EA024474B1 - Способ производства углеводородных продуктов - Google Patents
Способ производства углеводородных продуктов Download PDFInfo
- Publication number
- EA024474B1 EA024474B1 EA201390602A EA201390602A EA024474B1 EA 024474 B1 EA024474 B1 EA 024474B1 EA 201390602 A EA201390602 A EA 201390602A EA 201390602 A EA201390602 A EA 201390602A EA 024474 B1 EA024474 B1 EA 024474B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- bioreactor
- reforming
- gas
- module
- fermentation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 160
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 87
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 87
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 120
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 101
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 129
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 108
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 101
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 83
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 82
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 53
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 27
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 26
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 24
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 24
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 19
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 16
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 16
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 11
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 6
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000002754 natural gas substitute Substances 0.000 claims description 6
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 6
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 130
- 239000000047 product Substances 0.000 description 87
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 65
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 41
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 25
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 23
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 18
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 16
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 15
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 7
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 7
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 6
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 description 5
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N acetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N 0.000 description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 230000008238 biochemical pathway Effects 0.000 description 4
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 4
- 150000002009 diols Chemical group 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000272525 Anas platyrhynchos Species 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- 159000000021 acetate salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000000789 acetogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010564 aerobic fermentation Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- -1 carboxylate anion Chemical class 0.000 description 2
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 210000001822 immobilized cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- QTXZASLUYMRUAN-QLQASOTGSA-N Acetyl coenzyme A (Acetyl-CoA) Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1.O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 QTXZASLUYMRUAN-QLQASOTGSA-N 0.000 description 1
- 241000219357 Cactaceae Species 0.000 description 1
- 101100394314 Catostomus clarkii hbbb gene Proteins 0.000 description 1
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCZVPMIPBRZLBV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;ethanol Chemical compound CCO.CCO.CC(O)=O FCZVPMIPBRZLBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 230000001651 autotrophic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 description 1
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
- C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/024—Dust removal by filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/32—Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
- C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
- C10K3/026—Increasing the carbon monoxide content, e.g. reverse water-gas shift [RWGS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/08—Production of synthetic natural gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/107—Apparatus for enzymology or microbiology with means for collecting fermentation gases, e.g. methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/065—Ethanol, i.e. non-beverage with microorganisms other than yeasts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/16—Butanols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/02—Gasoline
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/04—Diesel oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/08—Jet fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
В изобретении представлены способы и системы для производства углеводородных продуктов, включающие подачу субстрата, содержащего СО, в биореактор, содержащий культуру одного или более микроорганизмов; и ферментацию культуры в биореакторе с получением одного или более углеводородных продуктов. Субстрат, содержащий СО, получают из процесса риформинга СО.
Description
Данное изобретение в целом относится к способам производства продуктов, в частности углеводородных продуктов, например спиртов, путем микробиологической ферментации. В частности, изобретение относится к способам производства продуктов ферментации из промышленных газов, связанным с процессами риформинга СО2.
Предшествующий уровень техники
Во всем мире этанол быстро становится основным богатым водородом жидким моторным топливом. Потребление этанола во всем мире в 2005 г. по оценкам составляло 12,2 млрд. галлонов. По прогнозам производство этанольного топлива также продолжит расти в будущем благодаря повышенной заинтересованности в этаноле в Европе, Японии, США и в нескольких развивающихся странах.
Например, в США этанол применяют для производства смесей Е10, представляющих собой 10% смесь этанола в бензине. В смесях Е10 этанольный компонент действует как обогащающий кислородом агент, улучшающий эффективность сгорания и уменьшающий выделение атмосферных загрязняющих веществ. В Бразилии этанол на 30% удовлетворяет потребности в моторном топливе как в качестве обогащающего кислородом агента в смеси с бензином, так и в качестве чистого топлива сам по себе. В Европе экологические проблемы вокруг последствий выбросов газов, вызывающих парниковый эффект (СНС, Сгееи Ноше Сакек), также стали стимулом для постановки Европейским Союзом (ЕС) для странчленов санкционированных целей потребления экологически рациональных видов моторного топлива, таких как этанол, полученный на основе биомассы.
Подавляющее большинство топливного этанола получают посредством традиционных способов ферментации на основе дрожжей, которые в качестве единственного источника углерода используют углеводы, полученные из культурных растений, такие как сахароза, экстрагированная из сахарного тростника, или крахмал, экстрагированный из зерновых культур. Тем не менее, на стоимость этого исходного углеводного сырья влияет его ценность в качестве продуктов питания для людей и кормов для животных, и выращивание культур, дающих крахмал или сахарозу, для производства этанола экономически нерационально во всех географических зонах. Поэтому представляет интерес развитие технологий преобразования более дешевых и/или более обильных источников углерода в топливный этанол.
СО является основным, бесплатным, богатым энергией побочным продуктом неполного сгорания органических материалов, таких как уголь или нефть и нефтепродукты. Например, сообщают, что сталеплавильное производство в Австралии производит и выделяет в атмосферу свыше 500000 т СО ежегодно.
Для преобразования газов, состоящих в основном из СО и/или СО и водорода (Н2), в разнообразные виды топлива и химические вещества можно использовать каталитические процессы. Для преобразования этих газов в топливо и химические вещества можно также применять микроорганизмы. Эти биологические процессы, хотя они в целом медленнее, чем химические реакции, обладают несколькими преимуществами по сравнению с каталитическими процессами, включающими высокую специфичность, более высокие выходы, более низкие затраты энергии и более высокую устойчивость к отравлению.
Способность микроорганизмов расти на СО в качестве единственного источника углерода была впервые открыта в 1903 г. Позже определили, что эта способность является свойством организмов, использующих для автотрофного роста биохимический путь ацетилкоэнзима А (ацетил СоА) (также известный как биохимический путь Вуда-Льюнгдаля и биохимический путь дегидрогеназы монооксида углерода/синтазы ацетил СоА (СОЭН/АСБ)). Показано, что большое число анаэробных микроорганизмов, включающих карбоксидотрофные, фотосинтезирующие, метаногенные и ацетогенные организмы, метаболизируют СО до различных конечных продуктов, а именно СО2, Н2, метана, н-бутанола, ацетата и этанола. Все такие организмы, используя СО в качестве единственного источника углерода, продуцируют по меньшей мере два из этих конечных продуктов.
Показано, что анаэробные бактерии, такие как бактерии рода ΟοκΙπύίιιιη. продуцируют этанол из СО, СО2 и Н2 посредством биохимического пути ацетил СоА. Например, различные штаммы С1ок1п4ц.нп ЦипдйаЫи, продуцирующие этанол из газов, описаны в следующих документах: АО 00/68407, ЕР 117309, патентах И8 5173429, И8 5593886 и И8 6368819, АО 98/00558 и АО 02/08438. Также известно, что бактерия С1ок!Мшт аиЮеШаподепит кр продуцирует этанол из газов (ЛЪпш е1 а1., АгсЬАек οί МюгоЫо1о§у 161, р. 345-351 (1994)).
Хотя способы ферментации микроорганизмами субстратов, содержащих СО и Н2, являются известными, потенциал масштабирования и интеграции этих процессов в промышленном контексте освоен слабо. Нефтехимические заводы и нефтеочистительные заводы производят большие количества СО в качестве побочных продуктов, и существует потенциал использования этого отработанного газа для производства ценных продуктов. Кроме того, в настоящее время значительную долю отработанных газов посылают в факелы (сжигают), либо альтернативно используют в качестве источника топлива, где оба варианта производят нежелательный газ СО2, обладающий парниковым эффектом. Соответственно существует потенциал для усовершенствования промышленных процессов за счет использования отработанных газов и производимой ими энергии для применения при ферментации с получением нужных продуктов, одновременно снижая выбросы газообразного углерода из промышленных предприятий.
- 1 024474
По прогнозам водород становится основным исходным сырьем для применения в водородных топливных элементах, находящихся в разработке для применения в технологиях в диапазоне от автомобилей до бытовой электронной аппаратуры. Кроме того, его можно применять в качестве горючего. Водород также требуется на нефтеочистительных заводах для большого числа процессов гидроочистки и гидрокрекинга в целях удаления серы, азота и других примесей из сырья гидроочистки, а также для гидрокрекинга более тяжелых газовых масел до продуктов перегонки. Поскольку производство водорода является капиталоемким, желательно разработать способы, повышающие эффективность производства и регенерации водорода, особенно из загрязненных потоков. В отсутствие регенерации водорода такие потоки оканчиваются топливным газом или подаются на факелы, и водородный компонент, обладающий высокой ценностью, эффективно утрачивается.
Диоксид углерода (углекислый газ; СО2) в настоящее время является наиболее значимым газом, вызывающим парниковый эффект, образующимся в результате хозяйственной деятельности (Тгеасу апб Кокк. Ргерг. Рар. Ат. СЬет. §ос, 49 (1), 126, 2004). На промышленность оказывается значительное давление в отношении уменьшения выбросов углерода (включая СО2), и в настоящее время прилагаются усилия к улавливанию углерода перед выбросом. Стараясь побудить промышленность ограничить выбросы углерода, в некоторых юрисдикциях определено экономическое стимулирование на снижение выбросов углерода и квоты на выбросы парниковых газов.
Чтобы способствовать уменьшению выбросов СО2, существует возможность фиксации СО2 в виде химического вещества. Преимущество фиксации СО2 по сравнению с удалением СО2 (например, путем секвестрации в глубоком океане) состоит в возможности производства химических веществ, обладающих экономической ценностью. При риформинге СО2 (иногда называемом сухим риформингом) применяют СО2 и метан (СН4) для получения монооксида углерода и газообразного водорода в виде продуктов следующей реакции:
Продукт этой реакции часто называют синтез-газом (сингазом, англ. -купдак), и он представляет собой эквимолярную смесь СО и Н2. Синтез-газ можно применять для производства продуктов, обладающих высокой ценностью, наиболее конкретно дизельного топлива, не содержащего серу, с помощью синтеза Фишера-Тропша, представленного следующим уравнением:
пСО + (2п + 1)Нг —► СпН(2п + 2)+пНгО и метанола, как показано ниже
Тем не менее, для обеих этих реакций в газопровод реагента, представляющего собой синтез-газ, необходимо добавлять Н2, чтобы установить правильное соотношение реагентов. Водород обычно поставляют с помощью парового риформинга СН4, показанного ниже
Как СО2, так и СН4 представляют собой относительно устойчивые соединения, обладающие низкими потенциальными энергиями. В результате реакция сухого риформинга является высоко эндотермической, и поэтому, чтобы направлять ее в правильном направлении, необходима подача энергии. Паровой риформинг СН4 также является эндотермической реакцией. Наиболее вероятным источником энергии, направляющим эти реакции, является сжигание природного газа, а этот процесс сам по себе образует СО2.
Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа, преодолевающего или уменьшающего по меньшей мере один из недостатков предшествующего уровня техники, или, по меньшей мере, в разработке его полезной для общества альтернативы.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту в изобретении предложен способ производства углеводородного продукта, включающий следующие стадии:
ί) подачу субстрата, содержащего СО и/или Н2, в биореактор, содержащий культуру одного или более микроорганизмов;
и) ферментацию культуры в биореакторе с получением одного или более углеводородных продуктов;
где субстрат, содержащий СО и/или Н2, получают из процесса риформинга СО2, в целом определенного следующим уравнением:
СО2 + СН4 — 2СО + 2Н2.
Предпочтительно процесс риформинга СО2 дополнительно включает регенерацию катализатора, в результате которой получают субстрат, содержащий СО и/или Н2.
Предпочтительно субстрат, получаемый из процесса риформинга СО2, пропускают в модуль короткоцикловой адсорбции до или после приема биореактором.
Предпочтительно газообразный субстрат после ферментации, выходящий из биореактора, содер- 2 024474 жащий любое одно или более из следующих веществ: СО2, СН4, СО, Ν2 или Н2, принимается мембранным модулем, приспособленным к отделению одного или более газов от одного или более других газов.
Предпочтительно Н2 и СО2 отделяют от газообразного субстрата, выходящего из биореактора, с помощью мембранного модуля и пропускают в модуль короткоцикловой адсорбции.
Предпочтительно газообразный субстрат, выходящий из биореактора или мембранного модуля, содержащий Н2, принимается модулем короткоцикловой адсорбции.
Предпочтительно модуль короткоцикловой адсорбции применяют для выделения Н2 из газообразного субстрата, выходящего из биореактора или мембранного модуля.
Предпочтительно газообразный субстрат, выходящий из биореактора, мембранного модуля или модуля короткоцикловой адсорбции (Р8А, от англ. ртекките кдаид абкотрйои), содержащий любой один или более из следующих газов: СО2, СН4, СО или Н2, повторно используют в процессе риформинга СО2.
Предпочтительно газообразный субстрат, выходящий из мембранного модуля, содержащий любой один или более из следующих газов: СО, СН4 и/или Ν2, повторно используют в процессе риформинга СО2 или в качестве газа продувки.
Предпочтительно углеводород, полученный в биореакторе, повторно используют в процессе риформинга СО2.
Предпочтительно часть СН4, применяемую для процесса риформинга СО2, получают в результате газификации сырья нефтеочистки, например угля или вакуумного газойля. Более предпочтительно СН4 является компонентом заменителя природного газа (так называемого синтетического природного газа, СПГ).
Предпочтительно газообразный субстрат, содержащий СО и/или Н2, принимаемый биореактором, включает дополнительный компонент, представляющий собой синтез-газ или СПГ, полученный из иного источника, чем процесс риформинга СО2. Предпочтительно иным источником, чем процесс риформинга СО2, является газификация сырья нефтеочистки, например угля или вакуумного газойля, хотя изобретение не ограничено этим источником.
Предпочтительно углеводородный реагент пропускают через установку предварительного риформинга перед применением в процессе риформинга СО2.
Предпочтительно углеводородный реагент представляет собой углеводород, полученный из биореактора.
Предпочтительно углеводородный продукт или углеводородный реагент представляет собой либо этанол, либо пропанол, либо бутанол.
Предпочтительно углеводородный продукт или углеводородный реагент представляет собой диол, более предпочтительно 2,3-бутандиол.
Предпочтительно 2,3-бутандиол применяют для бензиновых смесей.
Предпочтительно производимый углеводород представляет собой бутират, пропионат, капроат, пропилен, бутадиен, изобутилен или этилен.
Предпочтительно производимый углеводород является компонентом бензина (приблизительно 8 атомов углерода), реактивного топлива (приблизительно 12 атомов углерода) или дизельного топлива (приблизительно 12 атомов углерода).
Предпочтительно биомассу собирают из биореактора, и данная биомасса претерпевает анаэробный ферментативный гидролиз с получением продукта биомассы, предпочтительно метана.
Предпочтительно продукт биомассы применяют в качестве реагента для процесса риформинга СО2.
Предпочтительно продукт биомассы применяют для получения дополнительной теплоты для проведения одной или более реакций, определенных в данном изобретении.
Согласно второму аспекту предложен процесс риформинга СО2, в целом определенный следующим уравнением:
где СО2 и/или СН4 и/или компоненты для получения СО2 и/или СН4 получают из биореактора, содержащего культуру одного или более микроорганизмов, приспособленных к продуцированию одного или более углеводородных продуктов путем ферментации газообразного субстрата, содержащего СО и/или Н2.
Предпочтительно процесс риформинга СО2 применяют для обработки и/или получения субстрата, содержащего СО и/или Н2, для биореактора.
Предпочтительно газообразный субстрат, содержащий СО и/или Н2, принимаемый биореактором, представляет собой газ процесса получения высококачественного чугуна с использованием некоксующегося угля без загрязнения окружающей среды и предпочтительно содержит любой один или более из следующих газов: СО, Н2, СО2, Ν2 или СН4.
Во избежание сомнений, выход из биореактора может претерпевать одну или более стадий обработки перед введением в процесс риформинга.
Другие признаки способа второго аспекта аналогичны признакам способа первого аспекта.
Согласно третьему аспекту в изобретении предложена система для производства углеводородного
- 3 024474 продукта, включающая следующие элементы:
биореактор, содержащий культуру одного или более микроорганизмов, приспособленных к продуцированию углеводородного продукта путем ферментации субстрата, содержащего СО и/или Н2, где данный субстрат получен из модуля риформинга СО2, приспособленного к выполнению процесса риформинга СО2, в целом определенного следующим уравнением:
Предпочтительно модуль риформинга СО2 дополнительно включает регенератор, приспособленный к регенерации катализатора путем сжигания углеродсодержащих отложений на катализаторе.
Предпочтительно система включает модуль газификации, приспособленный к газификации сырья нефтеочистки с получением синтез-газа, который можно применять в качестве компонента СОсодержащего субстрата, принимаемого биореактором.
Предпочтительно синтез-газ принимается модулем заменителя природного газа (синтетического природного газа, СПГ), приспособленным к преобразованию синтез-газа в СПГ. Предпочтительно модуль риформинга СО2 приспособлен к приему СПГ для применения в процессе риформинга СО2.
Предпочтительно биореактор приспособлен к приему субстрата, содержащего СО и/или Н2, из модуля Р8Л или к пропусканию этого субстрата в модуль Р8Л.
Предпочтительно система дополнительно включает мембранный модуль, приспособленный к приему газообразного субстрата, содержащего любой один или более из следующих газов: СО2, СН4, СО, Ν2 или Н2, из биореактора и к отделению одного или более газов от одного или более других газов. Более предпочтительно мембранный модуль приспособлен к выделению Н2 и/или СО2 из газообразного субстрата.
Предпочтительно модуль Р8Л приспособлен к приему газообразного субстрата из биореактора или из мембранного модуля.
Предпочтительно модуль Р8Л приспособлен к выделению Н2 из газообразного субстрата.
Предпочтительно модуль риформинга СО2 приспособлен к приему газообразного субстрата из биореактора, мембранного модуля или модуля Р8Л, где газообразный субстрат содержит любой один или более из следующих газов: СО2, Н2, СО и/или СН4.
Предпочтительно модуль риформинга СО2 приспособлен к приему углеводорода, полученного в биореакторе.
Предпочтительно модуль риформинга СО2 приспособлен к приему углеводорода из модуля предварительного риформинга.
Предпочтительно модуль предварительного риформинга приспособлен к приему углеводорода, полученного в биореакторе.
Предпочтительно углеводород представляет собой либо этанол, либо пропанол, либо бутанол.
Предпочтительно углеводород представляет собой диол, более предпочтительно 2,3-бутандиол.
Предпочтительно 2,3-бутандиол применяют для бензиновых смесей.
Предпочтительно производимый углеводород представляет собой бутират, пропионат, капроат, пропилен, бутадиен, изобутилен или этилен.
Предпочтительно производимый углеводород представляет собой бензин (приблизительно 8 атомов углерода), реактивное топливо (приблизительно 12 атомов углерода) или дизельное топливо (приблизительно 12 атомов углерода).
Как понятно, любой из вышеупомянутых углеводородных продуктов может быть получен прямо или косвенно, то есть для получения желаемых конечных продуктов можно использовать дополнительные модули обработки.
Предпочтительно модуль ферментативного гидролиза приспособлен к приему биомассы из биореактора и к производству продукта биомассы, предпочтительно метана.
Предпочтительно модуль риформинга СО2 приспособлен к приему продукта биомассы, применяемого в качестве реагента для процесса риформинга СО2.
Предпочтительно модуль ферментативного гидролиза приспособлен к производству дополнительной теплоты для подачи в один или более других модулей, описанных в данном изобретении.
Согласно четвертому аспекту в изобретении предложен модуль риформинга СО2, приспособленный к выполнению процесса, в целом определенного следующим уравнением:
где СО2 и/или СН4 и/или компоненты для получения этих соединений получают из биореактора, приспособленного к производству одного или более углеводородных продуктов путем микробиологической ферментации газообразного субстрата, содержащего СО и/или Н2.
Предпочтительно модуль риформинга СО2 приспособлен к обработке и/или подаче субстрата, содержащего СО и/или Н2, в биореактор.
Предпочтительно биореактор приспособлен к приему газа - процесса получения высококачественного чугуна с использованием некоксующегося угля без загрязнения окружающей среды, предпочтительно содержащего любой один или более чем один из следующих газов: СО, Н2, СО2, Ν2 или СН4.
- 4 024474
Другие признаки системы четвертого аспекта аналогичны признакам системы третьего аспекта. Согласно пятому аспекту в изобретении предложен способ улавливания углерода из субстрата, содержащего СО, включающий следующие стадии:
(a) подачу субстрата, содержащего СО и/или Н2, в биореактор, содержащий культуру одного или более микроорганизмов;
(b) ферментацию культуры в биореакторе с получением одного или более углеводородных продуктов;
где субстрат, содержащий СО, получают из модуля риформинга СО2, приспособленного к выполнению процесса риформинга СО2, в целом определенного следующим уравнением:
Предпочтительно субстрат, содержащий СО, получают из устройства короткоцикловой адсорбции.
Предпочтительно субстрат, содержащий СО, дополнительно содержит Н2.
Согласно шестому аспекту в изобретении предложен способ улавливания углерода из субстрата, содержащего СО, при котором субстрат, содержащий СО и/или Н2, подают в биореактор, содержащий культуру одного или более микроорганизмов, и ферментируют в биореакторе с получением одного или более углеводородных продуктов; где данный способ включает следующие стадии:
подают один или более продуктов, и/или побочных продуктов, и/или отходов биореактора, и/или их производных в модуль риформинга СО2, приспособленный к выполнению процесса риформинга СО2, в целом определенного следующим уравнением:
Согласно седьмому аспекту в изобретении предложен углеводородный продукт, полученный способом первого, либо второго, либо пятого, либо шестого аспекта, или с помощью системы третьего или четвертого аспекта.
Предпочтительно углеводородный продукт представляет собой спирт, кислоту или диол.
