MX2012000608A - Recuperacion de butanol a partir de una mezcla de butanol, agua y un extractante organico. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un proceso para recuperar butanol a partir de una mezcla que comprende un extractante orgánico inmiscible en agua, agua, butanol y, opcionalmente, un gas no condensable. El butanol se selecciona de 1-butanol, isobutanol, y mezclas de estos. Una corriente de tope de una primera columna de destilación se decanta en dos fases líquidas. La fase húmeda de butanol se devuelve a la primera columna de destilación como reflujo. Una corriente de fondos de la primera columna de destilación se refina en una segunda columna de destilación para obtener una segunda corriente de tope que comprende butanol y una segunda corriente de fondos que comprende el extractante. El extractante comprende por lo menos un disolvente seleccionado del grupo que consiste en ácidos grasos de C7 a C22, ácidos grasos de C7 a C22, ésteres de ácidos grasos de C7 a C22, aldehídos grasos de C7 a C22, y mezclas de estos.

Description

RECUPERACION DE BUTANOL A PARTIR DE UNA MEZCLA DE BUTANOL, AGUA Y UN EXTRACTANTE ORGANICO CAMPO DE LA INVENCIÓN Se proporcionan procesos para recuperar butanol a partir de una fase orgánica que contiene butanol obtenida a partir de un proceso extractivo de fermentación. Específicamente, se proporcionan procesos para separar butanol de una mezcla que comprende butanol, agua, un extractante orgánico inmiscible en agua y, opcionalmente , un gas no condensable.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El butanol es una sustancia química industrial importante que tiene una variedad de aplicaciones, tales como el uso como aditivo para combustibles, como un componente de mezcla para el combustible diesel, como sustancia química usada como materia prima en la industria de plásticos y como agente extractante de grado alimenticio en la industria de alimentos y saborizantes . Cada año, 4.54 a 5.44 billones de kilogramos (10 a 12 billones de libras) de butanol se producen por medios petroquímicos . A medida que la demanda proyectada de butanol aumenta, el interés de producir butanol a partir de recursos renovables tales como maíz, caña de azúcar o alimentos celulósicos por fermentación se encuentra en crecimiento.

En un proceso fermentativo para producir butanol, la REF. :226409 extracción del producto in situ reduce ventajosamente la inhibición de butanol del microorganismo y mejora los índices de fermentación al controlar las concentraciones de butanol en el caldo de fermentación. Las tecnologías para la extracción del producto in situ incluyen estabilización, adsorción, pervaporación, extracción de disolvente por membrana, y extracción líquido-líquido . En la extracción líquido-líquido, se contacta un extractante con el caldo de fermentación para dividir el butanol entre el caldo de fermentación y la fase extractante. El butanol y el extractante se recuperan mediante un proceso de separación, por ejemplo, mediante destilación. En el proceso de recuperación, el butanol puede separarse, además, de cualquier agua, gas no condensable,. y/o subproductos de fermentación que pueden haber sido extraídos del caldo de fermentación por el uso del extractante.

Se buscan procesos para recuperar butanol a partir de la fase extractante que contiene butanol obtenida por la extracción del producto in situ de un caldo de fermentación. Se desea encontrar procesos económicos para recuperar butanol sustancialmente libre de agua y del extractante. Además, se desea encontrar procesos de separación de eficiencia energética y que proporcionen producto de butanol de alta pureza que tiene poco color. Además, buscan procesos de recuperación de butanol que puedan realizarse por periodos extensos sin que el equipo se descomponga o detenga.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención presenta un proceso para separar un butanol seleccionado del grupo que consiste en 1-butanol, isobutanol, y mezclas de estos, a partir de una alimentación que comprende un extractante orgánico inmiscible en agua, agua, el butanol y, opcionalmente , un gas no condensable.

En un aspecto, la presente invención es un proceso que comprende las etapas de: a) introducir una alimentación que comprende: (i) un extractante orgánico inmiscible en agua, (ii) agua, (iii) por lo menos un isómero de butanol, y (iv) opcionalmente, un gas no condensable en una primera columna de destilación, caracterizado porque la primera columna de destilación comprende una sección de estabilización y, opcionalmente, una sección de rectificación en un punto de introducción por encima de la sección de estabilización; la primera columna de destilación tiene una temperatura de operación, T1# y una presión de operación Pi en un punto predeterminado en la sección de estabilización, caracterizado porque Ti y Pi se*5 seleccionan para producir una primera corriente de fondos y una primera corriente de tope volátil; la primera corriente de fondos que comprende el extractante orgánico inmiscible en agua y butanol y que está sustancialmente libre de agua, y la primera corriente de tope volátil que comprende agua, butanol, y el gas opcional no condensable; b) condensar la primera corriente de tope volátil para producir una fase gaseosa y recuperar un primer condensado mezclado; el primer condensado mezclado comprende (i) una fase de butanol que comprende butanol, menos de aproximadamente 30 por ciento en peso de agua; y (ii) una fase acuosa que comprende agua y menos de aproximadamente 10 por ciento en peso de butanol; c) introducir por lo menos una porción de la fase acuosa a la primera columna de destilación; d) introducir una primera porción de la fase de butanol en una segunda columna de destilación que tiene por lo menos una sección de estabilización; y e) introducir una primera porción de la primera corriente de fondos en una segunda columna de destilación que tiene por lo menos una sección de estabilización y, opcionalmente , una sección de rectificación, y operar la segunda columna de destilación para producir una segunda corriente de fondos que comprende el extractante que está sustancialmente libre de butanol, y una segunda corriente de tope volátil que comprende butanol; en donde el extractante disuelve, preferentemente, butanol sobre agua y es separable de butanol por destilación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 ilustra una modalidad de un sistema útil para practicar el proceso de la invención.

La Figura 2 ilustra un diagrama esquemático de proceso que se usa para modelar el proceso de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los solicitantes incorporan, específicamente, todo el contenido de todas las referencias citadas en esta descripción. Adicionalmente, cuando una cantidad, concentración, u otro valor o parámetro se da ya sea como un intervalo, el intervalo preferido o una lista de valores preferibles superiores y valores preferibles inferiores, se entenderá que se describen, específicamente, todos los intervalos formados de cualquier par de cualquier límite de intervalo superior o valor preferido y cualquier límite de intervalo inferior o valor preferido, sin considerar si los intervalos se describen separadamente. En los casos en que en la presente invención se menciona un intervalo de valores numéricos, a menos que se establezca de cualquier otra forma, el intervalo pretende incluir los límites de este y todos los números enteros y fracciones comprendidos dentro del intervalo. No está previsto que el alcance de la invención esté limitado a los valores específicos mencionados al definir un intervalo.

