇组合物与汽油调合用于机动车辆例如汽车、船只和小型活塞发动机飞机。在非燃料应用中，该成品乙醇组合物可以用作化妆品和化妆品制剂、清净剂、消毒剂、涂料、油墨和药品的溶剂。该成品乙醇组合物还可以在药用产品、食品制备、染料、光化学和乳胶处理的制造过程中用作处理溶剂。

该成品乙醇组合物还可以用作化学原料以制备其它化学品例如醋、丙烯酸乙酯、乙酸乙酯、乙烯、二醇醚、乙胺、醛和高级醇，特别是丁醇。在乙酸乙酯的制备中，可以将该成品乙醇组合物用乙酸酯化或者使其与聚乙酸乙烯酯反应。可以使该成品乙醇组合物脱水以生产乙烯。可使用任何已知的脱水催化剂使乙醇脱水，所述脱水催化剂例如在美国公开No.2010/0030002和2010/0030001中所描述的那些，在此通过引用将它们公开内容并入本文。例如，沸石催化剂可以用作脱水催化剂。优选地，所述沸石具有至少约0.6nm的孔径，优选的沸石包括选自丝光沸石、ZSM-5、沸石X和沸石Y的脱水催化剂。例如沸石X描述于美国专利No.2,882,244中，沸石Y描述于美国专利No.3,130,007中，在此通过引用将它们的公开内容并入本文。

为了可以更有效地理解本文公开的发明，下面提供实施例。

实施例

实施例1

通过用铂/锡催化剂将乙酸加氢获得粗乙醇产物。反应条件为：乙酸为3.66g/min且包含乙酸的再循环流为10.53L/min，，和去往具有220-300℃温度分布的反应器的氢气进料为1.05L/min。从反应器到第一纯化塔的停留时间为2天，没有温度控制。从取自反应器的粗乙醇产物采得定点样品并用GC测定组成。还采得第二样品，即给进到纯化塔的液体进料的细口大瓶(carboy)样品，并用GC测定组成。在图2中对比了定点样品和第二样品并显示了结果。报导了所述样品之间乙酸乙酯含量提高1.2wt.％。

实施例2

通过用铂/锡催化剂将乙酸加氢获得粗乙醇产物。经57天来测量粗乙醇产物的稳定性。如图3中所示，在该时段中乙酸乙酯的量增加而乙醇和乙酸的量降低。

实施例3

通过用铂/锡催化剂将乙酸加氢获得粗乙醇产物。在4℃下经27天来测量粗乙醇产物的稳定性。在该时段中测量乙醇、水和乙酸的量并将其显示于图4中。

实施例4

通过用铂/锡催化剂将乙酸加氢获得粗乙醇产物。在贮存于冷藏器(F)中4℃下经61天来测量粗乙醇产物的稳定性并将其与贮存于室温(RT)例如21℃下的粗乙醇产物的稳定性进行对比。在该时段中测量乙醇、乙酸乙酯和乙酸的量并将其显示于图5中。上部(top)图线(RT)中乙酸乙酯生成量的增加大于下部(bottom)图线(F)中乙酸乙酯生成量的增加。

实施例5

通过用铂/锡催化剂将乙酸加氢获得粗乙醇产物。分析在三种不同温度下贮存的粗乙醇产物的稳定性。分析在室温(RT)例如21℃下，在冷藏器(F)中4℃下，和在干冰(DI)-78℃下的粗乙醇产物。在该时段中测量乙酸乙酯的量并将其展现于图6中。贮存在室温(RT)下的粗乙醇组合物的乙酸乙酯生成量的增加大于贮存在冷藏器(F)中的粗乙醇组合物的乙酸乙酯生成量的增加，后者大于贮存在干冰(DI)上的粗乙醇组合物的乙酸乙酯生成量。

虽然详细描述了本发明，但在本发明的精神和范围内的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的。鉴于上述讨论，上文关于背景技术和详细描述所讨论的本领域相关知识和参考文献，通过引用将它们的公开内容全部并入本文。此外，应理解在下文和/或在所附权利要求书中引述的本发明的各个方面以及多个实施方案和多个特征的各个部分可以部分或全部地进行组合或者互换。在前述各个实施方案的描述中，如本领域技术人员所可认识到的，引用另一个实施方案的实施方案可以与其它实施方案适当地组合。此外，本领域技术人员将认识到前述描述仅仅是举例方式，并且不意欲限制本发明。

Claims (31)