Предпочтительно производимый углеводород представляет собой бутират, пропионат, капроат, пропилен, бутадиен, изобутилен или этилен.
Предпочтительно производимый углеводород является компонентом бензина (приблизительно 8 атомов углерода), реактивного топлива (приблизительно 12 атомов углерода) или дизельного топлива (приблизительно 12 атомов углерода).
Согласно седьмому аспекту в изобретении предложен водород, полученный в результате риформинга СО2, где водород получают из биореактора, содержащего культуру одного или более микроорганизмов.
Специалистам в данной области техники понятно, что процесс риформинга СО2, в целом определенный следующим уравнением:
может включать дополнительные стадии или реакции, которые выполняют до, после вышеописанной реакции или одновременно с ней. Аспекты изобретения, определенные в данном описании, в равной степени применимы к этим дополнительным стадиям или реакциям.
Изобретение также включает части, элементы и признаки, на которые ссылаются в данной работе, и части, элементы и признаки, указанные в описании данной работы, по отдельности или все вместе, в любой комбинации или во всех комбинациях двух или более частей, элементов или признаков, а также, если указаны определенные целые числа, имеющие известные эквиваленты в области техники, к которой относится данное изобретение, такие известные эквиваленты считают включенными в данное изобретение как указанные индивидуально.
Описание графических материалов
Данные аспекты, а также другие аспекты настоящего изобретения, которое нужно рассматривать во всех его новых аспектах, станут очевидными из последующего описания, которое приведено только в качестве примера, со ссылкой на сопроводительные графические материалы, в которых:
на фиг. 1 показана иллюстративная система и способ в соответствии с одной формой осуществления;
на фиг. 2 показана иллюстративная система и способ в соответствии с одной формой осуществления, в которой модули системы объединены для получения повышенной эффективности и повышенного улавливания углерода;
на фиг. 3 показана иллюстративная система, включающая систему газификации, функционально связанную с системой риформинга СО2.
Следует отметить, что блоками на фиг. 1 представлены как стадии способа, так и компоненты физической системы. Кроме того, понятно, что представленные системы являются только предпочтительными, и альтернативный порядок и объединение стадий и модулей процесса включены в объем изобретения.
- 5 024474
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Определения.
Если не определено иное, описанные ниже термины, используемые на протяжении всего данного описания, определены, как описано ниже.
Термин субстрат, содержащий монооксид углерода и/или водород и подобные термины следует понимать как включающие любой субстрат, в котором монооксид углерода и/или водород доступны для роста и/или ферментации, например, одного или более штаммов бактерий.
Газообразный субстрат, содержащий монооксид углерода и/или водород включает любой газ, содержащий монооксид углерода и/или водород. Газообразный субстрат может содержать значительную долю СО, предпочтительно по меньшей мере приблизительно от 2 до приблизительно 100 об.% СО и/или предпочтительно приблизительно от 0 до приблизительно 95 об.% водорода.
В контексте продуктов ферментации термин кислота, используемый в настоящем описании, включает как карбоновые кислоты, так и ассоциированный карбоксилатный анион, например смесь свободной уксусной кислоты и ацетата, находящихся в ферментативном бульоне, как описано в данной работе. Отношение молекулярной кислоты к карбоксилату в ферментативном бульоне зависит от рН системы. Термин ацетат включает как исключительно соль ацетат, так и смесь молекулярной или свободной уксусной кислоты и соли ацетат, такую как смесь соли ацетат и свободной уксусной кислоты, находящуюся в ферментативном бульоне, как может быть описано в данной работе. Отношение молекулярной уксусной кислоты к ацетату в ферментативном бульоне зависит от рН системы.
Термин углеводородный продукт включает любое соединение, включающее атомы водорода и углерода. Термин углеводородный продукт включает как чистые углеводороды, состоящие из атомов водорода и углерода, так и смешанные углеводороды и замещенные углеводороды. Смешанные углеводороды содержат атомы углерода и водорода, связанные с другими атомами. Замещенные углеводороды образованы путем замещения по меньшей мере одного атома водорода атомом другого элемента. Термин углеводородный продукт, используемый в данной работе, включает соединения, включающие атомы водорода и углерода, и необязательно один или более других атомов. Один или более других атомов включает, но не ограничен ими, атомы кислорода, азота и серы. Соединения, охваченные термином углеводородный продукт, используемым в данной работе, включают, по меньшей мере, ацетат/уксусную кислоту; этанол, пропанол, бутанол, 2,3-бутандиол, бутират, пропионат, капроат, пропилен, бутадиен, изобутилен, этилен, бензин, реактивное топливо или дизельное топливо.
Термин биореактор включает устройство ферментации, состоящее из одного или более сосудов и/или колонок или трубопроводных систем, причем, это устройство включает химический проточный реактор с мешалкой (С8ТК, Сопйпиоик Зйггей Тапк ВсасЮг). реактор с иммобилизованными клетками (1СВ, 1ттоЫП/ей Се11 Кеас1ог), реактор с орошаемым слоем (ТВВ, Тгюк1е Вей Кеас1ог), барботирующий ферментер, газлифтный ферментер, мембранный реактор, такой как мембранный биореактор с системой полых волокон (НРМВК, Но11о\у ИЬге МетЬгапе Вюгеайог), статическое смесительное устройство, либо другой сосуд или другое устройство, подходящее для газо-жидкостного контакта.
Если контекст не требует иного, выражения ферментация, процесс ферментации или реакция ферментации и тому подобное, как используют в данной работе, подразумевают как включающие как фазу роста, так и фазу биосинтеза продукта данного процесса. Как описано в настоящем описании ниже, в некоторых формах осуществления биореактор может включать первый реактор для выращивания и второй реактор для ферментации. Добавление металлов или композиций в реакцию ферментации, таким образом, следует понимать как включающее добавление в любую из этих реакций или в обе эти реакции.
Ферментативный бульон определяют как культуральную среду, в которой происходит ферментация.
Сырье для нефтеочистки определяют как продукт или комбинацию продуктов, полученных из сырой нефти или угля и предназначенных для дальнейшей обработки в нефтеочистительной промышленности, кроме получения смесей. Эти продукты преобразуют в один или более компонентов и/или готовых продуктов и могут включать уголь, тяжелую топливную нефть, вакуумный газойль и тяжелое остаточное сырье.
Тяжелое остаточное сырье определяют как очень высококипящую фракцию нефти, часто образующуюся в виде самой тяжелой фракции из системы перегонки сырой нефти.
Процесс нефтеочистки включает любой процесс, обычно проводимый при очистке нефти или в подобных промышленных условиях, включая, но не ограничиваясь ими, крекинг на флюидизированном катализаторе, каталитический риформинг с непрерывной регенерацией, газификацию, риформинг СО2, паровой риформинг и короткоцикловую адсорбцию.
Процесс риформинга СО2.
В процессе риформинга СО2 используют СО2 и углеводородный реагент (в основном метан из природного газа), и этот процесс в целом определен следующим уравнением:
Если в данной работе ссылаются на метан, специалистам в данной области техники понятно, что в
- 6 024474 альтернативных формах осуществления изобретения в процессе риформинга СО2 можно использовать другие подходящие углеводородные реагенты, например следующие реагенты: этанол, метанол, пропан, бензин, автомобильный пропан-бутан и дизельное топливо, все из которых могут иметь различные соотношения реагентов и оптимальные условия.
При характерном процессе риформинга СО2 метан подвергают взаимодействию с СО2 в молярном отношении метан:СО2, составляющем 1:1, при давлении, составляющем от 1 до 20 атм, и при температуре, составляющей приблизительно 900-1100°С в присутствии катализатора. Подходящие катализаторы известны в данной области техники.
Традиционно реактор риформинга СО2 представляет собой газогенератор с разрыхленным слоем угля, в который подают газ и пропускают через фиксированный слой частиц катализатора. Поскольку при реакции риформинга СО2 образуются отложения углерода, которые могут препятствовать активности катализатора, для подавления этого свойства можно использовать альтернативные системы реакторов. Например, система реактора с псевдоожиженным слоем хорошо известна в нефтеочистительной и нефтехимической промышленности. Частицы катализатора образуют псевдоожиженный слой при использовании потока подачи газа, который может состоять как из реакционных соединений, так и из инертных соединений. Катализатор переносят в регенератор, в котором используют поток газа, содержащего кислород, например воздуха, для сжигания отложений углерода. В результате этого сжигания образуется газообразный субстрат, содержащий варьирующиеся доли СО и/или Н2, который может подходить для пропускания в биореактор для ферментации газа с получением углеводородного продукта. Регенерированный катализатор возвращают в реактор. Стадия регенерации катализатора также обеспечивает путь передачи теплоты в систему реакторов, поскольку экзотермические реакции, связанные со сжиганием углерода, выделяют теплоту. Частицы катализатора служат в качестве среды для передачи в систему реакторов этой теплоты, полезной для эндотермической реакции риформинга СО2. Альтернативно система реакторов могла бы состоять из множественных газогенераторов с разрыхленным слоем угля, в которой в любой данный момент времени в один или более реакторов подают газ, содержащий метан и СО2, в условиях, подходящих для реакции риформинга СО2, и при этом в одну или более систем реакторов подают газ, содержащий кислород, для сжигания углерода, отложенного на частицах катализатора.
За процессом риформинга СО2 в характерном случае следует стадия короткоцикловой адсорбции (Р8А) для выделения потока очищенного водорода. Поток газа из процесса риформинга СО2 поступает в систему молекулярных сит, которая адсорбирует СО2, СО и СН4 при высоком давлении. Водород способен проходить через сито, и его выделяют для других применений. Как только сито насыщается, давление сбрасывают, в результате чего десорбированные газы отводят, используя наименьшее возможное количество водородного продукта. Степень регенерации зависит от давления, поскольку большее количество адсорбированных молекул высвобождается при более низких давлениях регенерации. Это, в свою очередь, приводит к более высокому выходу водорода. Следовательно, давления регенерации, приближенные к атмосферному давлению, максимизируют выход водорода. Затем сосуд снова подкачивают водородом, и он готов к следующему периоду в качестве адсорбента. Имеющиеся в продаже системы в характерном случае включают три или четыре сосуда, что обеспечивает бесперебойную работу.
Продукт взаимодействия СО2 часто называют синтез-газом (сингазом, англ. -купдак), который представляет собой эквимолярную смесь СО и Н2. Синтез-газ можно применять для получения продуктов, обладающих высокой ценностью, наиболее конкретно дизельного топлива, не содержащего серу, с помощью синтеза Фишера-Тропша, как показано ниже пСО + (2п + 1)Н2 —* СпН(2п + 2) +пН2О и метанола, как показано ниже
Тем не менее, для обеих этих реакций в газопровод реагента, представляющего собой синтез-газ, необходимо добавлять Н2, чтобы установить правильное соотношение реагентов. Водород обычно поставляют с помощью парового риформинга СН4, показанного ниже
В настоящем изобретении предложен способ снижения содержания СО газа, полученного из процесса риформинга СО2. Среди преимуществ этого способа находится то, что уровень дополнительного водорода, необходимый для производства дизельного топлива, не содержащего серу, и метанола, снижается или элиминируется. Во-вторых, настоящее изобретение обеспечивает выделение водорода из газа, полученного из процесса риформинга СО2, который можно применять в качестве источника топлива, например, для обеспечения энергии для реакции риформинга СО2, либо применять в качестве химического сырья, например, необходимого в процессах нефтеочистки для различных процессов очистки. Втретьих, настоящее изобретение обеспечивает преобразование побочного продукта процесса ферментации СО2 в СО и Н2, повышая, таким образом, эффективность ферментации. В-четвертых, настоящее изобретение обеспечивает преобразование внешних источников СО2 в углеводородные продукты.