Definiciones Las siguientes definiciones se usan en esta descripción: Como se usa en la presente descripción, "butanol" se refiere con especificidad a los isómeros de butanol 1-butanol (1-BuOH) y/o isobutanol (iBuOH o I-BUOH) , ya sea individualmente o como mezclas de estos. El 2 -butanol y terc-butanol (1,1-dimetil etanol) están específicamente excluidos de uso presente del término.

Como se usa en la presente descripción, "extracción del producto in situ" significa la extracción selectiva de un producto de fermentación específico de un proceso biológico tal como fermentación para controlar la concentración del producto en el proceso biológico.

Como se usa en la presente descripción, "caldo de fermentación" significa la mezcla de agua, azúcares, sólidos disueltos, sólidos suspendidos, microorganismos que producen butanol, producto butanol y todos los otros constituyentes del material contenido en el recipiente de fermentación en el que se elabora el producto butanol por la reacción de azúcares a butanol, agua y dióxido de carbono (C02) por los microorganismos presentes. El caldo de fermentación es la fase acuosa en la extracción fermentativa bifásica. De vez en cuando, como se usa en la presente descripción, el término "medio de fermentación" puede usarse como sinónimo de "caldo de fermentación" .

Como se usa en la presente descripción, "recipiente de fermentación" significa el recipiente en el que se realiza la reacción de fermentación mediante la cual el producto butanol se elabora de azúcares. EÍ término "termentador" puede usarse en la presente descripción como sinónimo de "recipiente de fermentación" .

Como se usa en la presente descripción el término "título efectivo" se refiere a la cantidad total de butanol producida por fermentación por cada litro del medio de fermentación. La cantidad total de butanol incluye: (i) la cantidad de butanol en el medio de fermentación; '(ii) la cantidad de butanol recuperada del agente extractante orgánico; (iii) y la cantidad de butanol recuperada de la fase gaseosa si se usó desorción con gas.

Como se usa en la presente descripción, el término "título de la fase acuosa" se refiere a la concentración de butanol en el caldo de fermentación.

Como se usa en la presente descripción, "estabilización" significa la acción de transferir todo o parte de un componente volátil de una corriente líquida a una corriente gaseosa.

Como se usa en la presente descripción, "sección de estabilización" significa esa parte del dispositivo que hace contacto en la que tiene lugar la operación de estabilización.

Como se usa en la presente descripción, "rectificar" significa la acción de transferir todo o parte de componente condensable de una corriente gaseosa a una corriente líquida para separar y purificar los componentes con punto de ebullición bajo de los componentes con punto de ebullición más alto.

Como se usa en la presente descripción, "sección de rectificación" significa la sección de la columna de destilación por encima del punto de alimentación, es decir, las bandejas o el material de empaquetado ubicado encima del punto en la columna en donde ingresa la corriente de alimentación, en donde tiene lugar la operación de rectificación.

Como se usa en la presente descripción, el término "separación" es sinónimo de "recuperación" y se refiere a extraer un compuesto químico de una mezcla inicial para obtener el compuesto en mayor pureza o en una mayor concentración que la pureza o concentración del compuesto en la mezcla inicial.

El término "inmiscible en agua" se refiere a un componente químico, tal como un extractante o disolvente, que no es capaz de mezclarse con una solución acuosa, tal como un caldo de fermentación, de forma tal como para formar una fase líquida.

Como se usa en la presente descripción, el término "extractante" se refiere a uno o más disolventes orgánicos que se usan para extraer butanol de un caldo de fermentación.

Como se usa en la presente descripción, el término "fase orgánica" se refiere a la fase no acuosa de una mezcla bifásica obtenida por contactar un caldo de fermentación con un extractante orgánico inmiscible en agua.

Como se usa en la presente descripción, el término "ácido graso" se refiere a un ácido carboxílico que tiene una cadena alifática larga de C7 a C22 átomos de carbono, que es saturada o insaturada.

Como se usa en la presente descripción, el término "alcohol graso" se refiere a un alcohol que tiene una cadena alifática larga de C7 a C22 átomos de carbono, que es saturada o insaturada.

Como se usa en la presente descripción, el término "aldehido graso" se refiere a un aldehido que tiene una cadena alifática larga de C7 a C22 átomos de carbono, que es saturada o insaturada.

Gas no condensable significa un gas que no se condensa a una temperatura de operación del proceso descrito en la presente descripción.

Las corrientes de extractantes que contienen butanol útiles como alimentación en los procesos de la invención incluyen cualquier fase orgánica obtenida a partir de una fermentación extractiva, en donde butanol se produce como un producto de fermentación. Las corrientes típicas de extractantes que contienen butanol incluyen las producidas en procesos de fermentación "de triturado en seco" o "molienda en húmedo" en donde se practica la extracción del producto in situ por medio de la extracción líquido-líquido del caldo de fermentación con un extractante orgánico. Después de la extracción, la corriente de extractante comprende, típicamente, butanol , agua y el extractante . La corriente de extractante puede comprender, opcionalmente, un gas no condensable, que puede ser un gas que sea inerte o de cualquier otra forma no reactivo con otros componentes de alimentación bajo las condiciones de operación de la presente invención. Estos gases pueden' seleccionarse de gases del grupo que consiste en, por ejemplo, dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno, gases nobles tales como argón, o mezclas de cualquiera de estos. Además, la corriente de extractante puede comprender, opcionalmente, subproductos de fermentación que tienen suficiente solubilidad para dividirse en la fase extractante. Las corrientes de extractantes que contienen butanol útiles como alimentación en los procesos de la invención incluyen corrientes caracterizadas por una concentración de butanol en la alimentación de aproximadamente 0.1 por ciento en peso a aproximadamente 40 por ciento en peso, por ejemplo, de aproximadamente 2 por ciento en peso a aproximadamente 40 por ciento en peso, por ejemplo, de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 35 por ciento en peso, en base al peso de la alimentación. Dependiendo de la eficiencia de la extracción, el título de la fase acuosa de butanol en el caldo de fermentación puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 5 g/1 a aproximadamente 85 g/1, o de aproximadamente 10 g/1 a aproximadamente 40 g/1.

