RU2016135923A - Способы и системы управления процессом высокоэффективной анаэробной конверсии водорода и оксидов углерода в спирты - Google Patents
Способы и системы управления процессом высокоэффективной анаэробной конверсии водорода и оксидов углерода в спирты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016135923A RU2016135923A RU2016135923A RU2016135923A RU2016135923A RU 2016135923 A RU2016135923 A RU 2016135923A RU 2016135923 A RU2016135923 A RU 2016135923A RU 2016135923 A RU2016135923 A RU 2016135923A RU 2016135923 A RU2016135923 A RU 2016135923A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- bioreactor
- substrate
- solvent
- alcohol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Claims (36)
1. Непрерывный способ анаэробной биоконверсии газового субстрата, содержащего монооксид углерода, водород и диоксид углерода в растворителе на водной основе, содержащем микроорганизмы, необходимые для конверсии указанного субстрата в спирт, включающий:
а. непрерывное введение указанного субстрата в виде газовых пузырьков через один или несколько газовых впускных патрубков биореакторной установки, включающей, по меньшей мере, один биореактор для растворителя, содержащий, по меньшей мере, один газовый впускной патрубок и включает, по меньшей мере, один газовый выпускной патрубок, и, по меньшей мере, один биореактор в биореакторной установке содержит по существу, однородный растворитель на водной основе и характеризуется, по существу, неравномерным распределением концентрации субстрата между газовым впускным патрубком и газовым выпускным патрубком, причем суммарный субстрат, вводимый в биореакторную установку через указанный один или более газовые впускные патрубки, имеет отношение числа электронов к числу атомов углерода от приблизительно 5,2:1 до приблизительно 6,8:1;
b. обеспечение контактирования между газовыми пузырьками и указанным растворителем для получения содержащего спирт растворителя и обедненной субстратом газовой фазы в газовом выпускном патрубке в указанной биореакторной установке, причем продолжительность контактирования является достаточной для конверсии, по меньшей мере, приблизительно 80% водорода в газовом субстрате в спирт;
c. непрерывный отбор обедненной субстратом газовой фазы из указанной биореакторной установки, по меньшей мере, из одного газового выпускного патрубка, при котором обедненная субстратом газовая фаза, отбираемая из биореакторной установки, имеет величину парциального давления диоксида углерода от приблизительно 2,5 до приблизительно 25 кПа; и
d. непрерывный или периодический отбор части указанного растворителя из указанной биореакторной установки выделения спирта, причем отбор является достаточным для поддержания уровня содержания спирта в указанном растворителе ниже концентрации, при которой имеет место неблагоприятное воздействие спирта на микроорганизмы.
2. Способ по п. 1, в котором отношение числа электронов к числу атомов углерода в газовом субстрате составляет от приблизительно 5,5:1 до приблизительно 6,5:1.
3. Способ по п. 2, в котором величина парциального давления диоксида углерода в обедненном газом составляет от приблизительно 3,5 до приблизительно 10 кПа.
4. Способ по п. 1, в котором биореакторная установка включает, по меньшей мере, два проточных последовательно соединенных по газу биореактора.
5. Способ по п. 4, в котором, по меньшей мере, последний биореактор в каскаде реакторов содержит, по существу, однородный растворитель на водной основе и содержит, по существу, неравномерный по концентрации субстрат.
6. Способ по п. 1, в котором газовый субстрат содержит синтез-газ, поступающий из установки парового риформинга, и содержит, по меньшей мере, приблизительно 80% мол. монооксида углерода, водорода и диоксида углерода.
7. Способ по п. 6, в котором биореакторная установка включает биореактор с глубоким резервуаром.
8. Способ по п. 1, в котором газовый субстрат получают проведением риформинга углеродсодержащего сырья.
9. Способ по п. 8, в котором риформинг представляет собой автотермический риформинг, обеспечивающий образование синтез-газа, имеющего отношение числа электронов к числу атомов углерода от приблизительно 5,7:1 до приблизительно 6,0:1.
10. Способ по п. 8, в котором риформинг представляет собой паровой риформинг, и суммарный газовый субстрат имеет отношение числа электронов к числу атомов углерода от приблизительно 5,8:1 до приблизительно 6,4:1.
11. Способ по п. 10, в котором паровой риформинг представляет собой риформинг, имеющий отношение числа электронов к числу атомов углерода, большее, чем 8:1, и диоксид углерода добавляют в биореакторную установку для получения суммарного газового субстрата, имеющего отношение числа электронов к числу атомов углерода от приблизительно 5,8:1 до приблизительно 6,4:1.