- 7 024474
Согласно одной форме осуществления в настоящем изобретении предложен биореактор, который принимает субстрат, содержащий СО и/или Н2, из процесса риформинга СО2. Этот биореактор содержит культуру одного или более микроорганизмов, способных к ферментации субстрата, содержащего СО и/или Н2, с получением углеводородного продукта. Таким образом, стадии процесса риформинга СО2 можно применять для получения или улучшения композиции газообразного субстрата для процесса ферментации.
Предпочтительно биореактор способен к приему субстрата, содержащего СО и/или Н2, и содержит культуру одного или более микроорганизмов, способных к ферментации субстрата, содержащего СО и/или Н2, с получением углеводородного продукта.
Согласно альтернативной форме осуществления процесс риформинга СО2 можно усовершенствовать за счет подачи выхода биореактора в процесс риформинга СО2. Предпочтительно этот выход представляет собой газ, который может повысить эффективность процесса и/или общее улавливание желаемого продукта (например, углерода или Н2).
В изобретении предложена объединенная система модулей и процессов, обладающая повышенной эффективностью и повышенным улавливанием углерода. Иллюстративная система, показывающая это объединение, представлена на фиг. 2.
Согласно еще одной форме осуществления, представленной на фиг. 3, изобретение обеспечивает получение части СН4, используемого для процесса риформинга СО2, в результате газификации сырья нефтеочистки, например угля или вакуумного газойля. Газификацию можно выполнять в соответствии со способами, известными в данной области техники. Процесс газификации включает взаимодействие сырья нефтеочистки, например угля или вакуумного газойля, с кислородом, предпочтительно с воздухом, с получением синтез-газа. Синтез-газ можно необязательно пропускать в модуль заменителя природного газа (синтетического природного газа, СПГ), который преобразует синтез-газ в СПГ. СПГ включает в основном СН4. Изобретение обеспечивает применение СПГ в дополнение или вместо СН4 из природного газа для процесса нефтеочистки, предпочтительно процесса риформинга СО2. Синтез-газ, полученный в процессе газификации, можно также подавать в биореактор в сочетании с синтез-газом, полученным в процессе риформинга СО2, для производства углеводородного продукта. Любой СО или СО2, выходящий из биореактора, можно подвергать рециркуляции для применения в процессе риформинга СО2 или в другом процессе нефтеочистки. Остаточный СПГ можно экспортировать на рынок поставки бытового газа или применять в других процессах нефтеочистки. Одно из преимуществ описанной выше формы осуществления состоит в том, что процесс газификации, процесс производства СПГ, процесс риформинга СО2 и процесс ферментации газа объединены, в результате чего повышена эффективность улавливания углерода и образования углеводородного продукта по сравнению с известными способами.
Предпочтительно газообразный субстрат, содержащий СО и/или Н2, принимаемый биореактором, имеет дополнительный компонент, включающий синтез-газ или СПГ, полученный из иного источника, чем процесс риформинга СО2. Предпочтительно иным источником, чем процесс риформинга СО2, является газификация сырья нефтеочистки, например угля или вакуумного газойля.
Биореактор.
Ферментацию можно выполнять в любом подходящем биореакторе, таком как химический проточный реактор с мешалкой (С8ТР, Сойтиоик 8йггеб Тапк РсасЮг). реактор с иммобилизованными клетками (1СР, ПптоЫП/еб Се11 РсасЮг), газлифтный ферментер, барботирующий ферментер (ВСР, ЬиЬЫе со1итп геасЮгу мембранный реактор, такой как мембранный биореактор с системой полых волокон (НГМВР, Но11о\у ПЬге МетЬгапе ВюгеасЮг) или реактор с орошаемым слоем (ТВР, 1пск1е Ьеб геасЮг). В некоторых формах осуществления изобретения биореактор может также включать первый реактор для выращивания, в котором культивируют микроорганизмы, и второй реактор ферментации, в который можно подавать ферментативный бульон из реактора для выращивания, и в котором можно получить большую часть продукта ферментации (например, этанола и ацетата). Биореактор по настоящему изобретению приспособлен к приему субстрата, содержащего СО и/или Н2.
Система риформинга СО2.
Биореактор может составлять часть системы для получения углеводородного продукта, которая в общем виде представлена на фиг. 1 и включает один или более модулей, выбранных из группы, включающей следующие модули:
модуль риформинга СО2, приспособленный к получению СО и/или Н2 согласно процессу риформинга СО2, в целом определенному следующим уравнением:
модуль короткоцикловой адсорбции (Ρ8Ά), приспособленный к выделению водорода из газообразного субстрата;
мембранный модуль, приспособленный к отделению одного или более газов от одного или более других газов, более предпочтительно для отделения Н2 и СО2 от газообразного субстрата, содержащего любой один или более из следующих газов: СО, Н2, СО2, Ν2 и СН4;
модуль ферментативного гидролиза, приспособленный к приему биомассы из биореактора и произ- 8 024474 водству продукта биомассы, предпочтительно метана.
Модуль ΡδΑ может быть приспособлен к приему субстрата из любого одного или более модулей или из биореактора. Модуль ΡδΆ приспособлен к выделению водорода из субстрата. Субстрат после ферментации из биореактора может содержать СО и/или Н2, и данный субстрат можно необязательно подвергать рециркуляции в биореактор с получением углеводородного продукта. Альтернативно углеводород, полученный с помощью биореактора, можно использовать в качестве сырья для процесса риформинга СО2.
Система может необязательно включать модуль предварительного риформинга, приспособленный к приему углеводорода, который может быть получен из биореактора. Модуль предварительного риформинга способен расщеплять более тяжелые углеводороды с помощью процесса предварительного риформинга с получением метана или других углеводородов, подходящих для процесса риформинга СО2.
Специалистам в данной области техники понятно, что модули, определенные в настоящем описании, могут быть функционально объединены в любую подходящую систему для выполнения производства желаемого продукта.
Субстрат, содержащий СО и/или Н2
Субстрат, содержащий СО и/или Н2, улавливают или направляют по каналу из процесса, используя любой удобный способ. В зависимости от состава субстрата, содержащего СО и/или Н2, перед его введением в ферментацию также может быть желательно обработать его для удаления каких-либо ненужных примесей, таких как частицы пыли. Например, этот субстрат можно фильтровать или подвергать скрубберной очистке, используя известные способы.
В характерном случае СО добавляют в реакцию ферментации в газообразном состоянии. Тем не менее, способы по изобретению не ограничены добавлением субстрата в данном состоянии. Например, монооксид углерода может быть получен в виде жидкости. Например, жидкость можно насыщать газом, содержащим монооксид углерода, и добавлять эту жидкость в биореактор. Данное действие может быть выполнено с использованием стандартной методологии. В качестве примера, для этой цели можно применять генератор дисперсии микропузырьков (Непкткак с1 а1. 8са1е-ир о£ тктоЪиЪЫе άίδρβτδίοη дспсгаЮг ίοτ аетоЫс ГегтеШаОоп; АррПеб ВюсНетМгу апб Вю1есЬпо1о§у Уо1ите 101, ЫитЪег 3/ОсЮЪег, 2002). При ссылке на поток газа в настоящей работе этот термин также включает другие формы транспортировки газообразных компонентов этого потока, такие как способ насыщения жидкости, описанный выше.
Композиции газа.
СО-содержащий субстрат может содержать любую долю СО, например по меньшей мере приблизительно от 20 до приблизительно 100 об.% СО, от 40 до 95 об.% СО, от 40 до 60 об.% СО и от 45 до 55 об.% СО. В конкретных формах осуществления субстрат содержит приблизительно 25, либо приблизительно 30, либо приблизительно 35, либо приблизительно 40, либо приблизительно 45, либо приблизительно 50, либо приблизительно 55, либо приблизительно 60 об.% СО. Субстраты, имеющие более низкие концентрации СО, такие как 2%, могут также подходить, в частности, когда также присутствуют Н2 и СО2.
В конкретной форме осуществления субстрат, содержащий СО и/или Н2, представляет собой газ процесса получения высококачественного чугуна с использованием некоксующегося угля без загрязнения окружающей среды. Характерная композиция газа процесса получения высококачественного чугуна включает следующие газы: Н2 (16,1%), СО (43%), СО2 (36,5%), Ν2 (2,8%) и СН4 (1,6%). В изобретении предложен способ преобразования СО2 и СН4 в газе процесса получения высококачественного чугуна в полезное сырье для ферментации, обеспечивая, таким образом, дополнительную утилизацию газа процесса получения высококачественного чугуна.
Присутствие Н2 не должно быть вредным для образования углеводородного продукта посредством ферментации. В конкретных формах осуществления в результате присутствия водорода повышается общая эффективность производства спирта. Например, в конкретных формах осуществления отношение Н2:СО субстрата может составлять 2:1, либо 1:1, либо 1:2. В других формах осуществления субстрат, содержащий СО, содержит менее чем приблизительно 30, либо менее 27, либо менее 20, либо менее 10% Н2, либо более низкие концентрации Н2, например менее 5, либо менее 4, либо менее 3, либо менее 2, либо менее 1%, либо, по существу, не содержит водород. В других формах осуществления субстрат, содержащий СО, содержит более 50, либо более 60, либо более 70, либо более 80, либо более 90% Н2.
На стадии ΡδΑ водород выделяют из субстрата, полученного из процесса риформинга СО2, из мембранного модуля или из биореактора. В характерной форме осуществления субстрат, выходящий из стадии ΡδΑ, содержит приблизительно 10-35% Н2. Н2 можно пропускать через биореактор и выделять из субстрата. В конкретной форме осуществления изобретения Н2 подвергают рециркуляции в стадию ΡδΑ для выделения из субстрата. Субстрат может также содержать некоторое количество СО2, составляющее, например, приблизительно от 1 до приблизительно 80 об.% СО2 или от 1 до приблизительно 30 об.% СО2.
- 9 024474
Ферментация.
Способы производства этанола и других спиртов из газообразных субстратов известны. Иллюстративные способы включают, например, способы, описанные в следующих документах: №02007/117157, №02008/115080, №02009/022925, №02009/064200, υδ 6340581, υδ 6136577, υδ 5593886, υδ 5807722 и И8 5821111, где каждый документ включен в настоящее описание посредством ссылки.