El extractante es un disolvente orgánico inmiscible en agua o mezcla de disolvente que tiene características que la hacen útil para la extracción de butanol de un caldo de fermentación. Preferentemente, el extractante divide el butanol de la fase acuosa, por ejemplo, por al menos una relación de concentración de 1.1:1, de manera que la concentración de butanol en la fase extractante es por lo menos 1.1 veces la de la fase acuosa evaluada en una extracción a temperatura ambiente de una solución acuosa de butanol. Preferentemente, el extractante separa, preferentemente, el butanol de la fase acuosa por una relación de concentración de al menos 2:1, de manera que la concentración de butanol en la fase extractante es al menos dos veces la de la fase acuosa evaluada en una extracción a temperatura ambiente de una solución acuosa de butanol. Para ser de uso práctico en el proceso de recuperación de butanol, el extractante es separable del butanol por destilación, con un punto de ebullición a presión atmosférica que es por lo menos aproximadamente 30 grados Celsius más alto que el del butanol a recuperarse, o por ejemplo por lo menos aproximadamente 40 grados más alto, o por ejemplo por lo menos aproximadamente 50 grados má$ alto.

El extractante comprende por lo menos un disolvente seleccionado del grupo que consiste en alcoholes grasos de C7 a C22, ácidos grasos de C7 a C22, esteres de ácidos grasos de C7 a C22/ aldehidos grasos de C7 a 22, amidas grasas de C7 a C22 y mezclas de estos. Los extractantes orgánicos adecuados se seleccionan, adicionalmente, del grupo que consiste en alcohol oleílico (CAS núm. 143-28-2) , alcohol behenílico (CAS núm. 661-19-8) , alcohol cetilico (CAS núm. 36653-82-4) , alcohol laurílico, también denominado 1-dodecanol (CAS núm. 112-53-8) , alcohol miristílico (112-72-1), alcohol estearílico (CAS núm. 112-92-5) , 1-undecanol (CAS núm. 112-42-5) , ácido oleico (CAS núm. 112-80-1) , ácido láurico (CAS núm. 143-07-7) , ácido mirístico (CAS núm. 544-63-8) , ácido esteárico (CAS núm. 57-11-4), miristato de metilo CAS núm. 124-10-7), oleato de metilo (CAS núm. 112-62-9) , undecanal (CAS núm. 112-44-7) , aldehido láurico (CAS núm. 112-54-9) , 2 -metilundecanal (CAS núm. 110-41-8) , oleamida (CAS núm. 301-02-0) , linoleamida (CAS núm. 3999-01-7) , palmitamida (CAS núm. 629-54-9) y estearilamida (CAS núm. 124-26-5) y mezclas de estos. En algunos aspectos, el extractante comprende alcohol oleílico. Los solventes adecuados se describen en la publicación de la solicitud de patente de Estados Unidos núm. 2009030537 y también en las solicitudes números 12/759,283 y 12/758,870 (ambas presentadas el 13 de abril de 2010) , todas las cuales se incorporan en la presente descripción como referencia.

Estos agentes extractantes orgánicos están disponibles comercialmente a través de diversos proveedores, por ejemplo, Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) , en diversos grados, muchos de los cuales pueden ser adecuados para usarse en una fermentación extractiva para producir o recuperar butanol . Los grados técnicos contienen una mezcla de compuestos que incluyen el componente deseado y componentes grasos de cadena más larga y más corta. Por ejemplo, un alcohol oleílico de grado técnico comercialmente disponible contiene aproximadamente 65 % de alcohol oleílico y una mezcla de alcoholes grasos de cadena más larga y más corta.

La invención presenta procesos para separar o recuperar butanol de una alimentación que comprende un extractante orgánico inmiscible en agua, agua, el butanol y, opcionalmente , un gas no condensable. La separación del butanol de la alimentación se logra a través de una combinación de destilación y decantación. La destilación implica el uso de por lo menos dos columnas de destilación. La primera columna, en conjunto con decantación, ocasiona una separación de agua del butanol y del extractante. La corriente de tope enfriada de la primera columna se decanta en dos fases líquidas. La fase orgánica se devuelve a la primera columna. La segunda columna ocasiona una separación de butanol del extractante en condiciones de vacío y proporciona una corriente de butanol que está sustancialmente libre de extractante. La segunda columna proporciona, además, una corriente de extractante que está sustancialmente libre de agua y tiene un contenido reducido de butanol.

Los procesos de la invención pueden entenderse con referencia a la Figura 1, que ilustra una modalidad de un sistema útil para practicar el proceso de la invención. La corriente de alimentación 100, obtenida a partir de un recipiente de fermentación (no mostrado) o un extractor (no mostrado) en un proceso para extracción fermentativa, se introduce en una primera columna de destilación 500, que tiene una sección de estabilización y, opcionalmente, una sección de rectificación, en un punto de alimentación encima de la sección de estabilización. La corriente de alimentación 100 se destila para proporcionar una primera corriente de fondos 110 y una primera corriente de tope volátil 300 que comprende agua, butanol, y cualquier gas no condensable si está presente en la alimentación. Una temperatura de operación ?? y una presión de operación Pi en un punto predeterminado en la sección de estabilización de la columna 500 se seleccionan para que proporcionen la primera corriente de fondos 110 que comprende el extractante y agua y que están sustancialmente libres de butanol. La columna de destilación 500 puede ser cualquier columna convencional que tiene por lo menos una entrada de alimentación, una salida de tope de vapor, una salida de corriente de fondos, un medio de calor, y un número suficiente de etapas que ocasionen la separación del agua del extractante. En caso de que el extractante comprenda alcohol oleílico, la columna de destilación 500 debe tener por lo menos 5 etapas que incluyen un re-calentador.

La primera corriente de fondos 110 puede comprender de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 40 por ciento en peso de butanol, y puede estar sustancialmente libre de agua. Por "sustancialmente libre", se quiere decir que la corriente de fondos puede comprender menos de aproximadamente 0.1 por ciento en peso de agua. Por ejemplo, la corriente de fondos 110 puede comprender menos de aproximadamente 0.01 por ciento en peso de agua. Para asegurar que la corriente de fondos 110 esté sustancialmente libre de agua, la cantidad de reflujo de la fase orgánica y la velocidad de ebullición del re-calentador pueden variarse.

La corriente 300 se condensa en un condensador 550 para producir una primera corriente de condensado 310 que comprende un líquido. La corriente mezclada 310 puede comprender, además, un componente de gas no condensable si el gas estuviera presente en la alimentación. El condensador 550 puede tener cualquier diseño convencional.

La corriente de condensado mezclado 310 se introduce a una jarra 700 y se deja que se separe a una fase orgánica que comprende, opcionalmente , el gas no condensable, una fase líquida de butanol y una fase líquida acuosa. Preferentemente, la temperatura de la jarra se mantiene en o por debajo de aproximadamente 40 °C para reducir la cantidad de butanol y agua que retira el gas no condensable. La fase líquida de butanol, la fase líquida más liviana (la fase líquida de la parte superior) , puede incluir menos de aproximadamente 16 a aproximadamente 30 por ciento en peso de agua y puede comprender, además, cualquier extractante que viene encima de la columna 500. La fracción de extractante en la fase de butanol puede minimizarse mediante el uso de una sección de rectificación opcional en la columna 500. La fase líquida acuosa incluye aproximadamente 3 a aproximadamente 10 por ciento en peso de butanol . La jarra puede tener cualquier diseño convencional.

