FR3126992A1 - Ethanol production by oxy-fuel combustion, reverse water gas conversion, and fermentation. - Google Patents
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Abstract
Dispositif et procédé de conversion d’une charge comprenant des composés hydrocarbonés riches en oxygène, dans lesquels : une unité d’oxycombustion (10) traite une charge hydrocarbonée (1) présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, et produit un effluent d’oxycombustion (2) comprenant au moins du CO, du CO2 et du H2O ; une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS (20) traite l’effluent d’oxycombustion et produit un gaz de RWGS (4) enrichi en CO et en eau ; une section réactionnelle de fermentation (30) traite le gaz de RWGS et produit un effluent de fermentation (6) enrichi en éthanol ; et une section d’électrolyse de l’eau (40) traite de l’eau provenant de section réactionnelle de fermentation pour produire de l’oxygène envoyé vers l’unité d’oxycombustion et produire de l’hydrogène envoyé vers la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS. Figure 1 à publierDevice and method for converting a feed comprising oxygen-rich hydrocarbon compounds, in which: an oxycombustion unit (10) treats a hydrocarbon feed (1) having an elemental oxygen content at least greater than 1% by weight, and produces an oxycombustion effluent (2) comprising at least CO, CO2 and H2O; an RWGS inverted water gas shift reaction section (20) processes the oxy-combustion effluent and produces an RWGS gas (4) enriched in CO and water; a fermentation reaction section (30) treats the RWGS gas and produces a fermentation effluent (6) enriched in ethanol; and a water electrolysis section (40) processes water from the fermentation reaction section to produce oxygen sent to the oxycombustion unit and to produce hydrogen sent to the fermentation reaction section. reverse gas to water conversion RWGS. Figure 1 to be published
Description
L’invention porte sur la production d'éthanol. Plus particulièrement, l’objet de l’invention est de pouvoir produire de l'éthanol par un procédé d’oxycombustion de composés hydrocarbonés riches en oxygène tels que de la biomasse.The invention relates to the production of ethanol. More particularly, the object of the invention is to be able to produce ethanol by a process of oxycombustion of hydrocarbon compounds rich in oxygen such as biomass.
Les procédés d’oxycombustion de composés hydrocarbonés riches en oxygène produisent un mélange de CO2, d’eau et de CO ainsi que de l’énergie qui peut être utilisée pour par exemple produire de l’électricité. Ce mélange de CO2, d’eau et de CO ne contient que peu voire pas d’azote car un gaz enrichi en oxygène voire de l’oxygène pur est utilisé pour la combustion.Oxycombustion processes of oxygen-rich hydrocarbon compounds produce a mixture of CO2, water and CO as well as energy that can be used to produce electricity, for example. This mixture of CO2, water and CO contains little or no nitrogen because an oxygen-enriched gas or even pure oxygen is used for combustion.
L'enjeu est alors de valoriser ce carbone, et en particulier ce carbone bio-sourcé sous forme CO2 et CO en composés à haute valeur ajoutée ce qui est l’objet de la présente invention.The challenge is then to valorize this carbon, and in particular this bio-sourced carbon in the form of CO2 and CO into compounds with high added value, which is the subject of the present invention.
L'oxycombustion est un processus courant dans les industries du verre, du ciment et de l'acier. C'est également une approche technologique prometteuse pour la capture du CO2 après combustion, ce dernier pouvant être facilement séparé de l'eau produite et ne contient pas d'azote. La différence principale avec la combustion classique en présence d'air est que le combustible est brûlé en présence d'oxygène pur. L'oxygène pur, O2, peut être produit par une unité de séparation d'air qui élimine le N2 atmosphérique du flux d'oxydant ou par électrolyse de l'eau. Un gaz de fumée avec une concentration élevée de CO2 et de vapeur d'eau est alors produit en sortie d'oxycombustion. La vapeur d'eau peut être éliminée par condensation et on obtient un flux de CO2 de pureté relativement élevée qui, après une nouvelle purification et déshydratation, peut être pompé vers un site de stockage géologique ou être utilisé en tant que réactif chimique pour être transformé en produits à haute valeur ajoutée. Les technologies d'oxycombustion sont bien connues de l'homme de l'art, on peut par exemple se référer à l’article suivant : Fuel, volume 215, 1 Mars 2018, pages 778-786 pour la technologie mise en œuvre en lit fluidisé.Oxycombustion is a common process in the glass, cement and steel industries. It is also a promising technological approach for the capture of CO2 after combustion, as the latter can be easily separated from the produced water and does not contain nitrogen. The main difference with conventional combustion in the presence of air is that the fuel is burned in the presence of pure oxygen. Pure oxygen, O2, can be produced by an air separation unit that removes atmospheric N2 from the oxidant stream or by electrolysis of water. A flue gas with a high concentration of CO2 and water vapor is then produced at the oxycombustion outlet. Water vapor can be removed by condensation and a relatively high purity CO2 stream is obtained which, after further purification and dehydration, can be pumped to a geological storage site or used as a chemical reagent for further processing into products with high added value. Oxycombustion technologies are well known to those skilled in the art, one can for example refer to the following article: Fuel, volume 215, March 1, 2018, pages 778-786 for the technology implemented in bed fluidized.