Микроорганизмы.
В различных формах осуществления ферментацию выполняют, используя культуру одного или более штаммов карбоксидотрофных бактерий. В различных формах осуществления карбоксидотрофная бактерия выбрана из следующих родов бактерий: Мооге11а, С1ок6т6шш, Киттососсик, ЛссЮЬасЮпит. ЕиЬасЮпит. Ви!уг1Ьас1ег1ит, 0хоЬайег, МеИапокагсша, МеШапокагапа и ЭекиКоЮтасибпп. Известно, что большое число анаэробных бактерий способно осуществлять ферментацию СО до спиртов, включающих н-бутанол и этанол, и уксусной кислоты, и эти бактерии подходят для применения в способе по настоящему изобретению. Примеры бактерий, подходящих для применения в изобретении, включают бактерии рода С1ок6т6шш, такие как штаммы С1ок1г|фит 1)ипдбаб1б, включающие штаммы, описанные в следующих документах: №0 00/68407, ЕР 117309, патентах υδ 5173429, υδ 5593886 и υδ 6368819, №0 98/00558 и №0 02/08438, С1ок1г|фит сагЬохуфуогапк (Ьюи е1 а1., 1йегпабопа1 1оита1 о! δукΐешабс апб Еуо1ибопагу МюгоЬю1оду 33: р. 2085-2091), СбокОлббпп гадкба1е1 (№0/2008/028055) и С1ок1пббпп айоеН аподепит (ЛЬпт е1 а1, Агсйуек о! МюгоЬю1оду 161: р. 345-351). Другие подходящие бактерии включают бактерии рода Мооге11а, включающие Мооге11а кр НиС22-1, ^а1кб е1 а1., Вю1есбпо1оду Ьейегк 29: р. 16071612), и бактерии рода СагЬохубоШегтик ^уеШсбпу, ν.Α., δоко1оνа, Т.О. е1 а1. (1991), δукΐешабс апб Аррбеб МюгоЬю1оду 14: 254-260). Дополнительные примеры включают следующие бактерии: Мооге11а Шегтоасебса, Мооге11а 1йегтоаи1о!горЫса, Кшйпососсик ргобийик, Асе1оЬас1епит шообб, ЕиЬасЮгшт Нтокит, ВйупЬасЮпит те1йу1о!горЫсит, 0хоЬас1ег р!ептдб, МеШапокагапа Ьагкеб, МеИапокагста асейуогапк, ОекиЙоЮтасибпп ки/пе1коуп (Ытра е1 а1. Сббса1 Ке\ле\ук ш Вю1есбпо1оду, 2006 ^1. 26. р. 41-65). Кроме того, понятно, что в настоящем изобретении могут быть применимы другие ацетогенные анаэробные бактерии, известные специалистам в данной области техники. Также понятно, что данное изобретение можно применять к смешанной культуре двух или более бактерий.
Одним из иллюстративных микроорганизмов, подходящих для применения в настоящем изобретении, является бактерия С1ок1пбшт айое1баподепит. В одной форме осуществления С1ок1пбшт айоеШаподепит представляет собой бактерию С1ок1пбшт айосбитодепит обладающую идентификационными характеристиками штамма, депонированного в Немецкой коллекции микроорганизмов и клеточных культур (^δМΖ) под идентификационным депозитным номером 19630. В другой форме осуществления С1ок1пбшт айосбитодепит представляет собой бактерию С1ок1пбшт аи1ое1йаподепит, обладающую идентификационными характеристиками штамма ^δМΖ, депозитный номер ^δМΖ 10061. В другой форме осуществления С1окй1бшш айоебыподепшп представляет собой бактерию С1ок1пбшт айоейаподепит, обладающую идентификационными характеристиками штамма ^δМΖ, депозитный номер ^δМΖ 23693. Эти штаммы обладают особой переносимостью изменений композиции субстрата, в частности Н2 и СО, и, таким образом, они особенно хорошо подходят для применения в сочетании с процессом риформинга СО2.
Культивирование бактерий, применяемое в способах по изобретению, можно выполнять, используя разнообразные способы, известные в данной области техники для культивирования и ферментации субстратов с использованием анаэробных бактерий. В качестве примера, можно использовать способы с применением газообразных субстратов, в общем описанные в следующих статьях: (ί) К.Т. К1аккоп, е1 а1. (1991). Вюгеайогк Гог куйбебк дак Гегшейабопк гекоигсек. Сопкегуабоп апб Кесусбпд, 5; 145-165; (б) К.Т. К1аккоп, е1 а1. (1991). Вюгеайог бебдп Гог куйбебк дак Гегшейабопк. Рие1. 70. 605-614; (ΐΐΐ) К.Т. К1аккоп, е1 а1. (1992). Вюсопуегкюп о! куйбебк дак ш1о бсцбб ог дакеоик Гие1к. Еп/уте апб МюгоЫа1 Тесбпо1оду. 14; 602-608; (ιν) ЬЬ. Vеда, е1 а1. (1989). δΐибу о! Оакеоик διώ^ηι^ Реппейабоп: СагЬоп Мопоюбе Сопуегкюп 1о Асе1а1е. 2. Сопбпиоик Сибиге. Вю1есб. Вюепд. 34. 6. 785-793; (у) РЬ. Vеда, е1 а1. (1989). δΐибу о! дакеоик киЬкИйе !е^шейабопк: СагЬоп топо.ббе сопуегкюп 1о асе1а1е. 1. Ва1сб сибиге. Вю1есбпо1оду апб ВюепдЪ пеебпд. 34. 6. 774-784; (νί) РЬ. Vеда, е1 а1. (1990). Осади о! Вюгеайогк !ог Соа1 δγι-Πΐ^Ρ Оак Рсгшспйбоп8. Кекоигсек, Сопкегуабоп апб Кесусбпд. 3. 149-160; все эти статьи включены в настоящее описание посредством ссылки.
Условия ферментации.
Понятно, что для выращивания бактерий для проведения ферментации от СО до углеводорода, в дополнение к СО-содержащему субстрату в биореактор нужно подавать подходящую жидкую питательную среду. Питательная среда содержит достаточное количество витаминов и минералов, чтобы дать возможность для роста применяемого микроорганизма. Анаэробные среды, подходящие для производства углеводородных продуктов посредством ферментации, используя СО в качестве единственного источника углерода, известны в данной области техники. Например, подходящие среды описаны в патентах υδ 5173429 и υδ 5593886, а также в следующих документах: №0 02/08438, №02007/115157 и №02008/115080, на которые ссылаются выше.
Ферментацию желательно выполнять в соответствующих условиях для прохождения желаемой
- 10 024474 ферментации (например, от СО до этанола). Условия реакции, которые следует учитывать, включают следующие условия: давление, температуру, скорость потока газа, скорость потока жидкости, рН среды, окислительно-восстановительный потенциал среды, скорость перемешивания (при использовании химического проточного реактора с мешалкой), уровень инокулума, максимальные концентрации газообразного субстрата, чтобы гарантировать, что концентрация СО в жидкой фазе не станет ограничивающей, и максимальные концентрации продукта, чтобы избежать ингибирования продуктом. Подходящие условия описаны в следующих документах: ^002/08438, ^007/117157 и ^008/115080.
Оптимальные условия реакции отчасти зависят от конкретного применяемого микроорганизма. Тем не менее, в целом предпочтительно проводить ферментацию при давлении, превышающем давление окружающей среды. Работа при повышенных давлениях дает возможность значительно повысить скорость переноса СО из газовой фазы в жидкую фазу, где он может поглощаться микроорганизмом в качестве источника углерода для продуцирования углеводородных продуктов. Это, в свою очередь, означает, что время пребывания (определяемое как объем жидкости в биореакторе, деленный на скорость входящего потока газа) можно уменьшить, если поддерживать биореакторы при повышенном давлении вероятнее, чем при атмосферном давлении. Поскольку данная скорость преобразования СО в углеводород отчасти зависит от времени пребывания субстрата, а достижение нужного времени пребывания, в свою очередь, определяет необходимый объем биореактора, применение систем под давлением может также значительно уменьшить необходимый объем биореактора и, следовательно, капиталовложения в оборудование для ферментации. В соответствии с примерами, приведенными в патенте υδ 5593886, объем реактора можно уменьшать в линейном отношении к повышению давления работы реактора, то есть объем биореакторов, работающих при давлении, составляющем 10 атм, должен составлять лишь десятую часть объема биореакторов, работающих при давлении, составляющем 1 атм.
Преимущества проведения ферментации газа до углеводорода при повышенных давлениях также описаны в других документах. Например, в документе \У0 02/08438 описаны ферментации газа до этанола, проводимые при давлениях, составляющих 2,1 и 5,3 атм, с получением производительности, составляющей 150 и 369 г/л/сутки этанола соответственно. Тем не менее, было обнаружено, что примерные ферментации, проведенные с использованием такой же среды и таких же композиций входящего газа при атмосферном давлении, производят в 10-20 раз меньше этанола на 1 л в сутки.
Также желательно, чтобы скорость введения СО-содержащего газообразного субстрата имела такое значение, чтобы гарантировать, что концентрация СО в жидкой фазе не станет ограничивающей. Это связано с тем, что вследствие СО-ограничивающих условий углеводородный продукт может потребляться культурой.
Продукты ферментации.
Способы по изобретению можно применять для производства любого из разнообразных углеводородных продуктов. Эти продукты включают спирты, кислоты и/или диолы. Более конкретно изобретение может быть применимо к ферментации для производства бутирата, пропионата, капроата, этанола, пропанола, бутанола, 2,3-бутандиола, пропилена, бутадиена, изобутилена и этилена. Вышеописанные продукты, а также другие продукты могут обладать ценностью в качестве материала-основы других процессов, таких как производство полимеров, фармацевтических препаратов и агрохимических средств. В конкретной форме осуществления продукт ферментации применяют для производства углеводородов бензинового ряда (приблизительно 8 атомов углерода), дизельных углеводородов (приблизительно 12 атомов углерода) или углеводородов реактивного топлива (приблизительно 12 атомов углерода).
Изобретение также обеспечивает, что по меньшей мере часть углеводородного продукта, полученного в результате ферментации, повторно используется в процессе риформинга СО2. В конкретной форме осуществления этанол подвергают рециркуляции для применения в качестве сырья для процесса риформинга СО2. В дополнительной форме осуществления углеводородное сырье и/или продукт пропускают через устройство предварительного риформинга перед применением в процессе риформинга СО2. Пропускание через устройство предварительного риформинга частично дополняет стадию парового риформинга процесса парового риформинга, что может повысить эффективность производства водорода и снизить потребляемую мощность реактора риформинга СО2.
Способы по изобретению можно также применять к аэробным ферментациям и к анаэробным или аэробным ферментациям других продуктов, включающих, но не ограниченных им, изопропанол.
Выделение продукта.