Cuando un gas no condensable tal como el dióxido de carbono está presente en la alimentación, el gas no condensable está presente en la corriente y en la corriente 300 y en la corriente 310. Por lo menos una porción de la fase gaseosa que comprende el gas no condensable puede purgarse del proceso, tal como se muestra en la Figura 1, en la que la corriente de purga 460 que comprende el gas no condensable se muestra saliendo de la jarra 700.

De la jarra 700, la fase acuosa 480 puede purgarse del proceso, tal como se muestra en la Figura 1, en la que la corriente de purga que comprende la fase acuosa 480 se muestra saliendo de la jarra 700. Alternativamente, por lo menos una porción de la fase acuosa puede introducirse a un recipiente de fermentación (no mostrado) . Esto puede proporcionar un medio de reciclar un poco del agua del proceso de recuperación de butanol de regreso al proceso de fermentación extractiva. En una modalidad, por lo menos una porción de la fase acuosa puede combinarse con por lo menos una porción de la corriente de fondos de la segunda columna de destilación y luego introducirse a un recipiente de fermentación, tal como se muestra en la Figura 2, en donde la fase acuosa 48 de la jarra 70 se combina en un mezclador 75 con la corriente de fondos 44 de la segunda columna de destilación para proporcionar la corriente combinada 45.

La fase de butanol 470 de la jarra se devuelve la primera columna de destilación 500. Normalmente, la corriente 470 se introduciría como reflujo a la columna. Introducir la corriente 470 como reflujo contendrá la pérdida de extractante en la corriente volátil 300 de la columna 500. La fase de butanol 470 puede comprender, además, subproductos volátiles de fermentación tales como acetaldehído . Opcionalmente , por lo menos una porción de la corriente 470 puede purgarse del proceso (no mostrado) para eliminar subproductos volátiles de fermentación del proceso de recuperación de butanol .

La primera corriente de fondos 110 se saca de la columna 500 y se introduce a una segunda columna de destilación 800, que tiene una sección de estabilización y, opcionalmente, una sección de rectificación, en un punto de alimentación encima de la sección de estabilización. La corriente 110 se destila para proporcionar una segunda corriente de fondos 420 que comprende el extractante y una segunda corriente de tope volátil 400 que comprende butanol. La segunda columna de destilación se opera para que proporcione la corriente de fondos 420 sustancialmente libre de butanol. Por "sustancialmente libre de butanol" se entiende que el fondo 420 comprende menos de aproximadamente uno por ciento en peso de butanol. La segunda corriente de tope volátil 400 está sustancialmente libre de extractante. Por "sustancialmente libre de extractante" se quiere decir que la corriente de tope 400 incluye menos de aproximadamente 0.01 por ciento en peso de extractante. La columna de destilación 800 puede ser cualquier columna convencional que tenga por lo menos una entrada de alimentación, una salida de tope de vapor, una salida de corriente de fondos, un medio de calentamiento, una sección de estabilización, y la suficiente cantidad de etapas para ocasionar la separación deseada. La columna 800 debe tener por lo menos 6 etapas que incluyen un re-calentador. Preferentemente, la columna 800 se opera a una presión menor que la atmosférica para minimizar la temperatura del extractante en la base de la columna, lo que posibilita la condensación económica y conveniente de los topes de butanol.

El proceso puede comprender, además, introducir la corriente de fondos 420 de la segunda columna de destilación a un recipiente de fermentación (no mostrado) . En una modalidad, la corriente de fondos 420 puede combinarse con por lo menos una porción de la fase acuosa 480 de la jarra antes de su introducción a un recipiente de fermentación, tal como se muestra en la Figura 2, en donde las corrientes análogas 44 y 48 se combinan en un mezclador 75 para proporcionar la corriente combinada 45.

Se espera que una mezcla de extractantes de ebullición más alta se comporte de manera fundamentalmente similar a un solo extractante siempre y cuando el punto de ebullición de la mezcla, o el punto de ebullición del disolvente de ebullición más baja de la mezcla, sea significativamente más alto que los puntos de ebullición del agua y butanol, por ejemplo, por lo menos aproximadamente 30 grados más alto.

Los presentes procesos para separar o recuperar butanol proporcionan butanol, conocido por tener un contenido energético similar al de la gasolina y puede combinarse con cualquier combustible fósil. Se prefiere el butanol como combustible o aditivo para combustibles ya que produce solo CO2 y una cantidad pequeña o nula de S0X o NOx cuando se quema en un motor de combustión interna estándar. Además, el butanol es menos corrosivo que el etanol, el aditivo para combustibles de máxima preferencia hasta la fecha.

Además de su utilidad como biocombustible o aditivo para combustibles, el butanol recuperado de conformidad con los procesos de la presente invención tiene el potencial de impactar sobre los problemas de distribución de hidrógeno en la industria emergente de células de combustible. Hoy en día, las células de combustible suscitan preocupaciones sobre seguridad asociadas con el transporte y la distribución de hidrógeno. El butanol puede reformarse fácilmente para su contenido de hidrógeno y puede distribuirse a través de gasolineras existentes en la pureza requerida para células de combustible o vehículos. Además, los presentes procesos recuperan butanol obtenido a partir de fuentes de carbono derivadas de vegetales, lo que evita el impacto ambiental negativo asociado con los procesos petroquímicos estándar para la producción de butanol.

Una ventaja de los procesos presentes para la separación o recuperación de butanol es la integración de energía de las columnas de destilación, que proporciona eficiencia energética. En relación con un esquema de destilación en el que la separación de butanol y extractante se elabora antes de la separación final de butanol y agua, los procesos presentes requieren menos energía por unidad de peso de butanol obtenido.

Otra ventaja es que los procesos presentes proporcionan butanol de alta pureza con poco o ningún color.

Una ventaja adicional es que la segunda corriente de fondos que comprende el extractante está sustancialmente libre del producto butanol, lo que contribuye a un alto rendimiento en el proceso de recuperación. Estar sustancialmente libre de butanol también facilita el reciclaje opcional de la segunda corriente de fondos que comprende el extractante al proceso fermentativo. Estar sustancialmente libre de butanol también simplifica la eliminación de la corriente, si ésta no se recicla.

Otra ventaja más es que los procesos presentes permiten que se opere de forma prolongada, sin que el equipo falle o que se detenga repetidas veces.