L'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (H2O) en dioxygène (noté O2 ou oxygène ci-après) et dihydrogène (noté H2 ou hydrogène ci-après) gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes — habituellement en métal inerte (dans la zone de potentiel et de pH considérée) comme le platine — immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. Plusieurs technologies d'électrolyse ont été développées, on peut par exemple se référer aux articles et revues suivants : Materials Science for Energy Technologies, volume 2, numéro 3, décembre 2019, pages 442-454 ; International Journal of Engineering and Advanced Technology, volume 4, numéro 3, février 2015, pages 80-93 ; Techniques de l'Ingénieur, réf. : j6366, 10 décembre 1992, « Hydrogène par électrolyse de l’eau » par Alain Damien ; Renewable and Sustainable Energy Reviews, volume 82, numéro 3, février 2018, pages 2440-2454.Water electrolysis is an electrolytic process that breaks down water (H2O) into dioxygen (denoted O2 or oxygen below) and dihydrogen (denoted H2 or hydrogen below) gas using an electric current. The electrolytic cell consists of two electrodes - usually an inert metal (in the considered potential and pH range) such as platinum - immersed in an electrolyte (here water itself) and connected to opposite poles of the source of direct current. Several electrolysis technologies have been developed, one can for example refer to the following articles and reviews: Materials Science for Energy Technologies, volume 2, number 3, December 2019, pages 442-454; International Journal of Engineering and Advanced Technology, Volume 4, Issue 3, February 2015, pages 80-93; Engineering techniques, ref. : j6366, December 10, 1992, “Hydrogen by electrolysis of water” by Alain Damien; Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 82, Issue 3, February 2018, pages 2440-2454.
Dans le contexte précédemment décrit, un premier objet de la présente description est de surmonter les problèmes de l’art antérieur et de valoriser le carbone, et en particulier le carbone bio-sourcé sous forme CO et CO2 en composés à haute valeur ajoutée, et en particulier en éthanol.In the context described above, a first object of the present description is to overcome the problems of the prior art and to valorize carbon, and in particular bio-sourced carbon in the form of CO and CO2, into compounds with high added value, and especially in ethanol.
Spécifiquement, la présente invention concerne un dispositif et un procédé de production d’éthanol permettant de valoriser par oxycombustion des composés hydrocarbonés riches en oxygène (e.g. présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, préférentiellement au moins 3% poids, très préférentiellement au moins 5% poids) tels que de la biomasse, par conversion (par exemple de la totalité) du CO et du CO2. En particulier, l’invention repose sur la disposition d’une ou plusieurs unités permettant de convertir en éthanol le CO et le CO2 produits d’une unité d’oxycombustion.Specifically, the present invention relates to a device and a process for the production of ethanol making it possible to recover by oxycombustion hydrocarbon compounds rich in oxygen (e.g. having an elemental oxygen content at least greater than 1% by weight, preferably at least 3% by weight, very preferably at least 5% by weight) such as biomass, by conversion (for example of all) of the CO and CO2. In particular, the invention is based on the arrangement of one or more units making it possible to convert the CO and CO2 produced by an oxycombustion unit into ethanol.
Spécifiquement, l’objet de la présente invention peut se résumer à ajouter une unité de conversion du gaz à l'eau inversée (ou RWGS ou « Reverse Water Gas Shift » selon la terminologie anglo-saxonne) pour convertir au moins partiellement le CO2 en CO et obtenir ainsi un gaz enrichi en CO, suivi d'une unité de fermentation du CO en éthanol. Avantageusement, le CO2 présent à la sortie de l'unité de fermentation peut être recyclé à l'entrée de l'unité de Reverse Water Gas Shift, permettant ainsi la conversion totale du CO2.Specifically, the object of the present invention can be summarized as adding a reverse water gas conversion unit (or RWGS or "Reverse Water Gas Shift" according to the English terminology) to at least partially convert the CO2 into CO and thus obtain a CO-enriched gas, followed by a CO to ethanol fermentation unit. Advantageously, the CO2 present at the outlet of the fermentation unit can be recycled at the inlet of the Reverse Water Gas Shift unit, thus allowing total conversion of CO2.