Продукты реакции ферментации можно выделить, используя известные способы. Иллюстративные способы включают способы, описанные в следующих документах: ^007/117157. ^008/115080. υδ 6340581, И8 6136577, υδ 5593886, υδ 5807722 и υδ 5821111. Тем не менее, в кратком изложении и в качестве примера, этанол можно выделить из ферментативного бульона такими способами, как фракционная перегонка или выпаривание, а также экстрактивная ферментация.
В результате перегонки этанола из ферментационного бульона получают азеотропную смесь этанола и воды (то есть 95% этанола и 5% воды). Затем можно получить безводный этанол посредством применения технологии дегидратации этанола с помощью молекулярных сит, что также хорошо известно в данной области техники.
- 11 024474
Методы экстрактивной ферментации включают применение для выделения этанола из разбавленного ферментативного бульона смешиваемого с водой растворителя, представляющего низкий риск токсичности для ферментирующего организма. Например, олеиловый спирт является растворителем, который можно применять в процессе экстракции данного типа. Олеиловый спирт непрерывно вводят в ферментер, где данный растворитель вызывает образование слоя в верхней части ферментера, который непрерывно экстрагируют и подают через центрифугу. Затем воду и клетки легко отделяют от олеилового спирта и возвращают в ферментер, при этом растворитель со слоем этанола подают в устройство мгновенного испарения. Большая часть этанола испаряется и конденсируется, тогда как олеиловый спирт является нелетучим, и его выделяют для повторного использования в ферментации.
Ацетат, который может быть получен в качестве побочного продукта реакции ферментации, можно также выделить из ферментативного бульона, используя способы, известные в данной области техники.
Например, можно использовать адсорбционную систему, включающую активированный угольный фильтр. В данном случае предпочтительно сначала удалить бактериальные клетки из ферментативного бульона, используя подходящее разделительное устройство. В данной области техники известны многочисленные способы получения бесклеточного ферментативного бульона для выделения продукта, основанные на фильтрации. Затем бесклеточный пермеат, содержащий этанол и ацетат, пропускают через колонну, содержащую активированный уголь, для адсорбции ацетата. Ацетат в форме кислоты (уксусная кислота) легче адсорбируется активированным углем, чем солевая форма (ацетат). Поэтому перед пропусканием ферментационного бульона через колонну с активированным углем предпочтительно снижать его рН до значения, составляющего менее чем приблизительно 3, чтобы преобразовать основную часть ацетата в форму уксусной кислоты.
Уксусную кислоту, адсорбированную на активированном угле, можно выделить путем элюирования, используя способы, известные в данной области техники. Например, для элюирования связанного ацетата можно использовать этанол. В некоторых формах осуществления для элюирования ацетата можно использовать сам этанол, полученный посредством процесса ферментации. Поскольку температура кипения этанола составляет 78,8°С, а температура кипения уксусной кислоты составляет 107°С, этанол и ацетат можно легко отделить друг от друга, используя способ, основанный на летучести, такой как перегонка.
Другие способы выделения ацетата из ферментативного бульона также известны в данной области техники и могут быть использованы. Например, в патентах И8 6368819 и И8 6753170 описана система растворителя и сорастворителя, которую можно использовать для экстракции уксусной кислоты из ферментативных бульонов. Аналогично примеру системы на основе олеилового спирта, описанной для экстрактивной ферментации этанола, в системах, описанных в патентах И8 6368819 и И8 6753170, описан несмешиваемый с водой растворитель/сорастворитель, который можно смешивать с ферментативным бульоном либо в присутствии, либо в отсутствие ферментирующих микроорганизмов с целью экстракции продукта, представляющего собой уксусную кислоту. Затем растворитель/сорастворитель, содержащий продукт, представляющий собой уксусную кислоту, отделяют от бульона путем перегонки. Затем можно использовать вторую стадию перегонки, чтобы очистить уксусную кислоту от системы растворителя/сорастворителя.
Продукты реакции ферментации (например, этанол и ацетат) можно выделять из ферментативного бульона путем непрерывного извлечения части бульона из биореактора ферментации, отделения бактериальных клеток от бульона (удобно с помощью фильтрования) и выделения одного или более продуктов из бульона одновременно или последовательно. В случае этанола его можно удобно выделять путем перегонки, а ацетат можно выделять путем адсорбции на активированном угле, используя описанные выше способы. Отделенные бактериальные клетки предпочтительно возвращают в биореактор ферментации. Бесклеточный пермеат, остающийся после выделения этанола и ацетата, также предпочтительно возвращают в биореактор ферментации. Чтобы пополнить питательную среду, перед возвращением в биореактор в клеточный пермеат можно добавлять дополнительные питательные вещества (такие как витамины В). Также, если рН бульона был доведен, как описано выше, для усиления адсорбции уксусной кислоты на активированном угле, перед возвращением в биореактор рН следует снова доводить до значения рН бульона в биореакторе ферментации.
Биомасса, выделенная из биореактора, может претерпевать анаэробный ферментативный гидролиз в модуле ферментативного гидролиза с получением продукта биомассы, предпочтительно метана. Данный продукт биомассы можно применять в качестве сырья для процесса риформинга СО2 (необязательно через модуль предварительного риформинга) или применять для получения дополнительной теплоты, направляющей одну или более реакций, описанных в данном изобретении.
Разделение/получение газа.
Ферментация по настоящему изобретению обладает преимуществом, состоящим в том, что она устойчива к применению субстратов с примесями и различающихся концентраций газа. Соответственно производство углеводородного продукта все еще идет при применении широкого диапазона композиций газа в качестве субстрата ферментации. Реакцию ферментации можно также применять в качестве способа разделения и/или улавливания определенных газов (например, СО) из субстрата и для концентрирова- 12 024474 ния газов, например Н2, для последующего выделения. При применении в сочетании с одним или более других процессов, определенных в настоящем изобретении, реакция ферментации может снизить концентрацию СО в потоке газа (субстрата), и, следовательно, концентрировать Н2, таким образом, обеспечивая повышенный выход Н2.
Поток газа из процесса риформинга СО2 можно пропускать непосредственно в биореактор для ферментации. Альтернативно, процесс риформинга СО2 может получать газообразный субстрат из биореактора, необязательно через другие процессы. Эти различные системы могут обладать преимуществом в результате снижения затрат и каких-либо потерь энергии, связанных с промежуточными стадиями. Кроме того, эти системы могут усовершенствовать процесс ферментации за счет обеспечения субстрата, имеющего высокое содержание СО.
Поскольку состав потока газа изменяется во время его прохождения через биореактор, после ферментации можно более эффективно выполнять улавливание ее компонентов. Пропускание этого потока в стадию риформинга СО2 может, таким образом, повысить эффективность процесса риформинга СО2 и/или улавливания одного или более компонентов потока. Например, выполнение стадии ΡδΑ после ферментации дает возможность повысить давление регенерации. Хотя это снизит выход водорода через стадию ΡδΑ, водород может быть выделен из по меньшей мере части продукта ферментации. Более высокое давление регенерации дает возможность для менее строгих условий работы на стадии ΡδΑ.
В конкретной форме осуществления в изобретении предложен мембранный модуль, приспособленный к приему газообразного субстрата из биореактора. В характерном случае газообразный субстрат из биореактора содержит следующие газы: СО, Н2, СО2, Ν2 или СН4, и мембранный модуль предпочтительно приспособлен к отделению одного или более газов газообразного субстрата. Более предпочтительно мембранный модуль приспособлен к отделению Н2 и/или СО2 от газообразного субстрата. Это разделение:
(a) повышает эффективность выделения Н2 из субстрата;
(b) дает возможность рециркуляции отделенных газов, предпочтительно включающих СО, СН4 и/или Ν2, в биореакторе или продувания их из системы; и/или (c) повышает чистоту реагентов, пропускаемых в модуль риформинга СО2.
Три-риформинг.
В настоящем изобретении также рассмотрено, что биореактор может также обладать пользой при применении в одной или более реакций, составляющих часть процесса три-риформинга, в целом определенного следующими уравнениями:
СН4 + СО2 — 2СО + 2Нг СН4 + Н2О — СО + ЗН2
СН4 + 1ЛО2 СО + 2Н2
СН4 + 2О2 -г СО2 + 2Н2О
Улавливание углерода.
На промышленность оказывается значительное давление в отношении уменьшения выбросов углерода (включая СО2), и в настоящее время прилагаются усилия к улавливанию углерода перед выбросом. Стараясь побудить промышленность ограничить выбросы углерода, в некоторых юрисдикциях определено экономическое стимулирование на снижение выбросов углерода и квоты на выбросы парниковых газов.
В результате настоящего изобретения углерод улавливается из субстрата, содержащего СО и/или Н2 и/или СО2 и/или СН4, посредством процесса ферментации, и производится ценный углеводородный продукт (ценный интерпретируют как потенциально полезный для какой-либо цели, и необязательно обладающий денежной ценностью). В характерном случае СО, производимый процессом риформинга СО2, преобразуют в СО2 путем сжигания или путем конверсии водяного газа. Процесс риформинга СО2 и последующее сжигание также в характерном случае приводит в результате к высвобождению СО2 в атмосферу. В изобретении предложен способ улавливания углерода, который в противном случае выбрасывался бы в атмосферу, в виде углеводородного продукта. Если полученную энергию используют для получения электричества, вероятны значительные потери энергии за счет передачи по линиям высокого напряжения. Напротив, углеводородный продукт, производимый в результате настоящего изобретения, можно легко транспортировать и доставлять в применимой форме промышленным, коммерческим, постоянным и транспортируемым конечным потребителям, что приводит к повышенной эффективности энергии и удобству. Производство углеводородных продуктов, образующихся из эффективно отработанных газов, является привлекательным предложением для промышленности. Это особенно верно для промышленных производств, расположенных удаленно, если из логистических соображений возможно транспортировать продукт на дальние расстояния. Таким образом, изобретение может обеспечить повышенное улавливание углерода, а также усовершенствовать производство Н2.
- 13 024474
Общие сведения.
Формы осуществления изобретения описаны в качестве примера. Тем не менее, понятно, что конкретные стадии или установки, обязательные в одной форме осуществления, могут не быть обязательны в другой. Напротив, стадии или установки, включенные в описание конкретной формы осуществления, можно необязательно предпочтительно применять в формах осуществления, где они специально не указаны.
Хотя изобретение в широком смысле описано со ссылкой на какой-либо тип потока, который может перемещаться по системе или вокруг системы (систем) посредством любых известных средств перемещения, в некоторых формах осуществления риформированные и/или смешанные потоки субстрата являются газообразными. Специалистам в данной области техники понятно, что конкретные установки могут быть связаны подходящими трубопроводными средствами ли тому подобным, которые могут быть сконструированы для приема или пропускания потоков через систему. Можно обеспечить насос или компрессор, чтобы способствовать доставке потоков в конкретные установки. Кроме того, компрессор можно применять для повышения давления газа, подаваемого в одну или более установок, например, в биореактор. Как обсуждалось в данной работе выше, давление газов внутри биореактора может влиять на эффективность выполняемых в них реакций ферментации. Таким образом, давление можно регулировать для повышения эффективности ферментации. Подходящие давления для общепринятых реакций известны в данной области техники.