Aunque modalidades particulares de la presente invención se han descrito en la anterior descripción, las personas experimentadas en la materia entenderán que la invención tiene capacidad para numerosas modificaciones sustituciones y numerosas modificaciones, sustituciones y redisposiciones sin alejarse del espíritu de los atributos esenciales de la invención. Debe hacerse referencia a las reivindicaciones anexas, en lugar de a la especificación anterior, como indicadora del alcance de la invención.

El proceso de la invención puede demostrarse por medio de un modelo informático del proceso. Modelar procesos es una metodología establecida usada por los ingenieros para simular procesos químicos complejos. El software de modelización de procesos realiza muchos cálculos de ingeniería fundamentales, por ejemplo, equilibrios energéticos y de masas, equilibrio de vapor/líquido y cálculos de velocidad de reacción. El modelado de columnas de destilación está particularmente bien establecido. Los cálculos basados en datos binarios de equilibrio vapor/líquido y equilibrio líquido/líquido determinados experimentalmente pueden pronosticar fiablemente el comportamiento de mezclas de multicomponentes . Esta capacidad se ha ampliado para permitir el modelado de multietapas complejas, columnas de destilación de multicomponentes por medio de algoritmos rigurosos como el algoritmo "inside-out" desarrollado por Joseph Boston de Aspentech, Inc. de Burlington, Mass. El software de modelado comercial, tal como Aspen Plus® de Aspentech, puede usarse junto con bases de datos de propiedades físicas, tales como DIPPR, comercializadas por American Institute of Chemical Engineers, Inc., de Nueva York, NY, para desarrollar modelos y evaluaciones precisos de procesos .

EJEMPLOS Los ejemplos se obtuvieron a través de modelado de procesos por medio del uso de isobutanol como el isómero de butanol y alcohol oleílico como el extractante. Cabe esperar resultados similares para los casos análogos, en donde 1-butanol o una mezcla de 1-butanol e isobutanol se seleccionó como isómero de butanol, debido a la similaridad de los datos de propiedad física para isobutanol y 1-butanol y la naturaleza heterogénea del azeótropo entre el agua y estos isómeros de butanol.

La Tabla 1 presenta una lista de composiciones de alimentación de la corriente rica en disolvente, obtenida a partir de fermentación extractiva, que ingresan al área de recuperación del producto isobutanol . Estas composiciones se usaron en el modelado de los procesos de la invención. En los ejemplos, el término "corriente rica en disolvente" es sinónimo del término "corriente de alimentación" que se usó anteriormente.

Tabla 1. Composiciones de alimentación (en porcentaje en peso) de la corriente rica en disolvente del extractor Composiciones de alimentación Ejemplo 1 Ejemplo 2 Isobutanol 11.44 % ¦25.10 % Agua 6.47 % 8.23 % Dióxido de carbono 0.88 % 0.94 % Alcohol oleílico 81.21 % 65.73 % Estos valores de la composición para la corriente rica en disolvente se establecieron mediante una simulación de una instalación de molienda en seco por medio del uso de tecnología de extracción del producto in situ y produciendo 50 MM gal/año de isobutanol, y títulos de fase acuosa de caldo termentador de 20 y 40 g/1 respectivamente. Se supuso que la corriente rica en disolvente estaba en equilibrio con el caldo de fermentación y que el régimen de flujo del disolvente era suficiente para cumplir la capacidad anual especificada.

Los parámetros introducidos para las simulaciones de las modalidades de los procesos de la invención se encuentran enumerados en la Tabla 2 y siguen un diagrama esquemático de proceso tal como se muestra en la Figura 2. En la Figura 2, "QED06" se refiere a una corriente de calor que representa el intercambio de calor de proceso a proceso mediante los intercambiadores de calor 65 y 85. El bloque 60 representa un mezclador opcional. El bloque 75 representa un mezclador que combina las corrientes de tope 48 y 44 para proporcionar la corriente 45. Ciertas dimensiones y resultados de funciones calculadas a partir del modelo de proceso también se encuentran enumerados en la Tabla 2. Estos parámetros no incluyen parámetros de propiedades físicas, ni los relacionados con convergencia y otras opciones de cálculo o diagnósticos.

Tabla 2. Condiciones usadas para los procesos de modelado de la invención Bloques de Entradas Ej emplo Ejemplo Unidades equipo 1 2 Columna de Número de etapas 15 15 Etapas disolvente teóricas que (50) incluyen recalentador Presión máxima de la 1 1 bar columna Presión de fondo de 1.1 1.1 bar la columna Diámetro interno de 3.71 2.91 m la columna Función de 59612 38116 MJ/h recalentador de la columna Lugar de la 1 1 Etapa alimentación rica en disolvente precalentada (10) Reflujo orgánico de 1 1 Etapa la ubicación de la jarra (47) Fracción másica de 1 1 ppm agua en la corriente de fondo (11) Temperatura de la 40 40 °C corriente de reflujo Régimen de flujo de 177671 75171 kg/h la corriente rica en disolvente (10) precalentada Temperatura de la 91.7 84.9 °C corriente rica en disolvente (10) precalentada Función del -48810 -33831 MJ/h condensador Columna de Número de etapas 15 15 Etapas BUOHCOL teóricas que (80) incluyen recalentador Presión máxima de 0.1 0.1 bar la columna Presión de fondo de 0.105 0.105 bar la columna Diámetro interno de 2.58 2.46 m la columna Función de 9045 10951 MJ/h recalentador de la columna Alimentación 7 7 Etapa orgánica del lugar de la columna de disolvente (11) Alimentación 145.6 125.1 °C orgánica de la temperatura de la columna de disolvente (11) Temperatura de 147 147 °C fondo de la columna Fracción másica de 100 100 ppm alcohol oleílico en el producto de la parte superior (40) Fracción de masa 9000 9000 ppm de isobutanol en el disolvente pobre de fondo (42) Función del -13844 -12278 MJ/h condensador Jarra (70) Presión de la 1 1 atm j arra Temperatura de la 40 40 °C j arra Se ejecutaron dos casos para demostrar los requisitos de operación de los procesos de la invención. Para cada caso se hizo una modificación particular al flujo de alimentación rica en disolvente y las composiciones del proceso de fermentación extractiva en donde se mantuvieron dos títulos distintos de fase acuosa. En cada una de las simulaciones independientes, el tráfico de las columnas y las funciones de los intercambiadores de calor cambiarán por el cambio en la composición de la alimentación. Al comparar la inversión de capital y los costos de operación resultantes, se cuantificó el impacto del flujo de alimentación rica en disolvente y la composición en el rendimiento del área de recuperación del producto. Estos dos ejemplos, sin embargo, no deben considerarse como límites de operación del proceso de esta invención.