Préférablement, l'H2 nécessaire pour la conversion du CO2 est intégralement fourni par une unité d'électrolyse de l'eau produite par le procédé (en sortie de l’étape d’aromatisation du CO2). L'oxygène nécessaire à l'oxycombustion est également préférablement fourni par ladite unité d'électrolyse de l'eau produite par le procédé. Ainsi le procédé selon l'invention ne nécessite pas d'apport d'eau, d'hydrogène ou d'oxygène externe, ce qui est un avantage notable car cela permet de conserver le caractère biosourcé des composés aromatiques produits, sans nécessiter d’unités de production d’hydrogène, par exemple par vaporeformage de gaz naturel.Preferably, the H2 necessary for the conversion of CO2 is entirely supplied by a unit for electrolysis of the water produced by the process (at the output of the CO2 aromatization stage). The oxygen necessary for the oxycombustion is also preferably supplied by said unit for electrolysis of the water produced by the process. Thus the process according to the invention does not require the supply of water, hydrogen or external oxygen, which is a notable advantage because it makes it possible to preserve the biosourced character of the aromatic compounds produced, without requiring units hydrogen production, for example by steam reforming of natural gas.
Selon un premier aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un dispositif de conversion d’une charge comprenant des composés hydrocarbonés riches en oxygène, comprenant :
- une unité d’oxycombustion adaptée pour traiter une charge hydrocarbonée présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, et produire un effluent d’oxycombustion comprenant au moins du CO, du CO2 et du H2O ;
- une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS adaptée pour traiter l’effluent d’oxycombustion et produire un gaz de RWGS enrichi en CO et en eau ;
- une section réactionnelle de fermentation adaptée pour traiter le gaz de RWGS, et produire un effluent de fermentation enrichi en éthanol ; et
- une section d’électrolyse de l’eau adaptée pour traiter de l’eau provenant de section réactionnelle de fermentation pour produire de l’oxygène envoyé vers l’unité d’oxycombustion et produire de l’hydrogène envoyé vers la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS.According to a first aspect, the aforementioned objects, as well as other advantages, are obtained by a device for converting a feed comprising oxygen-rich hydrocarbon compounds, comprising:
- an oxycombustion unit suitable for treating a hydrocarbon charge having an elemental oxygen content at least greater than 1% by weight, and producing an oxycombustion effluent comprising at least CO, CO2 and H2O;
- an RWGS inverted water gas conversion reaction section suitable for treating the oxycombustion effluent and producing an RWGS gas enriched in CO and water;
- a fermentation reaction section suitable for treating the RWGS gas, and producing a fermentation effluent enriched in ethanol; And
- a water electrolysis section adapted to treat water coming from the fermentation reaction section to produce oxygen sent to the oxycombustion unit and to produce hydrogen sent to the conversion reaction section reverse water gas RWGS.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de fermentation est directement connectée à la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS. Un des avantages de l’invention est notamment de pouvoir envoyer, sans étape de séparation, l’effluent issu de la RWGS (par exemple en totalité) contenant un mélange comprenant du CO, CO2, H2O et H2 directement dans la section réactionnelle de fermentation pour produire de l’éthanol.According to one or more embodiments, the fermentation reaction section is directly connected to the inverted water gas conversion reaction section RWGS. One of the advantages of the invention is in particular to be able to send, without a separation step, the effluent from the RWGS (for example in full) containing a mixture comprising CO, CO2, H2O and H2 directly into the fermentation reaction section to produce ethanol.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins une partie de sous produits formés dans la section réactionnelle de fermentation est recyclée dans l’unité d’oxycombustion. Un autre avantage de l’invention est de pouvoir recycler à l’entrée de l’unité d’oxycombustion tous les sous produits non désirés formés dans la section réactionnelle de fermentation, ce qui présent l’avantage de ne produire que de l’éthanol.According to one or more embodiments, at least a part of by-products formed in the fermentation reaction section is recycled in the oxycombustion unit. Another advantage of the invention is to be able to recycle at the inlet of the oxycombustion unit all the unwanted by-products formed in the fermentation reaction section, which has the advantage of producing only ethanol .