Кроме того, системы или способы по изобретению могут необязательно включать средства регулирования и/или контроля других параметров, чтобы повысить общую эффективность способа. Например, конкретные формы осуществления могут включать средства определения, осуществляющие мониторинг композиции субстрата и/или отработанного потока (потоков). Дополнительно конкретные формы осуществления могут включать средства контроля доставки потока (потоков) субстрата в конкретные установки или элементы в пределах конкретной системы, если средства определения определяют, что композиция потока подходит для конкретной установки. Например, в случаях, где поток газообразного субстрата содержит низкие уровни СО или высокие уровни О2, что может быть вредно для реакции ферментации, поток субстрата можно отводить от биореактора. В конкретных формах осуществления изобретения система включает средства для мониторинга и контроля целевого состояния потока субстрата и/или скорости тока, чтобы поток, имеющий желаемую или подходящую композицию, мог быть доставлен в конкретную установку.
Кроме того, может быть необходимо нагревать или охлаждать конкретные компоненты системы или поток(и) субстрата перед поступлением или во время нахождения в одной или более установок в процессе. В таких случаях можно применять известные средства нагревания или охлаждения.
Различные формы осуществления систем по изобретению описаны в сопроводительных графических материалах.
Альтернативные формы осуществления, описанные на фиг. 1-3, включают общие друг с другом признаки, и для обозначения одного и того же или сходных признаков в различных графических материалах использованы одинаковые позиции. Описаны только новые признаки (относительно предшествующих графических материалов), и, следовательно, графические материалы должны рассматриваться в сочетании с описанием фиг. 1.
На фиг. 1 показана система для производства углеводорода в соответствии с одной формой осуществления изобретения. Система фиг. 1 включает:
модуль 10 риформинга СО2, приспособленный к производству СО и/или Н2 в соответствии с процессом риформинга СО2, в целом определенным следующим уравнением:
модуль 6 короткоцикловой адсорбции (Р8Л), приспособленный к приему водорода из газообразного субстрата;
мембранный модуль (не показано), приспособленный к отделению одного или более газов от одного или более других газов, более предпочтительно к отделению Н2 и СО2 от газообразного субстрата, содержащего любой один или более из следующих газов: СО, Н2, СО2, Ν2 и СН4;
модуль 12 ферментативного гидролиза, приспособленный к приему биомассы из биореактора и к производству продукта биомассы, предпочтительно метана.
Модуль 6 Р8Л может быть приспособлен к приему субстрата из любого одного или более модулей или из биореактора 4. Модуль 6 Р8Л приспособлен к выделению водорода из субстрата. Субстрат после ферментации из биореактора 4 может содержать СО и/или Н2, и данный субстрат можно необязательно подвергать рециркуляции в биореактор для производства углеводородного продукта. Альтернативно углеводород, производимый биореактором, можно применять в качестве сырья для процесса риформинга СО2.
Система может необязательно включать модуль предварительного риформинга, приспособленный к приему углеводорода, который может быть произведен биореактором. Устройство предварительного риформинга способно расщеплять более тяжелые углеводороды в результате процесса предварительного
- 14 024474 риформинга с получением метана или других углеводородов, подходящих для процесса риформинга СО2.
На фиг. 2 изображен способ и система для объединения с системой риформинга СО2 в соответствии с одной формой осуществления изобретения. Со ссылкой на фиг. 2, субстрат, содержащий СО и/или Н2, пропускают в биореактор 4. Этот субстрат, содержащий СО и/или Н2, подвергают ферментации в биореакторе с получением этанола и/или 2,3-бутандиола (2,3 ΒΌΟ). Поток газа, выходящий из биореактора 4, пропускают через мембрану 8, где мембрана 8 сконструирована таким образом, чтобы отделять один или более газов от одного или более других газов. В характерном случае такие газы, как СН4 и Ν2, улавливаются мембраной 8 и продувают 14. Затем остаточный поток газа, содержащий СО и Н2, пропускают в модуль 6 Р8А, где по меньшей мере часть водорода выделяется из потока газа. Поток газа, выходящий из модуля 6 Р8А, пропускают в устройство 10 риформинга СО2, где поток газа преобразуется в субстрат, содержащий СО, который можно затем пропускать обратно в биореактор 4. В некоторых формах осуществления изобретения субстрат, содержащий СО и/или Н2, пропускаемый в биореактор, производится системой риформинга СО2.
Фиг. 3 представляет собой пример одной формы осуществления изобретения, где изобретение обеспечивает, что часть СН4, используемого для процесса риформинга СО2, получают в результате газификации сырья нефтеочистки. На фиг. 3 показана система для производства углеводородного продукта, включающая модуль риформинга СО2 и биореактор. Модуль риформинга СО2 включает модуль 16 газификации, модуль 18 заменителя природного газа (синтетического природного газа) и устройство риформинга СО2. Модуль 16 газификации сконструирован таким образом, чтобы производить синтез-газ в результате газификации сырья нефтеочистки, например угля или газа. Газификацию можно выполнять способами, известными в данной области техники. Модуль 16 газификации включает, по меньшей мере, устройство газификации. Модуль газификации может также включать дополнительные признаки, включая устройства теплообмена и устройства газоочистки. По меньшей мере часть синтез-газа, производимого модулем 16 газификации, пропускают в модуль 4 биореактора. Дополнительную часть синтез-газа, производимого модулем 16 газификации, пропускают в модуль 18 заменителя природного газа (синтетического природного газа, СПГ). Модуль 18 СПГ включает каталитический реактор заменителя природного газа (синтетического природного газа), сконструированный таким образом, чтобы преобразовывать синтез-газ, полученный из модуля 16 газификации, в СПГ, где СПГ включает в основном метан (СН4). Затем поток СПГ из модуля 18 СПГ пропускают в устройство 10 риформинга СО2, где его подвергают взаимодействию с СО2 с получением газообразного субстрата, содержащего СО и Н2, в соответствии со следующей стехиометрией:
Затем субстрат, содержащий СО и Н2, пропускают в модуль 20 разделения газов. Модуль 20 разделения газов может включать любые известные средства разделения газов. Иллюстративными средствами разделения газов являются средства короткоцикловой адсорбции. Как показано на фиг. 3, по меньшей мере часть водорода в потоке субстрата отделяют от потока и выделяют. Затем остаточный поток газа, обогащенный СО, пропускают в биореактор 4. В биореакторе 4, содержащем культуру одного или более микроорганизмов, субстрат, содержащий СО и/или Н2, подвергают ферментации с получением одного или более углеводородных продуктов. Углеводородные продукты в одной форме осуществления представляют собой этанол и 2,3-бутандиол. В некоторых формах осуществления остаточный газ, содержащий СО2 и Н2, выходящий из биореактора 4, пропускают непосредственно в устройство 10 риформинга СО2. В некоторых формах осуществления остаточный газ, выходящий из биореактора 4, сначала пропускают в модуль 20 разделения газов, где Н2 отделяют и выделяют, а остаточный поток газа, обогащенный СО2, пропускают в устройство 10 риформинга СО2.
В настоящем описании изобретение описано со ссылкой на некоторые предпочтительные формы осуществления, чтобы дать возможность читателю осуществлять изобретение на практике без лишнего экспериментирования. Тем не менее, обычный специалист в данной области техники легко поймет, что многие компоненты и параметры можно варьировать или модифицировать до определенной степени или заменять известными эквивалентами без отклонения от объема изобретения. Понятно, что такие модификации и эквиваленты включены в данную работу как представленные индивидуально. Изобретение также включает все стадии, признаки, композиции и соединения, относящиеся к настоящему описанию или указанные в нем, по отдельности или все вместе, а также все и каждые комбинации любых двух или более стадий или признаков.
Если в приведенном выше описании имеется ссылка на целые числа, имеющие их известные эквиваленты, эти целые числа включены в настоящее описание как представленные по отдельности.
Кроме того, заголовки, заглавие или тому подобное представлены, чтобы обеспечить читателю понимание данного документа, и их не следует считать ограничивающими объем данного изобретения. Полные описания всех заявок на патенты, патентов и публикаций, цитируемых выше и ниже, если они есть, включены в настоящее описание посредством ссылки.
- 15 024474
В данном описании ссылка на какой-либо предшествующий уровень техники не является подтверждением или какой-либо формой предположения, что предшествующий уровень техники составляет часть общих знаний в области науки в любой стране мира, и не должна истолковываться таким образом.
На протяжении всего данного описания и любого пункта нижеследующей формулы изобретения, если контекст не требует иного, слова включает, включающий и тому подобное следует истолковывать в смысле включительно, противоположном смыслу исключения, то есть в смысле включающий, но не ограниченный.
Claims (7)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ производства углеводородного продукта, включающего ацетат/уксусную кислоту, этанол, пропанол, бутанол, 2,3-бутандиол, бутират, пропионат, капроат, пропилен, бутадиен, изобутилен, этилен, бензин, реактивное топливо или дизельное топливо, включающий следующие стадии:ί) подача газообразного субстрата, содержащего СО и Н2, в биореактор, содержащий культуру одного или более микроорганизмов, причем субстрат содержит СО и Н2, полученные из процесса риформинга;ίί) ферментация культуры в биореакторе с получением одного или более углеводородных продуктов и выходящего потока газообразного субстрата, содержащего СО2, СН4, Ν2 и Н2;ίίί) пропускание выходящего потока газообразного субстрата через мембранный модуль, сконструированный таким образом, чтобы отделять один или более газов от одного или более других газов, причем Н2 и СО2 отделяют от выходящего потока газообразного субстрата и направляют в модуль короткоцикловой адсорбции;причем для отделения Н2 от потока газообразного субстрата, выходящего из биореактора или мембранного модуля, используют модуль короткоцикловой адсорбции;при этом поток газа, выходящий из модуля короткоцикловой адсорбции, направляют в устройство риформинга СО2.
- 2. Способ по п.1, при котором модуль риформинга СО2 дополнительно включает регенератор, приспособленный к регенерации катализатора путем сжигания углеродсодержащих отложений на катализаторе.
- 3. Способ по п.1, в котором один или более углеводородных продуктов представляет собой этанол и/или 2,3-бутандиол.
- 4. Способ по п.1, в котором часть потока газообразного субстрата, выходящего из мембранного модуля, содержащего любой из газов СО, СН4, Ν2, повторно направляют в процесс риформинга СО2.
- 5. Способ по п.1, в котором часть СН4, используемая для процесса риформинга СО2, является компонентом синтетического природного газа.
- 6. Способ по п.1, в котором часть СН4, используемая для процесса риформинга СО2, получена в результате газификации сырья нефтеочистки.