En las tablas, el término "columna de disolvente" es sinónimo del término "primera columna de destilación" que se usó anteriormente. El término "BUOHCOL" es sinónimo del término "segunda columna de destilación" usado anteriormente. La abreviación "OLEYLOH" se refiere a alcohol oleílico.

Los resultados de la corriente para el Ejemplo 1 se muestran en la Tabla 3. Los perfiles del tráfico de la columna BUOHCOL y la composición de la masa líquida se encuentran en la Tabla 4. Los perfiles del tráfico de la columna de disolvente y la composición de la masa líquida se encuentran en la Tabla 5.

Los resultados de la corriente para el Ejemplo 2 se encuentran en la Tabla 6. Los perfiles del tráfico de la columna BUOHCOL y la composición de la masa líquida se encuentran en la Tabla 7. Los perfiles del tráfico de la columna de disolvente y la composición de la masa líquida se encuentran en la Tabla 8.

Otros parámetros clave de los procesos incluyen lo siguiente: 1) el número total de etapas teóricas y el contenido de agua de la corriente de fondos en la columna de disolvente; 2) la temperatura del fondo de la columna de BUOHCOL; y 3) el grado de precalentamiento de la corriente rica en disolvente antes de alimentarla a la columna de disolvente. Estos parámetros pueden manipularse para lograr un rendimiento óptimo de separación .

Ejemplo 1 En este ejemplo, 177,671 kg/h de alimentación rica en disolvente (9) que contiene 11.44 por ciento en peso de isobutanol se calienta de 32.2 a 91.7 °C mediante un intercambiador de calor de proceso a proceso y la corriente resultante (10) se alimenta a la columna de disolvente (50) en la etapa 1. Esta condición de alimentación rica en disolvente corresponde a 20 g/litro de título de la fase acuosa en el termentador que se mantiene durante el proceso de fermentación extractiva. La separación se realiza mediante una columna de disolvente de diámetro más grande, temperatura de fondo más alta de la columna de disolvente y funciones más altas de recalentador y condensador de la columna de disolvente. La corriente (40) es prácticamente 100 por ciento en peso de isobutanol. La corriente (42) contiene 0.9 por ciento en peso de isobutanol y 99.1 por ciento en peso de alcohol oleílico.

Ejemplo 2 En este ejemplo, 75,171 kg/h de alimentación rica en disolvente (9) se calienta de 32.2 a 84.9 °C mediante un intercambiador de calor de proceso a proceso y la corriente resultante (10) se alimenta a la columna de disolvente (50) en la etapa 1. Esta condición de alimentación rica en disolvente corresponde a 40 g/litro de título de la fase acuosa en el termentador que se mantiene durante el proceso de fermentación extractiva. La separación se realiza mediante una columna de disolvente de diámetro más pequeño, temperatura de fondo más baja de la columna de disolvente y funciones más bajas de recalentador y condensador de la columna de disolvente. La corriente (40) es prácticamente 100 por ciento en peso de isobutanol. La corriente (42) contiene 0.9 por ciento en peso de isobutanol y 99.1 por ciento en peso de alcohol oleílico.

Tabla 3. Resultados simulados de corriente para el Ejemplo 1 9 10 11 30 31 40 42 44 45 46 47 48 49 Teirperatura °C 32.2 91.7 145.6 92.6 92.6 56.5 147 45 44.3 40 40 40 40 Presión atm 1.09 1.04 1.09 0.99 0.99 0.1 0.11 .26 1 1 1 1 0.1 Frac . de vapor 0 0.157 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 Flu o de mol 1485.305 1485.305 798.584 1075.55 1075.55 243.483 555.101 555.101 1203.014 38.774 388.863 647.913 243.483 kmol/h Flujo de masa 177671.064 177671.1 163638.7 32370.384 32370.384 18047.763 145590.98 145591 157963.271 1659.511 18338.586 12372.288 18047.76 Flujo de 212216.149 6.88E*06 219236 3.23E*07 3.23E-07 23409-954 193029.09 175750.7 1.88E+05 9.91 E+05 2.25E+04 12691.227 22984.34 volumen 1/hr Entalpia -546.773 -515.113 -315.653 -256.916 -256.916 -75.628 -244.574 -276.233 -451.502 -13.946 -113.965 -175.268 -76.401 MBtu/h Flujo de masa 10 1-BUOH 20332.4088 20332.41 19356.11 15863.657 15863.657 18045.795 1310.3189 1310.319 2222.04846 64.7054968 14887.2216 911.729612 18045.79 Agua 11496.2539 11496.25 0.163639 14842.689 14842.689 0.1636388 2.67E-10 2.67E-10 11444.7055 50.7448995 3347.23881 11444.7055 0.163639 C02 1559.93142 1559.931 3.18E-23 1656.2064 1656.2064 00 0 0 15.8524187 1544.06067 96.2933369 15.8524187 0 OLEYLOH 144282.47 144282.5 144282.5 7.8319222 7.8319222 1.8047763 144280.67 144280.7 144280.665 1.02E-06 7.83188542 3.58E-0S 1.804776 Frac . de masa 1-BUOH 0.11443849 0.114438 0.118286 0.490067 0.490067 0.9998909 0.009 0.01406686 0.03899069 0.8117977 0.07369127 0.999891 Agua 0.06470526 0.064705 1.00E-06 0.45B5268 0.4585268 9.07E-06 1.83E-15 1.83E-15 0.0724S168 0.03057822 0.18252437 0.92502744 9.07E-06 C02 0.00877988 0.00878 1.94E-28 0.0511643 0.0511643 0 0 0 0.00010035 0.93043103 0.00525085 0.00128128 15 OLEYLOH 0.81207635 0.812076 0.881713 0.0002419 0.0002419 0.0001 0.991 0.991 0.91338109 6.15E-10 0.00042707 2.89E-09 0.0001 Tabla 4. Resultados simulados de perfiles de tráfico de la columna de BUOHCOL y composición de masa líquida para el Ejemplo 1.

