UA72220C2 - Незмішувана з водою суміш розчинник/співрозчинник для екстрагування оцтової кислоти, спосіб одержання оцтової кислоти (варіанти), спосіб анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти (варіанти), модифікований розчинник та спосіб його одержання - Google Patents

Abstract

Описано незмішуваний з водою розчинник, який використовується для екстракції оцтової кислоти з водних потоків, що містить суміш ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів. Цей розчинник позбавлений моноалкіламінів та спиртів. Суміші розчинників, утворені з такого модифікованого розчинника з бажаним співрозчинником, краще низькокиплячим вуглеводнем, який утворює азеотроп з водою, використовують для екстракції оцтової кислоти з водно-газових потоків. Такі розчинники використовують в процесі анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти за умов, які обмежують утворення аміду і, таким чином, підвищують ефективність витягнення оцтової кислоти. Способи прямої екстракції оцтової кислоти та екстрактивного бродіння оцтової кислоти також використовують модифіковані розчинники, що підвищує ефективність процесу одержання оцтової кислоти.

Description

Цей винахід одержав часткову підтримку за грантами Міністерства енергетики США згідно з Договором про кооперацію МеОЕ-ЕСО2-90СЕ40939. Уряд США зацікавлений у цьому винаході.

Цей винахід в цілому стосується удосконалених способів мікробного одержання оцтової кислоти. Більш конкретно, винахід стосується екстракції оцтової кислоти з водних потоків та в результаті мікробного бродіння необхідних хімічних продуктів з потоків газів, наприклад, потоків відхідного газу, потоків промислового газу або потоків газу, одержуваних при газифікації вуглецевих речовин.

Способи анаеробного бродіння чадного газу та/"або водню і вуглекислого газу для одержання оцтової кислоти, солей оцтової кислоти або інших продуктів, що представляють комерційний інтерес, наприклад, етанолу, використовувалися в масштабах лабораторного стенда. Див., наприклад, Меда єї а!., (1989) Віоїтеси.

Віоепод., 34:785-793; КіІаззоп еї аї, (1990) Аррі. Віоспет. Віоїесі., 24/25: 1; Меда еї аї, (1989) Аррі. Віоспет.

Віоїесн., 20/21: 781-797; та Кіаззоп еї аї., (1992) Епл. Місюрт. Тесни., 19: 602-608, крім інших джерел.

Нещодавно винахідники цього винаходу провели дослідження промислових способів бродіння потоків промислового газу, зокрема потоків відхідного газу, у продукти, що представляють комерційний інтерес, з використанням способів, в яких застосовується бродіння потоку газу, водного живильного середовища та анаеробних бактерій або їхніх сумішей в біореакторі. Див., наприклад, патент США Мо5173429, патент США

Ме5593886 та міжнародну публікацію МеУуУО98/00558, які приводяться тут як посилання.

Відповідно до вищезгаданого попереднього рівня техніки винахідників один з таких промислових процесів містить такі скорочено викладені етапи. У біореактор або бродильний апарат, в якому знаходиться культура анаеробних бактерій, одного виду або змішаних видів, постійно подають живильні речовини. У біореактор постійно вводять потік газу та утримують його там протягом періоду часу, достатнього для максимального збільшення ефективності процесу. Потім виділяють відпрацьований газ, який містить інертний газ та остаточні гази, що не прореагували. Стічні води передають у центрифугу, мембрану з порожнистих волокон, або інший пристрій для поділу твердої та рідкої фаз для розділення захоплених мікроорганізмів. Ці мікроорганізми повертають до біореактору для підтримання високої клітинної концентрації, що дає більш високу швидкість реакції. Відокремлення необхідного(их) продукту(ів), одержуваного(их) біологічним способом, від розчиненої речовини або центрифугату відбувається шляхом подавання розчиненої речовини або центрифугату до екстрактору, де його вводять в контакт з розчинником, наприклад, таким, як діалкіловий або триалкіловий амін, у придатному співрозчиннику, або трибутилфосфат, етилацетат, триоктилфосфіноксид та подібні сполуки в співрозчиннику. Придатні співрозчинники включають довголанцюгові спирти, гексан, циклогексан, хлороформ та тетрахлоретилен.