12. Способ по п. 11, в котором (а) предусмотрена достаточная продолжительность контактирования газовых пузырьков с растворителем на водной основе в реакторной установке, (b) отношение числа электронов к числу атомов углерода поддерживают от 5,5:1 до приблизительно 6,8:1, (c) парциальное давление диоксида углерода в обедненной газовой фазе составляет от приблизительно 3,5 до приблизительно 10 кПа, и (d) монооксид углерода, водород и диоксид углерода составляют, по меньшей мере, приблизительно 80% мол. от общего объема газового субстрата, таким образом, что эффективность энергопользования, основанная на сырьевом потоке, подаваемом в установку для парового риформинга, включающем исходное сырье и топливо, составляет, по меньшей мере, приблизительно 60%.
13. Способ по п. 12, в котором биореакторная установка включает биореактор с глубоким резервуаром.
14. Способ по п. 13, в котором биореактор с глубоким резервуаром представляет собой барботажную колонну.
15. Способ по п. 14, в котором эффективность энергопользования, рассчитанная на основе углерода, подаваемого в установку парового риформинга в качестве сырья и топлива, составляет, по меньшей мере, приблизительно 65%.
16. Способ управления функционированием биореакторной установки анаэробной биоконверсии газового субстрата, содержащего монооксид углерода, водород и диоксид углерода в растворителе на водной основе, содержащем микроорганизмы, необходимые для конверсии указанного субстрата в спирт, в котором:
а. указанный субстрат непрерывно вводят в виде газовых пузырьков через один или несколько газовых впускных патрубков биореакторную установку, включающую, по меньшей мере, один биореактор для растворителя, который включает, по меньшей мере, один газовый впускной патрубок и включает, по меньшей мере, один газовый выпускной патрубок, и, по меньшей мере, один биореактор в биореакторной установки содержит по существу, однородный растворитель на водной основе и характеризуется, по существу, неравномерным распределением концентрации субстрата между газовым впускным патрубком и газовым выпускным патрубком;
b. поддерживают контактирование между газовыми пузырьками и указанным растворителем для получения содержащего спирт растворителя и обедненной субстратом газовой фазы в газовом выпускном патрубке в указанной биореакторной установке;
c. обедненную субстратом газовую фазу непрерывно отбирают из указанной биореакторной установки, по меньшей мере, из одного газового выпускного патрубка; и
d. часть указанного растворителя непрерывно или периодически отбирают из указанной биореакторной установки выделения спирта, причем отбор является достаточным для поддержания уровня содержания спирта в указанном растворителе ниже концентрации, при которой имеет место неблагоприятное воздействие спирта на микроорганизмы;
причем способ дополнительно включает стадию регулирования отношения числа электронов к числу газовых пузырьков атомов углерода, чтобы она составляла от приблизительно 5,2:1 до приблизительно 6,8:1, и включает стадию корректировки концентрации диоксида углерода в газовом субстрате с той целью, чтобы величина парциального давления диоксида углерода в обедненной субстратом газовой фазе, по меньшей мере, в одном газовом выпускном патрубке составляла от приблизительно 2,5 до приблизительно 25 кПа.
17. Способ по п. 16, в котором газовый субстрат получают путем, по меньшей мере, газификацией, частичным окислением или риформингом углеродсодержащего сырья.
18. Способ по п. 17, в котором риформинг представляет собой автотермический риформинг, и функционирование автотермического риформинга приводит к образованию синтез-газа, имеющего отношение числа электронов к числу атомов углерода от приблизительно 5,7:1 до приблизительно 6,0:1.
19. Способ по п. 17, в котором риформинг включает паровой риформинг.
20. Способ по п. 19, в котором паровой риформинг обеспечивает получение продукта риформинга, имеющего отношение числа электронов к числу атомов углерода, большее, чем 8:1, и диоксид углерода добавляют к продукту риформинга для получения газового субстрата.