Un autre avantage de l’invention est de ne pas nécessiter l’importation d’hydrogène, ce dernier étant produit par électrolyse de l’eau produite par le procédé.Another advantage of the invention is that it does not require the import of hydrogen, the latter being produced by electrolysis of the water produced by the process.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de fermentation est adaptée pour recycler du CO2 présent en sortie de fermentation à l'entrée de la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS.According to one or more embodiments, the fermentation reaction section is adapted to recycle CO2 present at the fermentation outlet at the inlet of the inverted water gas conversion reaction section RWGS.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une ligne d’appoint pour fournir un apport en H2O à l’entrée de la section d’électrolyse de l’eau.According to one or more embodiments, the device further comprises a make-up line to supply a supply of H2O to the inlet of the water electrolysis section.
Selon un deuxième aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un procédé de conversion d’une charge comprenant des composés hydrocarbonés riches en oxygène, comprenant les étapes suivantes :
- traiter une charge hydrocarbonée présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids dans une unité d’oxycombustion pour produire un effluent comprenant au moins du CO, du CO2 et du H2O ;
- traiter l’effluent d’oxycombustion dans une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS pour produire un gaz de RWGS enrichi en CO et en eau ;
- traiter le gaz de RWGS dans une section réactionnelle de fermentation pour produire un effluent de fermentation enrichi en éthanol ; et
- procéder à l’électrolyse d’eau provenant de la section réactionnelle de fermentation dans une section d’électrolyse de l’eau, pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène ; et
- envoyer l’oxygène vers l’unité d’oxycombustion et l’hydrogène vers la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS.According to a second aspect, the aforementioned objects, as well as other advantages, are obtained by a process for converting a feed comprising oxygen-rich hydrocarbon compounds, comprising the following steps:
- treating a hydrocarbon charge having an elemental oxygen content at least greater than 1% by weight in an oxycombustion unit to produce an effluent comprising at least CO, CO2 and H2O;
- treating the oxycombustion effluent in an RWGS inverted water gas conversion reaction section to produce an RWGS gas enriched in CO and water;
- treating the RWGS gas in a fermentation reaction section to produce a fermentation effluent enriched in ethanol; And
- carry out the electrolysis of water coming from the fermentation reaction section in a water electrolysis section, to produce oxygen and hydrogen; And
- send the oxygen to the oxycombustion unit and the hydrogen to the inverted water gas conversion reaction section RWGS.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend d’envoyer le gaz de RWGS directement dans la section réactionnelle de fermentation.According to one or more embodiments, the method includes passing the RWGS gas directly to the fermentation reaction section.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend de recycler à l’entrée de l’unité d’oxycombustion au moins une partie de sous produits formés dans la section réactionnelle de fermentation.According to one or more embodiments, the method comprises recycling at the inlet of the oxycombustion unit at least part of the by-products formed in the fermentation reaction section.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend de recycler du CO2 présent en sortie dans la section réactionnelle de fermentation à l'entrée de la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS.According to one or more embodiments, the method comprises recycling CO2 present at the outlet in the fermentation reaction section at the inlet of the inverted water gas conversion reaction section RWGS.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’oxycombustion comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes :
- un réacteur opérant en lit fluidisé ;
- température comprise entre 500°C et 1000°C ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 3 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 1 MPa :
- injection d’un gaz comprenant au moins 80% poids d’oxygène.According to one or more embodiments, the oxycombustion unit comprises at least one reactor used in at least one of the following operating conditions:
- a reactor operating in a fluidized bed;
- temperature between 500°C and 1000°C;
- pressure between 0.1 MPa and 3 MPa, preferably between 0.1 MPa and 1 MPa:
- injection of a gas comprising at least 80% by weight of oxygen.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes :
- température comprise entre 400°C et 1000°C, préférentiellement comprise entre 500°C et 1000°C, et plus préférentiellement encore comprise entre 650°C et 900°C ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 10 MPa, préférentiellement comprise entre 0,1 MPa et 5 MPa, et plus préférentiellement comprise entre 0,1 MPa et 2,5 MPa ;