Живильні речовини та матеріали у водній фазі потім надходять до біореактора, а розчин розчинника/кислоти/води - до ректифікаційної колони, де цей розчин нагрівають до температури, достатньої для відокремлення кислоти та води з розчинника. Розчинник проходить з ректифікаційної колони через камеру охолодження для зниження температури до оптимальної для екстракції температури, а потім назад до екстрактору для повторного використання. Розчин кислоти та води надходить до останньої ректифікаційної колони, де необхідний кінцевий продукт виділяють з води та видаляють. Воду рециркулюють для приготування живильних речовин.

Крім того, добре відомо, що ряд ацетогенних бактерій утворює оцтову кислоту та інші продукти, які представляють інтерес в комерційному плані, при участі в таких процесах бродіння, включаючи нові штами

Сіовігідіит ипдаапйіїї (див., наприклад, патенти США МоМе5173429 та 5593886 та міжнародну публікацію

МеМ/098/00558).

Незважаючи на те, що мікробне бродіння ряду потоків газу є таким відомим та розвиненим, виробництво оцтової кислоти, крім інших питань, обмежено потенціальною здатністю використовуваного розчинника до екстракції оцтової кислоти та розкладанням розчинника під час процесу виробництва, крім інших питань.

Через неухильно зростаючу потребу в одержанні оцтової кислоти та в перетворенні промислових відхідних газів у корисні екологічно чисті продукти у і цій галузі зберігається потреба в способах, які є більш ефективними для одержання необхідного комерційного продукту, та в сполуках, які можуть поліпшити продуктивність подібних способів.

В одному з аспектів у цьому винаході забезпечується модифікований незмішуваний з водою розчинник, який використовується для екстракції оцтової кислоти з водних потоків, які містять по суті бездомішкову суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів (або вторинних амінів). Цей розчинник може екстрагувати кислоту у відсутності співрозчинника. У найкращому варіанті реалізації цей розчинник є модифікованою формою розчинника "Адодеп283юФ" (компанії "Вітко Корпорейшн"), в якому значно знижений вміст спиртів та моноалкіламінів (або первинних амінів). В іншому кращому варіанті реалізації, крім того, знижений вміст триалкіламінів (або третинних амінів) (тобто по суті розчинник очищений від них).

В іншому аспекті у винаході забезпечується спосіб обробки розчинника, що містить спирти, моноалкіламіни, суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіл- та триалкіламінів для поліпшення його здатності до екстракції оцтової кислоти, який включає очищення розчинника по суті від усіх спиртів та моноалкіламінів. В іншому варіанті реалізації спосіб включає піддавання дистильованого розчинника другій дистиляції для видалення по суті всіх триалкіламінів.

В ще одному аспекті у винаході забезпечується нова незмішувана з водою суміш розчинника/співрозчинника, яка використовується для екстракції оцтової кислоти, краще в концентраціях менше 1095, з водного потоку, що містить вищеописаний модифікований незмішуваний з водою розчинник, який використовується для екстракції оцтової кислоти з водних потоків, які містять по суті бездомішкову суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів та обраний співрозчинник. У кращому варіанті реалізації винаходу співрозчинник являє собою низькокиплячий вуглеводень, який має від 9 до 11 атомів вуглецю, і який утворює азеотроп з водою та оцтовою кислотою.

В ще одному аспекті у винаході забезпечується небродильний процес одержання оцтової кислоти з водного потоку, який включає введення потоку в контакт із сумішшю модифікованого розчинника/співрозчинника, описаною вище; екстрагування оцтової кислоти з водної фази у фазу розчинника;

та ректифікації оцтової кислоти від її домішок за допомогою розчинника при температурі, що не перевищує

В ще одному аспекті у винаході забезпечується небродильний процес одержання оцтової кислоти з водного потоку, який включає введення потоку в контакт із сумішшю модифікованого розчинника/співрозчинника, описаною вище; екстрагування оцтової кислоти з водної фази у фазу розчинника; та ректифікації у вакуумі оцтової кислоти від її домішок за допомогою розчинника при температурі, що не перевищує 16070.