21. Непрерывный способ анаэробной биоконверсии газового субстрата, содержащего монооксид углерода, водород и диоксид углерода в растворителе на водной основе, содержащем микроорганизмы, необходимые для конверсии указанного субстрата в спирт, включающий:
а. проведение непрерывного риформинга углеродсодержащего сырья путем автотермического риформинга с использованием воздуха в качестве источника кислорода для автотермического риформинга с получением синтез-газа, имеющего отношение числа электронов к числу атомов углерода от приблизительно 5,5:1 и 6,0:1, и концентрацию азота от приблизительно 25 до приблизительно 35% мол.;
b. непрерывное введение указанного синтез-газа в виде газовых пузырьков через один или несколько газовых впускных патрубков в биореакторную установку, включающую, по меньшей мере, один биореактор для растворителя, который включает, по меньшей мере, один газовый впускной патрубок и включает, по меньшей мере, один газовый выпускной патрубок, и, по меньшей мере, один биореактор в биореакторной установке содержит, по существу, однородный растворитель на водной основе и характеризуется, по существу, неравномерным распределением концентрации субстрата между газовым впускным патрубком и газовым выпускным патрубком;
c. обеспечение контактирования между газовыми пузырьками и указанным растворителем для получения содержащего спирт растворителя и обедненной субстратом фазы синтез-газа в газовом выпускном патрубке в указанной биореакторной установке, причем продолжительность контактирования является достаточной для конверсии, по меньшей мере, приблизительно 90% водорода и, по меньшей мере, приблизительно 95% монооксида углерода в газовом субстрате в спирт;
d. непрерывный отбор обедненной субстратом газовой фазы синтез-газа из указанной биореакторной установки, по меньшей мере, из одного газового выпускного патрубка, при котором обедненная субстратом газовая фаза, отбираемая из биореакторной установки, имеет величину парциального давления диоксида углерода от приблизительно 2,5 до приблизительно 25 кПа; и
e. непрерывный или периодический отбор части указанного растворителя из указанной биореакторной установки выделения спирта, причем отбор является достаточным для поддержания уровня содержания спирта в указанном растворителе ниже концентрации, при которой имеет место неблагоприятное воздействие спирта на микроорганизмы.
22. Способ по п. 21, в котором эффективность энергопользования, рассчитанная на основе углерода, подаваемого в установку для автотермического риформинга, по меньшей мере, составляет приблизительно 65%.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361762702P | 2013-02-08 | 2013-02-08 | |
US14/175,928 | 2014-02-07 | ||
US14/175,928 US9528130B2 (en) | 2013-02-08 | 2014-02-07 | Processes and control systems for high efficiency anaerobic conversion of hydrogen and carbon oxides to alcohols |
PCT/US2015/014913 WO2015120329A1 (en) | 2013-02-08 | 2015-02-06 | Processes and control systems for high efficiency anaerobic conversion of hydrogen and carbon oxides to alcohols |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016135923A true RU2016135923A (ru) | 2018-03-15 |
Family
ID=51297687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135923A RU2016135923A (ru) | 2013-02-08 | 2015-02-06 | Способы и системы управления процессом высокоэффективной анаэробной конверсии водорода и оксидов углерода в спирты |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9528130B2 (ru) |
EP (1) | EP3102687A1 (ru) |
CN (1) | CN105980572A (ru) |
AU (1) | AU2015213700A1 (ru) |
BR (1) | BR112016017956A2 (ru) |
CA (1) | CA2937749A1 (ru) |
RU (1) | RU2016135923A (ru) |
WO (1) | WO2015120329A1 (ru) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10619173B2 (en) | 2014-07-22 | 2020-04-14 | Iogen Corporation | Process for using biogenic carbon dioxide derived from non-fossil organic material |
US9108894B1 (en) | 2014-07-22 | 2015-08-18 | Iogen Corporation | Process for using biogenic carbon dioxide derived from non-fossil organic material |
US10640793B2 (en) | 2014-07-22 | 2020-05-05 | Iogen Corporation | Process for using biogenic carbon dioxide derived from non-fossil organic material |
US9976159B2 (en) * | 2014-10-15 | 2018-05-22 | Synata Bio, Inc. | Methods for controlling acetoclastic microorganisms in acetogenic syngas fermentation processes |