EtapaTemperatura Presión Punción Flujo de Flujo de Alimentación Alimentación Alimentación Producto Producto Etapa 1-BUOH AGUA OLEYLOH °C atm de calor liquido vapor de líquido de vapor mezclada liquido de vapor 1 0.9998919.07E-06 0.0001 MJ/h kg/h kg/h kg/ kg/h kg/h kg/h kg/h 1 56. 5011602 0.1 -13844.4 2793.2042 0 0 0 018047. 7532 0 2 0.2450121 .93E-070. 754987 2 66. 12706060 .100357 0 267.02946 20840.967 0 0 0 0 0 3 0.0176761 .37E-080. 982324 3 120.886190 .100714 0 229.71305 18314.793 0 0 0 0 0 4 0.0167481 • 32E-080. 983252 4 122 .7501440. .101071 0 229.1764 18277.476 0 0 0 0 0 5 0.016791 .32E-08 0 .98321 s 122 .7869790. .101429 0 228.44906 18276.94 0 0 0 0 0 6 0.0168481 .33E-080. 983152 6 122 .7948130. .101786 0 227.72417 18276.212 0 17089.858 0 0 0 7 0.0169062 .59E-090. 983094 7 122 .8022930. .102143 0 146776 .65 1185.6295 146548 .89 0 0 0 0 8 0.0169614 .80E-100. 983039 8 122 .815489 0.1025 0 146784 .87 1185.6706 0 0 0 0 0 9 0.0170158 .85E-110. 982985 9 122 .8286610. .102857 0 146793 .08 1193.8891 0 0 0 0 0 10 0.017071 •63E-11 0 .98293 10 10 122 .8418230. .103214 0 146801 .28 1202.0929 0 0 0 0 0 11 0.0171242 .98E-120. 982876 11 122 .8549770. .103571 0 146809 .47 1210.2909 0 0 0 0 0 12 0.0171785 .43E-130. 982822 12 122 .8681320. .103929 0 146817 .66 1218.485 0 0 0 0 0 13 0.0172329 .86E-140. 982768 13 122.882510. .104286 0 146825 .93 1226.6759 0 0 0 0 0 14 0.0171881 .75E-140. 982812 14 123 .0820790. .104643 0 146866 .29 1234.9444 0 0 0 0 0 15 0.0091 •83E-15 0.991 15 147 .019984 0.105 9045.051 145590. .98 1275.3011 0 0 0145590 .984 0 15 Tabla 5 Resultados simulados de los perfiles de tráfico de la columna de disolvente y composición de masa líquida para el Ejemplo 1.

Etapa Temperatura Presión Función Flujo de Flu o de Alimentación Alimentación Alimentación Producto Producto 1.° Flujo 2.° Flujo Etapa 1-BUOH AGUA C02 OLEYLOH de calor líquido vapor kg/hde líquido de vapor mezclada líquido de vapor de líquido de líquido MJ/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h kg/h 1 0. 175304 0 .068834 0 .000144 0. 755718 1 92. 5578171 0 .986923 0 190930.5 32370. 903 189058.21 6951.4374 0 032369. .8779 187271. 886 3658.6179 2 0. 176064 0 .069654 2 .77E-06 0. 754279 2 93. 6721095 0 .993973 0191294. 94 27291. 757 0 0 0 0 0 187484 043810. 90195 3 0. 176227 0 .069777 5. 31 E-08 0. 753996 3 93 .875775 1 .001022 0191366. 91 27656. 195 0 0 0 0 0 187538.313828. 59527 4 0. 176394 0 .069879 1 .02E-09 0. 753726 4 94. 0607027 1 .008072 0191435. 46 27728. 158 0 0 0 0 0 187593. 4723841. 98237 5 0. 176655 0 .069947 1 .97E-11 0. 753398 5 94. 2425765 1 .015121 0191518. 88 27796. 707 0 0 0 0 0 187673. 6453845. 23649 6 0. 177494 0 .069801 3 .82E-13 0. 752705 6 94. 4133652 1 .022171 0191695. 12 27880. 134 0 0 0 0 0 187907. 5913787. 53341 7 C 1.18192 0 .068339 7 .49E-15 0. 749741 7 94. 5220752 1.02922 0192452. 05 28056. 375 0 0 0 0 0 189102. 2163349. 83052 8 0. 211661 0 .057001 0 0. 731338 3 94. 2567509 1 .036269 0197295. 41 28813.3 0 0 0 0 0 197295. 407 0 9 0. 284384 0 .032138 0 0. 683478 9 97. 1873422 1. .043319 0211117. 51 33656.66 0 0 0 0 0 211117. 509 0 10 0. 364523 0 .010521 0 0. 624956 10 106 .390013 1. .050368 0 230900.1 47478. 762 0 0 0 0 0 230900. 098 0 11 0. 406922 0 .002509 0 0. 590569 11 114 .300372 1. 057418 0244353. 88 67261. 351 0 0 0 0 0 244353. 875 0 12 0. 419647 0 .000527 0 0. 579826 10 12 117 .024529 1 , 064467 02488B4. 39 80715. 128 0 0 0 0 0 248884. 391 0 13 0. 422474 0 .000107 0 c 1.57742 13 117 .793003 1. 071517 0249926. 35 85245. 644 0 0 0 0 0 249926. 346 0 14 c 1.40689 2 .04E-05 0 0. 593089 14 118 .611501 1. 078566 0243744. 67 86287. 599 0 0 0 0 0 243744. 673 0 15 0. 118286 1 .00E-06 0 0. 881713 15 145 .617646 1. 08561659612 .44163638. 75 80105. 926 0 0 0163638 .747 0 163638. 747 0 15 Tabla 6. Resultados simulados de las corrientes para el Ejemplo 2 9 10 11 30 31 40 42 44 45 46 47 48 49 Temperatura °C 32.2 84.9 125.2 90.6 90.6 56.5 147 45 44 40 40 40 40 Presión atm 1.09 1.04 1.09 0.99 0.99 0.1 0.11 1.26 1 1 1 1 0.1 Frac . de vapor 0 0.063 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 Flujo de mol 797.981 431.612 17.528 361. 2S 348.867 241.521 kmol/h Flujo de masa 75171.2 75171.2 67759.48 24453.15 24453.15 17902.59 49856.89 49856.89 56518.78 750.182 17041.08 6661.889 17902.59 kg/h Flujo de volumen 90271.19 1.50E+06 90110.59 2.17E+07 2.17E+07 23221.75 66101.83 60184.94 66985.58 447766.1 20937.83 6833.643 22799.48 1/hr Entalpia MMBtu/h -273.088 -262.246 -174.532 -94.595 -188.968 -6.304 -105.921 -94.373 -75.786 Flu o de masa kg/h 10 1-BUOH 18869.86 18869.86 18349.44 14357.87 14357.87 17900.73 448.712 939.7063 29.25273 13837.62 490.9942 17900.73 Agua 6184.856 6184.856 0.067759 9296.486 9296.486 0.067759 4.32E-14 4.32E-14 6162.359 22.93916 3111.188 6162.359 0.067759 C02 706.512 706.512 795.989 795.989 0 0 0 8.536 697.99 89.463 8.536 0 OLEYLOH 49409.97 49409.97 49409.97 2.811 2.811 1.79 49408.18 49408.18 49408.18 0 2.811 0 1.79 Frac, de masa 1-BUOH 0.251025 0.251025 0.270803 0.587158 0.587158 .999896 0.009 0.009 0.016626 0.038994 0.812015 0.073702 0.999896 Agua 0.082277 0.082277 1.00E-06 0.380175 0.380175 .78E-06 .67E-19 8.67E-19 0.109032 0.030578 0.18257 0.925017 3.78E-06 C02 0.009399 0.009399 1.49E-28 0.032552 0.032552 0 0 0 0.000151 0.930428 0.00525 0.001281 0 15 OLEYLOH 0.657299 0.657299 0.729196 0.000115 0.000115 0.0001 0.991 0.991 0.87419 2.38E-10 0.000165 1.12E-09 0.0001 Tabla 7. Resultados simulados de perfiles de tráfico de la columna de BUOHCOL y composición de masa líquida para el Ejemplo 2.