В ще одному аспекті у цьому винаході забезпечується процес анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який містить етапи: а) бродіння в біореакторі водного потоку, що містить газ, який вибирається з групи, що складається з чадного газу, чадного газу та водню, водню та вуглекислого газу, та чадного газу, вуглекислого газу та водню, у живильній суміші з анаеробною ацетогенною бактерією, в результаті чого утворюється бульйон, який містить оцтову кислоту; б) постійного екстрагування оцтової кислоти з бульйону за допомогою суміші модифікованого розчинника/співрозчинмика, описаної вище; в) постійної ректифікації оцтової кислоти в продукті б) від розчинника при температурі, що не перевищує 1607С, та г) необов'язкової рециркуляції розчинника та бульйону через біореактор. Етапи екстракції та ректифікації відбуваються без істотного розкладання аміну в амід, таким чином, підвищуючи ефективність регенерації оцтової кислоти з бульйону.

В ще одному аспекті в цьому винаході забезпечується спосіб посилення регенерації оцтової кислоти з бродильного бульйону, який містить водний потік, що містить один або декілька газів з групи чадного газу, вуглекислого газу та водню, та анаеробну ацетогенну бактерію і живильне середовище, причому цей спосіб включає контактування цього потоку з розчинником, який містить вищеописаний модифікований діалкіламін та обраний співрозчинник; постійного екстрагування оцтової кислоти з потоку в суміші розчинників, та ректифікації оцтової кислоти з суміші розчинників у вакуумі при температурі ректифікації нижче 160"С, без значного розкладання аміну в амід.

В ще одному аспекті у винаході забезпечується удосконалений спосіб посилення регенерації оцтової кислоти в результаті анаеробного мікробного бродіння водного потоку, який містить чадний газ, вуглекислий газ та водень, чадний газ, вуглекислий газ та водень, або вуглекислий газ та водень, причому цей спосіб включає етапи контакту продукту бродіння потоку з розчинником, що не змішується з водою, екстрагування продукту бродіння з потоку та ректифікації оцтової кислоти від нього. Поліпшення полягає у тому, що як розчинник використовується суміш модифікованого розчинника/співрозчинника, описана вище, а також в тому, що етап ректифікації здійснюється при температурі, яка не перевищує 160"С, без значного розкладання аміну в амід.

В ще одному аспекті у винаході забезпечується процес анаеробного мікробного бродіння (тобто процес екстрактивного бродіння) для одержання оцтової кислоти, який здійснюється без фільтрації або відокремлення клітин перед екстракцією. В одному варіанті реалізації спосіб містить розташування в бродильному апараті анаеробної ацетогенної бактерії в живильному середовищі та модифікованого незмішуваного з водою розчинника, який містить по суті бездомішкову суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів з обраним співрозчинником, протягом періоду часу, достатнього для акліматизації бактерій до розчинника. До бродильного апарату вводять потік газу, який містить один або декілька газів з групи, що складається з вуглекислого газу, чадного газу та водню), і утворюється бродильний бульйон, який містить бактерії, живильне середовище, оцтову кислоту, суміш розчинників та воду. Бродильний бульйон, що містить клітини та суміш розчинників, вводять у відстійний бак, де водна фаза, що містить бактерії та живильне середовище, осідає на дно бака з фази розчинника, що містить оцтову кислоту, розчинник та воду, без фільтрації. Оцтову кислоту видаляють з розчинника шляхом безперервної ректифікації при температурі, що не перевищує 160"С. Етап ректифікації відбувається без значного розкладання аміну в амід, що, таким чином, підвищує ефективність регенерації оцтової кислоти з бульйону.