US11434509B2 (en) | 2014-12-08 | 2022-09-06 | Iogen Corporation | Process for using biogenic carbon dioxide derived from non-fossil organic material |
US9145300B1 (en) | 2015-01-20 | 2015-09-29 | Iogen Corporation | Integrated hydrogen production process |
US9605286B2 (en) | 2015-01-20 | 2017-03-28 | Iogen Corporation | Integrated hydrogen production process |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT1303629E (pt) * | 2000-07-25 | 2006-10-31 | Emmaus Foundation Inc | Metodos para aumentar a producao de etanol a partir da fermantacao microbiana |
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 |
US8802905B2 (en) * | 2009-06-19 | 2014-08-12 | The Texas A&M University System | Integrated biofuel processing system |
TWI509073B (zh) * | 2010-05-04 | 2015-11-21 | Lanzatech New Zealand Ltd | 改良之廢氣醱酵作用 |
US8980597B2 (en) * | 2011-09-23 | 2015-03-17 | Coskata, Inc. | From carbon monoxide and hydrogen anaerobic fermentation processing using a pre-reactor/deep tank reactor system |
US8895274B2 (en) * | 2011-11-28 | 2014-11-25 | Coskata, Inc. | Processes for the conversion of biomass to oxygenated organic compound, apparatus therefor and compositions produced thereby |
-
2014
- 2014-02-07 US US14/175,928 patent/US9528130B2/en active Active
-
2015
- 2015-02-06 WO PCT/US2015/014913 patent/WO2015120329A1/en active Application Filing
- 2015-02-06 EP EP15746103.9A patent/EP3102687A1/en not_active Withdrawn
- 2015-02-06 BR BR112016017956A patent/BR112016017956A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2015-02-06 AU AU2015213700A patent/AU2015213700A1/en not_active Abandoned
- 2015-02-06 CN CN201580007649.9A patent/CN105980572A/zh active Pending
- 2015-02-06 RU RU2016135923A patent/RU2016135923A/ru not_active Application Discontinuation
- 2015-02-06 CA CA2937749A patent/CA2937749A1/en not_active Abandoned
-
2016
- 2016-12-13 US US15/377,654 patent/US10227615B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2937749A1 (en) | 2015-08-13 |
WO2015120329A1 (en) | 2015-08-13 |
US20140227752A1 (en) | 2014-08-14 |
BR112016017956A2 (pt) | 2019-09-24 |
US20170088864A1 (en) | 2017-03-30 |
EP3102687A1 (en) | 2016-12-14 |
US9528130B2 (en) | 2016-12-27 |
AU2015213700A1 (en) | 2016-07-07 |
CN105980572A (zh) | 2016-09-28 |
US10227615B2 (en) | 2019-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2016135923A (ru) | Способы и системы управления процессом высокоэффективной анаэробной конверсии водорода и оксидов углерода в спирты | |
US9447435B2 (en) | Integrated processes for anaerobic conversion of hydrogen and carbon oxides to alcohol | |
JP7273834B2 (ja) | 炭素変換効率を改善するためのプロセス | |
US10065902B2 (en) | Butadiene production system and butadiene production method | |
JP2016513867A5 (ru) | ||
CN105431221A (zh) | 通过从soec产生的co的膜纯化制备高纯度co的方法 | |
AU2018308586A1 (en) | Method for the preparation of ammonia synthesis gas | |
TR201907620T4 (tr) | Derin tank anaerobik fermantasyon reaktörlerini kullanarak karbon monoksit ve hidrojenden oksijen katılmış organik bileşik yapmaya yönelik prosesler. | |
JP6751708B2 (ja) | 有機物質の生産方法及び装置 | |
WO2010078035A3 (en) | Process and system for converting biogas to liquid fuels | |
Lee et al. | Development of pilot WGS/multi-layer membrane for CO2 capture | |
JP7224481B2 (ja) | 近接沸騰生成物を回収するためのプロセス | |
Iulianelli et al. | CO-free hydrogen production by steam reforming of acetic acid carried out in a Pd–Ag membrane reactor: the effect of co-current and counter-current mode | |
JP2024514490A (ja) | 炭素変換率を改善するための方法 | |
RU2013134616A (ru) | Способ ввода в эксплуатацию автотермических реакторов риформинга | |
JP2024509639A (ja) | 二酸化炭素を生成物に変換することの改善のためにガス発酵プラットフォームを制御する方法 | |
US8771999B2 (en) | Low energy, high substrate efficiency, anaerobic, deep, bubble column fermentation processes | |
JP2014080328A (ja) | プロセスからco2を排出しない合成ガス及び水素の併産方法 | |
KR101426698B1 (ko) | 액상 개질 반응기를 포함하는 수소 제조 장치 | |
JP2024509638A (ja) | 二酸化炭素を生成物に変換することの改善のための柔軟な発酵プラットフォーム | |
CN203494493U (zh) | 复合型脱烃净化反应器 | |
US10189754B2 (en) | Butadiene production system and butadiene production method | |
KR20240056799A (ko) | 유연성 생성물 분리 및 회수 | |
JP2011116652A (ja) | 自立型低級炭化水素直接分解プロセスシステム | |
KR20130122874A (ko) | 에프피에스오의 리포밍 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA93 | Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination) |
Effective date: 20180207 |