1.一种纯化粗乙醇产物的方法，该方法包括：

在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物；以及

在纯化区中将至少部分粗乙醇产物分离成一个或多个衍生料流，其中至少部分粗乙醇产物具有5分钟至5天的从反应器到纯化区的停留时间。

2.权利要求1的方法，其中所述纯化区包含第一塔。

3.权利要求1和2中任一项的方法，其中所述分离包括在第一塔中将至少部分粗乙醇产物分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物以及包含乙酸的第一残余物。

4.权利要求3的方法，该方法还包括将至少部分第一残余物返回到反应器中。

5.权利要求3和4中任一项的方法，其中所述第一残余物包含基于第一残余物总重量计60-100wt.％乙酸。

6.权利要求3-5中任一项的方法，该方法还包括：

在闪蒸器中将粗乙醇产物分离成蒸气料流和液体料流，

将至少部分蒸气料流返回到反应器；以及

将至少部分液体料流导向第一塔。

7.权利要求3-6中任一项的方法，该方法还包括：

将至少部分液体料流冷却至0℃-40℃的温度。

8.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述分离包括含有膜分离单元的纯化区，并且使粗乙醇产物和/或至少一个衍生料流通过所述膜分离单元。

9.权利要求8的方法，其中所述膜分离单元包含渗透蒸发膜。

10.权利要求1-9中任一项的方法，其中粗乙醇产物在引入纯化区之前的乙酸乙酯含量提高不大于5wt.％。

11.权利要求1-10中任一项的方法，其中至少部分粗乙醇产物具有1秒钟至1小时的从反应器到纯化区的停留时间。

12.权利要求1-11中任一项的方法，其中将至少部分粗乙醇产物导向储罐。

13.权利要求1-12中任一项的方法，其中导向储罐的至少部分粗乙醇产物具有1小时至5天的从反应器到纯化区的停留时间。

14.权利要求1-13中任一项的方法，其中所述粗乙醇产物包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸。

15.权利要求1-14中任一项的方法，该方法还包括：

将至少部分粗乙醇产物冷却至0℃-40℃的温度。

16.一种纯化粗乙醇产物的方法，该方法包括：

在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物；

在闪蒸器中将粗乙醇产物分离成蒸气料流和液体料流；

将至少部分液体料流导向纯化区；以及

在纯化区中将至少部分液体料流分离成至少一个衍生料流，其中至少部分所述液体物料具有5分钟至5天的从闪蒸器到纯化区的停留时间。

17.权利要求16的方法，其中所述纯化区包含第一塔。

18.权利要求16和17中任一项的方法，其中所述分离包括在第一塔中将至少部分液体料流分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物以及包含乙酸的第一残余物。

19.权利要求16-18中任一项的方法，其中至少部分液体料流具有5分钟至5天的从闪蒸器到第一塔的停留时间。

20.权利要求16-19中任一项的方法，该方法还包括将至少部分蒸气料流返回到反应器中的步骤。

21.权利要求16-20中任一项的方法，该方法还包括：

将至少部分液体料流冷却至0-40℃的温度。

22.权利要求16-21中任一项的方法，其中粗乙醇产物在引入纯化区之前的乙酸乙酯含量提高不大于5wt.％。

23.一种纯化粗乙醇产物的方法，该方法包括：

在反应器中于催化剂存在下将乙酸加氢形成粗乙醇产物；以及

在闪蒸器中将粗乙醇产物分离成蒸气料流和液体料流，

将至少部分液体料流冷却到0℃-40℃的温度；

将至少部分液体料流导向纯化区；以及

在纯化区中将至少部分液体料流分离成至少一个衍生料流。

24.权利要求23的方法，其中所述纯化区包含第一塔。

25.权利要求23和24中任一项的方法，其中所述分离包括在第一塔中将至少部分粗乙醇产物分离成包含乙醇、水和乙酸乙酯的第一馏出物以及包含乙酸的第一残余物。

26.权利要求23-25中任一项的方法，该方法还包括将至少部分第一残余物返回到反应器中。

27.权利要求23-26中任一项的方法，其中所述第一残余物包含基于第一残余物总重量计60-100wt.％乙酸。

28.权利要求23-27中任一项的方法，该方法还包括将至少部分蒸气料流返回到反应器中的步骤。

29.权利要求23-28中任一项的方法，其中粗乙醇产物在引入纯化区之前的乙酸乙酯含量提高不大于5wt.％。

30.权利要求23-29中任一项的方法，其中将至少部分粗乙醇产物流导向储罐。

31.权利要求23-30中任一项的方法，其中所述粗乙醇产物包含乙醇、水、乙酸乙酯和乙酸。

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