В ще одному аспекті у винаході забезпечується процес анаеробного мікробного бродіння (тобто процес екстракції прямим контактом) для одержання оцтової кислоти, в якому не потрібна фільтрація бактеріальних клітин. Процес включає етапи: а) бродіння в біореакторі водного потоку, який містить один або декілька газів з групи, що складається з чадного газу, вуглекислого газу та водню, у живильній суміші з анаеробними ацетогенними бактеріями, в результаті чого утворюється бульйон, який містить оцтову кислоту, воду та бактеріальні клітини; б) введення до традиційного екстракційного пристрою, такого як колона, з розчинником або водою у безперервній фазі, 1) бульйону без відокремлення клітин та 2) суміші розчинника, яка містить модифікований незмішуваний з водою розчинник, який використовується для екстракції оцтової кислоти з водних потоків, які містять по суті бездомішкову суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів та обраний співрозчинник, причому фаза розчинника, що містить оцтову кислоту, розчинник та воду, виходить з колони окремо від водної фази, що містить бактерії та живильне середовище; та в) постійної ректифікації з фази розчинника б) оцтової кислоти окремо від розчинника при температурі, що не перевищує 160"С. Етапи б) та в) відбуваються без істотного розкладання аміну в амід, що, таким чином, підвищує ефективність регенерації оцтової кислоти з бульйону.

В ще одному аспекті у винаході забезпечується процес анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який містить етап(и) видалення розчиненого вуглекислого газу та (необов'язково) розчиненого сірководню з бродильного бульйону перед екстрагуванням. Етапи цього процесу можуть включати а) бродіння в біореакторі потоку газу, який містить один або декілька газів з групи, що складається з чадного газу, вуглекислого газу та водню, у живильній суміші з анаеробними ацетогенними бактеріями, в результаті чого утворюється бродильний бульйон, який містить оцтову кислоту та розчинений вуглекислий газ; б) видалення вуглекислого газу з бродильного бульйону перед екстрагуванням; в) контактування бульйону (б) з розчинником, який містить діалкіламін, краще сумішшю модифікованого розчинника та співрозчинника відповідно до цього винаходу, протягом періоду часу, достатнього для того, щоб викликати утворення фази розчинника, що містить оцтову кислоту, розчинник та воду; та г) безперервної ректифікації оцтової кислоти від фази розчинника. Етап видалення вуглекислого газу/сірководню може бути здійснений за допомогою відпарювального газу шляхом попереднього нагрівання бульйону або шляхом різкого зниження тиску в бродильному бульйоні.

Інші аспекти та переваги цього винаходу описані далі у нижченаведеному докладному описі найкращих варіантів його реалізації.

Фіг.1 є графіком, на якому представлена концентрація оцтової кислоти (НАс) у г/л стосовно концентрації

НАс водної фази у г/л для процесу регенерації оцтової кислоти, в якому використовується 6090 модифікованого розчинника "Адодеп 283ФІ А" в азеотропному розчиннику "5Х-18". Експериментальні точки представлені трикутниками, теоретичні точки - квадратами, та коефіцієнти екстракції (Ка) - колами.

Фіг2 є графіком, подібним Ффіг.17, за винятком того, що суміш розчинників є 3395 модифікованого розчинника в співрозчиннику. фіг.3 є схематичним зображенням структури зразкового пристрою, що використовується для мікробного бродіння газів для одержання оцтової кислоти з використанням модифікованого етапу процесу видалення вуглекислого газу та сірководню з бродильного бульйону перед екстракцією, а також із застосуванням лише двох ректифікаційних колон. Див., наприклад, приклад 6. Зразкові пристрої, що регулюють температуру на різноманітних етапах цього виробничого процесу, позначені на цьому кресленні як конденсатори холодної води, тепло- або парообмінники.

Фіг.4 є графіком, на якому зображена температурна залежність швидкості утворення аміду за формулою

У-КХ, де У - концентрація аміду через 16 годин у вагових відсотках; Х - оцтова кислота у вихідному матеріалі у вагових відсотках; та К - константа швидкості утворення аміду. Формула, для якої на графіку відзначені точки, є формулою Іп(к)- -9163,217(1/7)427,41, де Т - абсолютна температура в градусах Кельвіна. Див., наприклад, приклад 2 нижче.

Створення сполук та процесів відповідно до винаходу спрямовано на поліпшення процесів одержання оцтової кислоти з водних фаз. включаючи водні фази, утворені процесами бродіння. Таким чином, в одному з варіантів реалізації удосконалені процеси регенерації оцтової кислоти відповідно до попереднього рівня техніки, і регенерація оцтової кислоти з розведених водних потоків посилюється шляхом використання в процесі екстракції та ректифікації розчинника, який містить суміш сильно розгалужених діалкіламінів. а краще - суміш цього розчинника з обраним співрозчинником, в якій відбувається обмежене розкладання розчинника. В іншому варіанті реалізації використання цієї ж суміші модифікованого розчинника та співрозчинника може підсилити регенерацію оцтової кислоти в процесі мікробного бродіння для потоків газу, який містить етапи екстракції/ректи фікації.