EtapaTemperatura Presión Función Flujo de Flujo de Alimentación de Alimentación de Alimentación Producto Producto Etapa 1-BUOH AGUA OLEYLOH °C atm de calor líquido vapor kg/h líquido kg/h vapor kg/h mezclada kg/h líquido de vapor J/h kg/h kg/h kg/h 1 0. 999896 3 .78E-06 0.0001 1 56. 50411 0.1 -12277.7 580.4229 0 0 0 017902. .59 0 2 0.245 8 .07E-08 0.755 2 66. 127330 .100357 0 8.058413 1B483 .01 0 0 0 0 0 3 0. 098561 2. 81 E-080. .901439 3 78. 956270 .100714 0 6. 737 17910 .65 0 0 0 0 0 4 0. 098808 2 .82E-080. .901192 4 78. 992240 .101071 0 6.69776 17909 .32 0 0 0 0 0 5 0 .09925 2 .83E-080. .900749 5 78 .99360 .101429 0 6.660182 17909 .29 0 0 0 0 0 6 0. 099694 2 .85E-080. .900306 6 78. 994910 .101786 0 6.622855 17909 .25 0 12857.16 0 0 0 7 0. 100134 3 -18E-090. .899866 7 78. 997310 .102143 0 54908 .56 5052. 046 54902.32 0 0 0 0 8 0. 100292 2 .63E-100. .899708 8 79. 04864 0.1025 0 54918 .21 5051. 663 0 0 0 0 0 9 0. 100449 2 .17E-110. .899551 10 9 79. 099830 .102857 0 54927 .84 5D61. 317 0 0 0 0 0 10 0. 100607 1 .79E-120. .899394 10 79. 150880. .103214 0 54937 .45 5070. 946 0 0 0 0 0 11 0. 100763 1 .48E-130. .899237 11 79. 201840. .103571 0 54947 .02 5080. 554 0 0 0 0 0 12 0. 100912 1 .23E-140. .899088 12 79. 253940. .103929 0 54956 .15 5090 .13 0 0 0 0 0 13 0. 100775 1 .01E-150. .899225 13 79 .35550. .104286 0 54948 .29 5099. 253 0 0 0 0 0 14 0. 090278 00. .909722 14 81. 409610. .104643 0 545S9 .54 5091. 393 0 0 0 0 0 15 0.009 0 0.991 15 147.02 0.105 10950.61 49856 .89 4702. 649 0 0 049856 .89 0 15 Tabla 8. Resultados simulados de Los perfiles de tráfico de la columna de disolvente y composición de masa líquida para el Ejemplo 2. 5 10 Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un proceso caracterizado porque comprende las etapas de: a) introducir una alimentación que comprende: (i) un extractante orgánico inmiscible en agua, ( i i ) agua , (iü) por lo menos un isómero de butanol, y (iv) opcionalmente , un gas no condensable ,en una primera columna de destilación, en donde la primera columna de destilación comprende una sección de estabilización y, opcionalmente, una sección de rectificación en un punto de introducción por encima de la sección de estabilización; la primera columna de destilación tiene una temperatura de operación, Ti, y una presión de operación Pi en un punto predeterminado en la sección de estabilización, caracterizado porque Tx y Px se seleccionan para producir una primera corriente de fondos y una primera corriente de tope volátil; la primera corriente de fondos comprende el extractante orgánico inmiscible en agua y butanol y está sustancialmente libre de agua, y la primera corriente de tope volátil comprende agua, butanol, y el gas opcional no condensable; b) condensar la primera corrienté de tope volátil para producir una fase gaseosa y recuperar un primer condensado mezclado; el primer condensado mezclado comprende (i) una fase de butanol que comprende butanol, menos de aproximadamente 30 por ciento en peso de agua; y (ii) una fase acuosa que comprende agua y menos de aproximadamente 10 por ciento en peso de butanol; c) introducir por lo menos una porción de la fase acuosa a la primera columna de destilación; d) introducir una primera porción de la fase de butanol en una segunda columna de destilación que tiene por lo menos una sección de estabilización; y e) introducir una primera porción de la primera corriente de fondos en una segunda columna de destilación que tiene por lo menos una sección de estabilización y, opcionalmente , una sección de rectificación, y operar la segunda columna de destilación para producir una segunda corriente de fondos que comprende el extractante que está sustancialmente libre de butanol, y una segunda corriente de tope volátil que comprende butanol; en donde el extractante disuelve, preferentemente, butanol sobre agua y es separable de butanol por destilación.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además, introducir por lo menos una porción de la fase acuosa a un recipiente de fermentación .

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, además, retirar la corriente de fondos de la segunda columna de destilación e introducir a un recipiente por lo menos una porción de la corriente de fondos que se retiró.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende, además, introducir por lo menos una porción de la fase acuosa a un recipiente de fermentación.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque por lo menos una porción de la corriente de fondos y por lo menos una porción de la fase acuosa se combinan antes de introducirlas a un recipiente de fermentación.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un gas no condensable está presente en la alimentación y el proceso comprende, además, purgar por lo menos una porción de la fase gaseosa que comprende el gas no condensable del proceso.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas no condensable comprende dióxido de carbono.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la alimentación comprende una fase orgánica obtenida a partir de una fermentación extractiva.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración de butanol en la alimentación es de aproximadamente 0.1 por ciento en peso a aproximadamente 40 por ciento en peso, en base al peso de la alimentación .

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el butanol comprende 1-butanol.

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el butanol comprende isobutanol.

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el extractante comprende por lo menos un disolvente seleccionado del grupo que consiste en alcoholes grasos de C7 a C22, ácidos grasos de C7 a C22/ ésteres de ácidos grasos de C7 a C22, aldehidos grasos de C7 a C22 , y mezclas de estos.

13. El proceso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el extractante comprende alcohol oleílico.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el butanol consiste prácticamente de 1-butanol.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el butanol consiste en prácticamente isobutanol.