- vitesse spatiale du gaz à l'entrée du réacteur comprise entre 5000 mL/gcata/h et 20000 mL/gcata/h ;
- catalyseur comprenant au moins un élément choisi dans le groupe consistant en Ni, Cu, Fe, Co, Pt, Pd, Ru, Ag et Au.According to one or more embodiments, the inverted water gas conversion reaction section RWGS comprises at least one reactor used under at least one of the following operating conditions:
- temperature between 400°C and 1000°C, preferably between 500°C and 1000°C, and even more preferably between 650°C and 900°C;
- pressure between 0.1 MPa and 10 MPa, preferably between 0.1 MPa and 5 MPa, and more preferably between 0.1 MPa and 2.5 MPa;
- gas space velocity at the reactor inlet of between 5,000 mL/g cat /h and 20,000 mL/g cat /h;
- catalyst comprising at least one element selected from the group consisting of Ni, Cu, Fe, Co, Pt, Pd, Ru, Ag and Au.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle de fermentation comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes :
- présence d’un microorganisme capable de métaboliser le CO et/ou le couple CO2/H2 pour produire de l’éthanol ;
- pH compris entre 3 et 9 ;
- température de croissance comprise entre 20°C et 80°C ;
- potentiel redox supérieur à -450 mV ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 0,4 MPa.According to one or more embodiments, the fermentation reaction section comprises at least one reactor used under at least one of the following operating conditions:
- presence of a microorganism capable of metabolizing CO and/or the CO2/H2 pair to produce ethanol;
- pH between 3 and 9;
- growth temperature between 20°C and 80°C;
- redox potential greater than -450 mV;
- pressure between 0.1 MPa and 0.4 MPa.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section d’électrolyse de l’eau comprend au moins un réacteur utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes :
- température comprise entre 60°C et 90°C ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 0,1 Mpa et 4 MPa ;
- électrolyte comprenant du KOH ;
- électrodes comprenant un alliage métallique ;
- diaphragme comprenant de l’amiante du polytétrafluoroéthylène et/ou de l’oxyde de nickel.According to one or more embodiments, the water electrolysis section comprises at least one reactor used in at least one of the following operating conditions:
- temperature between 60°C and 90°C;
- pressure between 0.1 MPa and 20 MPa, preferably between 0.1 MPa and 4 MPa;
- electrolyte comprising KOH;
- electrodes comprising a metal alloy;
- Diaphragm comprising asbestos, polytetrafluoroethylene and/or nickel oxide.
D’autres technologies d’électrolyseur peuvent être utilisées pour la section d’électrolyse de l’eau, telles que l’électrolyse à membrane échangeuse de proton (PEM), l’électrolyse à membrane échangeuse d’anions (AEM) ou l’électrolyse à oxyde solide (SOE). Les conditions opératoires (température, pression, nature de l’électrolyte, des électrodes et du diaphragme/membrane) sont alors propres à chaque technologie.Other electrolyzer technologies can be used for the water electrolysis section, such as proton exchange membrane (PEM) electrolysis, anion exchange membrane (AEM) electrolysis or solid oxide electrolysis (SOE). The operating conditions (temperature, pressure, type of electrolyte, electrodes and diaphragm/membrane) are then specific to each technology.
Des modes de réalisation selon le premier aspect et le deuxième aspect ainsi que d’autres caractéristiques et avantages des dispositifs et procédés selon les aspects précités vont apparaître à la lecture de la description qui suit, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence au dessin suivant.Embodiments according to the first aspect and the second aspect as well as other characteristics and advantages of the devices and methods according to the aforementioned aspects will become apparent on reading the description which follows, given for illustrative and non-limiting purposes only, and in reference to the following drawing.
Liste des figuresList of Figures
La
Claims (13)
- une unité d’oxycombustion (10) adaptée pour traiter une charge hydrocarbonée (1) présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids, et produire un effluent d’oxycombustion (2) comprenant au moins du CO, du CO2 et du H2O ;
- une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS (20) adaptée pour traiter l’effluent d’oxycombustion (2) et produire un gaz de RWGS (4) enrichi en CO et en eau ;
- une section réactionnelle de fermentation (30) adaptée pour traiter le gaz de RWGS (4), et produire un effluent de fermentation (6) enrichi en éthanol ; et
- une section d’électrolyse de l’eau (40) adaptée pour traiter de l’eau provenant de section réactionnelle de fermentation (30) pour produire de l’oxygène envoyé vers l’unité d’oxycombustion (10) et produire de l’hydrogène envoyé vers la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS (20).