Інші поліпшення регенерації оцтової кислоти в традиційних процесах бродіння, передбачені цим винаходом, включають усунення необхідності відокремлювати бактеріальні клітини від бульйону, що містить оцтову кислоту, під час процесу та/або заміну використання дорогого екстрактора прямим контактом бактеріальних клітин із сумішшю обраного модифікованого розчинника та співрозчинника.

Інші поліпшення ефективності регенерації оцтової кислоти в традиційних процесах бродіння, а також процесів, що описуються нижче, включають видалення розчиненого вуглекислого газу або сірководню з бродильного бульйону перед екстрагуванням.

А. Модифікований розчинник та суміш розчинника/співрозчинника

У цьому винаході створений модифікований розчинник та суміш розчинника/співрозчинника, що виявляє чудові характеристики в плані екстракції оцтової кислоти з водних фаз, які містять цю кислоту. Цей розчинник та суміш розчинників використовуються як для екстракції оцтової кислоти в небродильних процесах, так і для екстракції та ректифікації з бродильного бульйону, який містить анаеробний ацетогенний мікроорганізм, водне живильне середовище і джерела енергії та вуглецю з потоків газу.

Необхідний розчинник (з метою стислості називаний "модифікованим розчинником") відповідно до цього винаходу визначається як незмішуваний з водою розчинник, використовуваний для екстракції оцтової кислоти з водних потоків, які містять по суті бездомішкову суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів. Краще, якщо такий модифікований розчинник має коефіцієнт розподілу (Ка) більш 10, а ще краще - більш 15. Цей розчинник може екстрагувати оцтову кислоту у відсутності співрозчинника.

Під терміном "по суті бездомішкова" мають на увазі, що розчинник містить більш 50 об'ємних відсотків діалкіламінів та має як можна менший відсотковий вміст моноалкіламінів. Ще краще, якщо розчинник містить більш 7095 діалкіламінів. В іншому кращому варіанті реалізації розчинник містить більш 8095 діалкіламінів. У ще кращому варіанті реалізації розчинник містить від 80 до 10095 діалкіламінів. Така по суті бездомішкова суміш, крім того, має відсотковий вміст моноалкіламінів, який може варіювати від 0,01 до приблизно 20 об'ємних відсотків. Більш конкретно, процентний вміст моноалкіламінів може варіювати від менше 195 до приблизно 1095. В деяких варіантах реалізації процентний вміст моноалкіламінів варіює від приблизно 595 до приблизно 1595. В інших варіантах реалізації цього винаходу розчинник містить менше 5 об'ємних відсотків, а краще - менше 1 об'ємного відсотка моноалкіламінів. Інший варіант такого модифікованого розчинника має кількість триалкіламінів менше максимум 50 об'ємних відсотків, а краще - 095 триалкіламінів. У деяких варіантах реалізації кількість триалкіламінів у розчиннику складає менше 40 об'ємних відсотків. Ще один варіант реалізації мас менше 25 об'ємних відсотків триалкіламінів. Кращий варіант містить менше 10 об'ємних відсотків триалкіламінів, а ще краще - менше 5 об'ємних відсотків триалкіламінів. Такий кращий варіант реалізації містить менше приблизно 1 об'ємного відсотка триалкіламінів. Інші розчинники відповідно до цього винаходу можуть мати як можна менший відсотковий вміст спиртів, переважно від менше 25 об'ємних відсотків до приблизно 0. Інший варіант реалізації містить менше 10 об'ємних відсотків спирту, переважно менше 5 об'ємних відсотків, а краще - менше 1 об'ємного відсотка спирту.

Наприклад, один бажаний модифікований розчинник містить біля 9095 суміші ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів та біля 1095 триалкіламінів. Таким чином, використовувані модифіковані розчинники можуть містити невеликі кількості спирту, моноалкіламінів та триалкіламінів, і при цьому все ж таки підвищувати ефективність одержання оцтової кислоти способами відповідно до цього винаходу.