- 7. Способ по п.6, в котором:ί) процесс газификации включает реакцию сырья нефтеочистки с кислородом с получением синтезгаза;ίί) синтез-газ направляют в модуль заменителя природного газа, в котором синтез-газ преобразуют в синтетический природный газ;ίίί) синтетический природный газ используют для процесса риформинга СО2.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US40821610P | 2010-10-29 | 2010-10-29 | |
| PCT/US2011/058211 WO2012058508A2 (en) | 2010-10-29 | 2011-10-28 | Methods and systems for the production of hydrocarbon products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201390602A1 EA201390602A1 (ru) | 2013-11-29 |
| EA024474B1 true EA024474B1 (ru) | 2016-09-30 |
Family
ID=45994785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201390602A EA024474B1 (ru) | 2010-10-29 | 2011-10-28 | Способ производства углеводородных продуктов |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130203143A1 (ru) |
| EP (1) | EP2633059A4 (ru) |
| KR (1) | KR101440742B1 (ru) |
| CN (2) | CN103314110B (ru) |
| AU (1) | AU2011320544B2 (ru) |
| CA (1) | CA2789246C (ru) |
| EA (1) | EA024474B1 (ru) |
| MY (1) | MY161621A (ru) |
| TW (1) | TWI534266B (ru) |
| WO (1) | WO2012058508A2 (ru) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6622194B2 (ja) * | 2013-07-04 | 2019-12-18 | ランザテク・ニュージーランド・リミテッド | 連続ガス発酵のための多段リアクタシステム及びプロセス |
| CN103711483B (zh) * | 2014-01-13 | 2017-01-11 | 北京源海威科技有限公司 | 页岩生烃、吸附及解吸模拟系统和模拟方法 |
| EP2902477A1 (de) * | 2014-01-29 | 2015-08-05 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Erzeugung von C2-C5 Kohlenwasserstoffen mittels Bakterienfermentation |
| US9701987B2 (en) | 2014-05-21 | 2017-07-11 | Lanzatech New Zealand Limited | Fermentation process for the production and control of pyruvate-derived products |
| US9617566B2 (en) | 2014-07-11 | 2017-04-11 | Lanzatech New Zealand Limited | Control of bioreactor processes |
| CN107001177A (zh) * | 2015-01-13 | 2017-08-01 | 积水化学工业株式会社 | 丁二烯制造系统及丁二烯的制造方法 |
| US10189754B2 (en) | 2015-01-13 | 2019-01-29 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Butadiene production system and butadiene production method |
| FR3032707B1 (fr) | 2015-02-18 | 2017-03-10 | Ifp Energies Now | Procede d'esterification d'un diol mettant en œuvre une distillation reactive |
| EP3411491B1 (en) * | 2016-02-04 | 2020-09-09 | Lanzatech New Zealand Limited | Product management in biological conversion processes |
| US20200095506A1 (en) * | 2016-03-22 | 2020-03-26 | Shell Oil Company | A process for preparing a paraffin product |
| US20180368343A1 (en) * | 2017-06-22 | 2018-12-27 | Greg O'Rourke | Sustainable Growing System and Method |
| CA3097019A1 (en) | 2018-04-20 | 2019-10-24 | Lanzatech, Inc. | Intermittent electrolysis streams |
| JP7280951B2 (ja) | 2018-11-19 | 2023-05-24 | ランザテク，インコーポレイテッド | 発酵とガス化との統合 |
| BR112021015449A2 (pt) | 2019-02-08 | 2021-10-05 | Lanzatech, Inc. | Métodos para recuperar produto a partir de um caldo de fermentação e para recuperar produto a partir de uma corrente enriquecida com produto |
| WO2021006995A1 (en) | 2019-07-11 | 2021-01-14 | Lanzatech, Inc. | Methods for optimizing gas utilization |
| EP4356896A1 (en) | 2022-10-18 | 2024-04-24 | Unilever IP Holdings B.V. | Composition comprising surfactant prepared with carbon from carbon capture |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080220489A1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-11 | Novus Engergy, Llc | Efficient use of biogas carbon dioxide in liquid fuel synthesis |
| WO2009064200A2 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Lanzatech New Zealand Limited | Novel bacteria and methods of use thereof |
| WO2009113878A1 (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Lanzatech New Zealand Limited | Microbial alcohol production process |
| WO2009151342A1 (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Lanzatech New Zealand Limited | Production of butanediol by anaerobic microbial fermentation |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4533211A (en) | 1983-01-31 | 1985-08-06 | International Business Machines Corporation | Frequency multiplexed optical spatial filter based upon photochemical hole burning |
| US5173429A (en) | 1990-11-09 | 1992-12-22 | The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Clostridiumm ljungdahlii, an anaerobic ethanol and acetate producing microorganism |
| US5593886A (en) | 1992-10-30 | 1997-01-14 | Gaddy; James L. | Clostridium stain which produces acetic acid from waste gases |
| US6136577A (en) | 1992-10-30 | 2000-10-24 | Bioengineering Resources, Inc. | Biological production of ethanol from waste gases with Clostridium ljungdahlii |
| US5821111A (en) | 1994-03-31 | 1998-10-13 | Bioengineering Resources, Inc. | Bioconversion of waste biomass to useful products |
| US5807722A (en) | 1992-10-30 | 1998-09-15 | Bioengineering Resources, Inc. | Biological production of acetic acid from waste gases with Clostridium ljungdahlii |
| DE69638265D1 (de) | 1996-07-01 | 2010-11-11 | Emmaus Foundation Inc | BIOLOGISCHE HESTELLUNG VON ESSIGSäURE AUS ABGASEN |
| UA72220C2 (ru) | 1998-09-08 | 2005-02-15 | Байоенджініерінг Рісорсиз, Інк. | Translated By PlajНЕСМЕШИВАЕМАЯ С ВОДОЙ СМЕСЬ РАСТВОРИТЕЛЬ/СОРАСТВОРИТЕЛЬ ДЛЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ АНАЭРОБНОГО МИКРОБНОГО БРОЖЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ (ВАРИАНТЫ), МОДИФИЦИРОВАННЫЙ РАСТВОРИТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ |
| WO2000068407A1 (en) | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Bioengineering Resources, Inc. | Clostridium strains which produce ethanol from substrate-containing gases |
| BR0112251B1 (pt) | 2000-07-25 | 2013-04-09 | mÉtodos contÍnuos para produÇço de etanol a partir da fermentaÇço bacteriana anaeràbica de um substrato gasoso. | |
| US6797253B2 (en) * | 2001-11-26 | 2004-09-28 | General Electric Co. | Conversion of static sour natural gas to fuels and chemicals |
| CN101027402A (zh) * | 2004-05-26 | 2007-08-29 | 诺沃斯能量有限责任公司 | 从生物废物中生产乙醇 |
| US7588399B2 (en) | 2005-09-16 | 2009-09-15 | Black & Decker Inc. | PTO selector mechanism for parallel axis transmission |
| NZ546496A (en) | 2006-04-07 | 2008-09-26 | Lanzatech New Zealand Ltd | Gas treatment process |
| US7704723B2 (en) | 2006-08-31 | 2010-04-27 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Isolation and characterization of novel clostridial species |
| US7998246B2 (en) * | 2006-12-18 | 2011-08-16 | Uop Llc | Gas separations using high performance mixed matrix membranes |
| NZ553984A (en) | 2007-03-19 | 2009-07-31 | Lanzatech New Zealand Ltd | Alcohol production process |
| EP2017346A1 (en) * | 2007-07-19 | 2009-01-21 | Ineos Europe Limited | Process for the production of alcohols |
| WO2009022925A1 (en) | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Lanzatech New Zealand Limited | Processes of producing alcohols |
| NZ560757A (en) * | 2007-10-28 | 2010-07-30 | Lanzatech New Zealand Ltd | Improved carbon capture in microbial fermentation of industrial gases to ethanol |
| WO2010078035A2 (en) * | 2008-12-17 | 2010-07-08 | Synch Energy Corporation | Process and system for converting biogas to liquid fuels |
-
2011
- 2011-10-28 AU AU2011320544A patent/AU2011320544B2/en active Active
- 2011-10-28 MY MYPI2013700686A patent/MY161621A/en unknown
- 2011-10-28 KR KR1020137013832A patent/KR101440742B1/ko active IP Right Grant
- 2011-10-28 EP EP11837137.6A patent/EP2633059A4/en active Pending
- 2011-10-28 CA CA2789246A patent/CA2789246C/en active Active
- 2011-10-28 CN CN201180063776.2A patent/CN103314110B/zh active Active
- 2011-10-28 TW TW100139475A patent/TWI534266B/zh active
- 2011-10-28 WO PCT/US2011/058211 patent/WO2012058508A2/en active Application Filing
- 2011-10-28 CN CN201710403417.6A patent/CN107099557B/zh active Active
- 2011-10-28 EA EA201390602A patent/EA024474B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-10-28 US US13/879,605 patent/US20130203143A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080220489A1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-11 | Novus Engergy, Llc | Efficient use of biogas carbon dioxide in liquid fuel synthesis |
| WO2009064200A2 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-22 | Lanzatech New Zealand Limited | Novel bacteria and methods of use thereof |
| WO2009113878A1 (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Lanzatech New Zealand Limited | Microbial alcohol production process |
| WO2009151342A1 (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Lanzatech New Zealand Limited | Production of butanediol by anaerobic microbial fermentation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103314110B (zh) | 2017-06-23 |
| WO2012058508A3 (en) | 2012-07-05 |
| CN107099557B (zh) | 2020-12-25 |
| WO2012058508A2 (en) | 2012-05-03 |
| KR101440742B1 (ko) | 2014-09-17 |
| AU2011320544B2 (en) | 2014-05-01 |
| TW201231668A (en) | 2012-08-01 |
| KR20130099164A (ko) | 2013-09-05 |
| TWI534266B (zh) | 2016-05-21 |
| CA2789246C (en) | 2014-06-17 |
| MY161621A (en) | 2017-04-28 |
| EP2633059A4 (en) | 2016-10-19 |
| CN107099557A (zh) | 2017-08-29 |
| CA2789246A1 (en) | 2012-05-03 |
| CN103314110A (zh) | 2013-09-18 |
| EA201390602A1 (ru) | 2013-11-29 |
| US20130203143A1 (en) | 2013-08-08 |
| EP2633059A2 (en) | 2013-09-04 |
| AU2011320544A1 (en) | 2013-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA024474B1 (ru) | Способ производства углеводородных продуктов | |
| CN108603204B (zh) | 生物转化工艺中的产物管理 | |
| CN107075531B (zh) | 改进的发酵中碳捕捉 | |
| CA2862554C (en) | Improved carbon capture in fermentation | |
| EA025587B1 (ru) | Способ и система для производства углеводородных продуктов | |
| WO2017136478A1 (en) | Integrated fermentation and electrolysis process | |
| EA024224B1 (ru) | Способ и система для производства спиртов и/или кислот | |
| CA3213229A1 (en) | Process for improving carbon conversion efficiency | |
| US20220325227A1 (en) | Integrated fermentation and electrolysis process for improving carbon capture efficiency | |
| EA026402B1 (ru) | Способ производства спирта | |
| US20220325216A1 (en) | Intermittent feedstock to gas fermentation | |
| EA046101B1 (ru) | Интегрированный процесс ферментации и электролиза |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KG MD TJ TM |