- an oxycombustion unit (10) suitable for treating a hydrocarbon charge (1) having an elemental oxygen content at least greater than 1% by weight, and producing an oxycombustion effluent (2) comprising at least CO, CO2 and H2O;
- an RWGS inverted water gas conversion reaction section (20) adapted to treat the oxycombustion effluent (2) and produce an RWGS gas (4) enriched in CO and water;
- a fermentation reaction section (30) adapted to treat the gas from RWGS (4), and produce a fermentation effluent (6) enriched in ethanol; And
- a water electrolysis section (40) adapted to treat water from the fermentation reaction section (30) to produce oxygen sent to the oxycombustion unit (10) and produce hydrogen sent to the inverted water gas conversion reaction section RWGS (20).
- traiter une charge hydrocarbonée (1) présentant une teneur en oxygène élémentaire au moins supérieure à 1% poids dans une unité d’oxycombustion (10) pour produire un effluent d’oxycombustion (2) comprenant au moins du CO, du CO2 et du H2O ;
- traiter l’effluent d’oxycombustion (2) dans une section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS (20) pour produire un gaz de RWGS (4) enrichi en CO et en eau ;
- traiter le gaz de RWGS (4) dans une section réactionnelle de fermentation (30) pour produire un effluent de fermentation (6) enrichi en éthanol ;
- procéder à l’électrolyse d’eau provenant de la section réactionnelle de fermentation (30) dans une section d’électrolyse de l’eau (40), pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène ; et
- envoyer l’oxygène vers l’unité d’oxycombustion (10) et l’hydrogène vers la section réactionnelle de conversion du gaz à l'eau inversée RWGS (20).
- treating a hydrocarbon charge (1) having an elemental oxygen content at least greater than 1% by weight in an oxycombustion unit (10) to produce an oxycombustion effluent (2) comprising at least CO, CO2 and H2O ;
- processing the oxycombustion effluent (2) in an RWGS inverted water gas conversion reaction section (20) to produce an RWGS gas (4) enriched in CO and water;
- treating the RWGS gas (4) in a fermentation reaction section (30) to produce a fermentation effluent (6) enriched in ethanol;
- electrolyzing water from the fermentation reaction section (30) in a water electrolysis section (40) to produce oxygen and hydrogen; And
- supplying the oxygen to the oxycombustion unit (10) and the hydrogen to the inverted water gas conversion reaction section RWGS (20).
- un réacteur opérant en lit fluidisé ;
- température comprise entre 500°C et 1000°C ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 3 MPa ;
- injection d’un gaz comprenant au moins 80% poids d’oxygène,
- a reactor operating in a fluidized bed;
- temperature between 500°C and 1000°C;
- pressure between 0.1 MPa and 3 MPa;
- injection of a gas comprising at least 80% by weight of oxygen,
- température comprise entre 400°C et 1000°C ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 10 MPa ;
- vitesse spatiale du gaz à l'entrée du réacteur comprise entre 5000 mL/gcata/h et 20000 mL/gcata/h ;
- catalyseur comprenant au moins un élément choisi dans le groupe consistant en Ni, Cu, Fe, Co, Pt, Pd, Ru, Ag et Au.
- temperature between 400°C and 1000°C;
- pressure between 0.1 MPa and 10 MPa;
- space velocity of the gas at the reactor inlet of between 5000 mL/g cat /h and 20000 mL/g cat /h;
- catalyst comprising at least one element selected from the group consisting of Ni, Cu, Fe, Co, Pt, Pd, Ru, Ag and Au.
- présence d’un microorganisme capable de métaboliser le CO et/ou le couple CO2/H2 pour produire de l’éthanol ;
- pH compris entre 3 et 9 ;
- température de croissance comprise entre 20°C et 80°C ;
- potentiel redox supérieur à -450 mV ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 0,4 MPa.
- presence of a microorganism capable of metabolizing CO and/or the CO2/H2 pair to produce ethanol;
- pH between 3 and 9;
- growth temperature between 20°C and 80°C;
- redox potential greater than -450 mV;
- pressure between 0.1 MPa and 0.4 MPa.
- température comprise entre 60°C et 90°C ;
- pression comprise entre 0,1 MPa et 20 MPa, de préférence entre 0,1 Mpa et 4 MPa ;
- électrolyte comprenant du KOH,
- électrodes comprenant un alliage métallique ;
- diaphragme comprenant de l’amiante du polytétrafluoroéthylène et/ou de l’oxyde de nickel.
- temperature between 60°C and 90°C;
- pressure between 0.1 MPa and 20 MPa, preferably between 0.1 MPa and 4 MPa;
- electrolyte comprising KOH,
- electrodes comprising a metal alloy;
- diaphragm comprising asbestos, polytetrafluoroethylene and/or nickel oxide.
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