Один з варіантів реалізації модифікованого розчинника, описаного вище, може бути отриманий шляхом модифікації технічного розчинника, тобто шляхом видалення спиртів та моноалкіламінів з метою одержання необхідного модифікованого розчинника для процесів відповідно до цього винаходу, описаних вище.

Технічний розчинник, продукт "Адодеп283Ф" ("Вітко Корпорейшн") є діалкіламіном, тобто ді(тридецил)аміном або М-тридецил-1-тридеканаміном (номер Служби рефератів з хімії (СА) 5910-75-8 або 68513-50-8). По суті розчинник "Адодеп283Ф" являє собою складну суміш ізомерів, яку можна класифікувати як моноалкіл-, діалкіл- та триалкіламіни. Немодифікований розчинник "Адодеп283Ф" має середню молекулярну вагу 395 та загальне число амінів 144,0 і містить, наприклад, 0,2995 спиртів, 5,7890 моноалкіламіну та 85,9995 діалкіламіну. Мас- спектрометричний аналіз висококиплячих амінів розчинника "Адодеп283Ф" наведений нижче в Таблиці 1:

Таблиця 1 вага ВІДСОТОК ((СізНогамМно 0 | Діалкло | 381 | .Ю5 ((СізНог Сі Но)МН | Діалюкло | 367 | 27 т (СізНот(СіаНе)МН | Діалюло| 395 2 | 10 жКм«

Незважаючи на те, що цей технічний розчинник "Адодеп283Ф" вважається корисним екстракційним розчинником для екстракції розведеної оцтової кислоти з водних фаз, до створення цього винаходу в цій галузі техніки визнавалося, що при ректифікації розчинника "Адодеп283Ф" він поступово розкладається, тобто біля 4095 перетворюється у небажані аміди при реагуванні аміну з оцтовою кислотою протягом З годин за умовами ректифікації (У.М/.Аппоизе, І... Таліагідев, У.Іпаив. Епд. Спет. Вев., 31:1971-1981(1992)), що, таким чином, робить його небажаним для процесів регенерації оцтової кислоти, пов'язаних з ректифікацією.

Відповідно до вищенаведеного повідомлення, спирти в розчиннику "Адодеп283Ф" можуть також реагувати з оцтовою кислотою при температурах ректифікації, створюючи складні ефіри. Крім того, розчинник "Адодеп283Ф" або його модифікації, навіть у комбінації із співрозчинником, раніше не признавався придатним для використання в процесах, пов'язаних з ректифікацією, через його небажану здатність до утворення амідів (М.І. Віскег єї аї., У.Зерагайоп Тесппо)., 1:36-41 (1979)).

Таким чином, ключовим аспектом цього винаходу було визначення винахідниками способу модифікування розчинника, наприклад, такого, як розчинник "Адодеп283Ф", який має високий коефіцієнт розподілу (наприклад, Ка більш 5 або рівний 5, а краще - від приблизно 10 до 20), з метою усунення його небажаних характеристик. Ще одним аспектом винаходу є комбінування цього модифікованого розчинника з обраним співрозчинником для одержання суміші розчинників, яка є придатною для процесів регенерації оцтової кислоти, пов'язаних з ректифікацією. Модифікація розчинника "Адодеп283Ф" для значного видалення або зниження відсоткового вмісту спиртів та моноалкіламінів здійснюється в такий спосіб. Технічний розчинник піддають ректифікації, краще в плівковому випарнику; а потім дистильований розчинник піддають етапу промивання кислим розчином. Етап промивання кислим розчином здійснюють при температурі навколишнього середовища, краще з використанням розведеної органічної кислоти при рН менше 5. Однією зразковою кислотою є розведена оцтова кислота (при приблизно 1-50г/л, краще - менше Збг/л, а ще краще - менше Зг/л).

Ця кислота звичайно використовується у співвідношенні розведеної кислоти до розчинника принаймні 1:1.

Краще, якщо співвідношення кислоти до розчинника складає 5:1. Ці два етапи ректифікації та промивання кислим розчином видаляють низькокиплячі органічні речовини та моноалкіламіни. Звичайно під "низькокиплячими" розуміють речовини, які киплять при температурі нижче приблизно 1157С, краще - нижче приблизно 100"С, при приблизно 7Отор.

В одному конкретному прикладі ректифікацію здійснювали в лабораторному плівковому випарнику зі швидкістю подачі розчинника "Адодеп283ю" 56,4г в годину, температурою 164,3"7С та тиском 69,9тор. Спирти та моноалкіламіни при цьому процесі відокремлюються та видаляються вгорі ректифікаційної колони, що дозволяє видалити одержуваний в результаті модифікований розчин, який містить суміш сильно розгалужених діалкіламінів та триалкіламінів, знизу ректифікаційної колони. Цей модифікований розчин одержав назву "модифікованого розчину А".

Модифікований розчин А характеризувався тим, що містив 0,02 відсотка низькокиплячих органічних речовин, 0,16 відсотка моноалкіламіну, 90,78 відсотка діалкіламіну та 9,04 відсотка триалкіламіну. У Таблиці 2 наведене порівняння фракцій (у відсотках), які складають немодифікований розчинник "Адодеп283Фб", модифікований розчинник А, та фракцій, що видаляються в результаті описаного вище процесу.

Таблиця 2 фікований ваний дистилят розчинник розчинник "Адодеп2838" А рев огеш | оо | г2оєю речовини 0,2995 0,0295 2,0695

Цей кращий модифікований розчинник А має коефіцієнт екстракції приблизно 10 або вище та містить серед інших компонентів суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів, модифікованих для значного зниження в ньому вмісту спиртів та кількості моноалкіламінів. Модифікований розчинник А є відмінним розчинником, що концентрує оцтову кислоту, особливо для використання в способах відповідно до цього винаходу. Коефіцієнт екстракції цього модифікованого розчинника підвищується в міру зниження концентрації оцтової кислоти.

Потім модифікований розчинник А можна очистити для одержання іншого бажаного модифікованого розчинника, який одержав назву модифікованого розчинника В. Модифікований розчинник А вводять в іншу ректифікаційну колону за тих самих умов, що і вище. Ця ректифікація дозволяє здійснити ректифікацію та видалення діалкіламінів у модифікованому розчиннику А вгорі ректифікаційної колони, в результаті чого одержують модифікований розчинник В, поки триалкіламіни видаляються знизу ректифікаційної колони.

Модифікований розчинник В характеризується трохи кращим коефіцієнтом екстракції (більш 10) і навіть кращими якостями при застосуванні в способах відповідно до цього винаходу, коли його комбінують з обраним співрозчинником.

На основі наведених тут описів, що стосуються модифікації технічного "Адодеп283Ф" та модифікованих розчинників А та В, передбачається, що інші традиційні розчинники, які містять ізомерні суміші сильно розгалужених діалкіламінів з деякими триалкіламінами разом з моноалкіламінами, спиртами та іншими компонентами, наприклад, такі, як "Атрепйе ГА-2" з молекулярною масою 375 (Вопт «5 Наав) та інші, згадані

Н.Кеїзіпдег, С.9.Кіпод, Іпа. Епд. Спет. Нез., 34:845-852 (1995), можуть бути піддані подібному оброблянню з метою значного видалення спиртів, моноалкіламінів та, якщо потрібно, триалкіламінів, як описується тут, для одержання придатних модифікованих розчинників для використання у процесах, пов'язаних з екстракцією та ректифікацією кислот з водних фаз. Спеціаліст у цій галузі може легко застосувати цей метод до інших подібних розчинників без надмірного експериментування.

Інший аспект цього винаходу включає суміш модифікованого розчинника відповідно до цього винаходу з обраним співрозчинником, яка також має кращі характеристики для використання в процесах екстракції та ректифікації для регенерації оцтової кислоти. Для змішування з зазначеними вище модифікованими розчинниками, а також з розчинником "Адодеп283ю", що виробляється серійно, може бути обраний широкий ряд неспиртових співрозчинників. Завдяки високому коефіцієнту розподілу, який є можливим при використанні розчинника "Адодеп283Ф" та його модифікованих варіантів, у цих домішках можна використовувати широкий ряд співрозчинників. Співрозчинник просто зменшує Ка пропорційно фракції співрозчинника, застосовуваній у суміші. Як приклад, суміш 5095 розчинника "Адодеп283Ф" або його модифікованого варіанта та 50905 співрозчинника будь-якого типу має половину Ка чистого розчинника "Адодеп283Ф". Хоча це є справедливим і для інших розчинників на основі амінів, наприклад, "АІатіпе3368", "Адодеп381Ф", "Адодеп2б0ОФ" поряд з іншими розчинниками, значення Ка для цих останніх чистих розчинників дуже низькі (від 1 до 3), так що результатом розведення співрозчинниками є неекономічно низькі значення Ка (від 0,5 до 1,5 або нижче). При використанні інших розчинників, наприклад, "Аіатіпе336Ф", "Адодеп381Ф" та ін., що випускаються серійно, співрозчинник слід вибирати ретельним чином, щоб підвищити коефіцієнт розподілу.

Незважаючи на те, що Ка залежить від концентрації кислоти в бродильному апараті (звичайно біля 3-6г/л), краще, якщо необхідний Ка суміші розчинників складає приблизно від 1 до 20. Для концентрації кислоти приблизно 4,5-5,5г/л краще, якщо Ка суміші розчинників складає приблизно від 8 до 11. Інший Ка суміші розчинників складає приблизно 6-20. Проте при реалізації винаходу можна використовувати й інші значення коефіцієнта.

Суміш розчинника/співрозчинника повинна не змішуватися з водою та легко відокремлюватися від води при знижених температурах. Обраний співрозчинник повинний мати температуру кипіння нижче температури кипіння технічного розчинника або модифікованих розчинників, описаних вище. Наприклад, кращий співрозчинник кипить при температурі між 125"С та 250"С. Ще краще, якщо співрозчинник кипить при температурі між 1507С та 20070. В одному варіанті реалізації співрозчинник кипить приблизно при 1657С. При виборі співрозчинника слід уникати спиртів, оскільки вони реагують з оцтовою кислотою, створюючи складні ефіри, а також викликають емульгування. Обраний співрозчинник може поліпшити фізичні властивості, наприклад, в'язкість суміші, а також може сприяти зниженню температури кипіння розчинника. Вибір придатних співрозчинників може бути здійснений спеціалістом у цій галузі з урахуванням того, що низькотоксичні співрозчинники необхідні для розчинності у воді і повертаються до бродильного апарату, де співрозчинник вступає в контакт з бактеріями. Очевидним є те, що бактерії повинні переносити обраний співрозчинник.

Кращим співрозчинником для використання в суміші розчинників відповідно до цього винаходу є такий, який утворює азеотроп (тобто суміш, яку не легко розкласти на частини, і яка поводиться як "єдине ціле") з водою та оцтовою кислотою, коли знаходиться в стані пари. Азеотропний співрозчинник підвищує летучість принаймні одного з компонентів, наприклад, води. Утворення азеотропа дозволяє співрозчиннику та воді/оцтовій кислоті у вигляді пари переміщатися разом (по суті у вигляді єдиного цілого) нагору та зверху ректифікаційної колони. Коли пар сконденсується, співрозчинник та оцтова кислота/вода розділяються. В описаних нижче процесах ректифікації це дозволяє зцідити співрозчинник та повернути його до першої ректифікаційної колони. Оцтова кислоти та вода (і деяка кількість залишкового співрозчинника) потім можуть перейти до другої ректифікаційної колони для регенерації оцтової кислоти. Основна перевага азеотропного співрозчинника полягає у тому, що він дозволяє здійснювати регенерацію оцтової кислоти в двох ректифікаційних колонах, а не в трьох, які є необхідними для неазеотропних співрозчинників.

Деякі із співрозчинників, що виявляють необхідні характеристики, включають низькокиплячі вуглеводневі співрозчинники, які утворюють азеотропи з оцтовою кислотою. Особливо бажані співрозчинники, що відповідають цьому опису, включають алкани, зокрема ті, що знаходяться в діапазоні від С-9 до С-11. Серед таких корисних співрозчинників - п-нонан, п-декан, п-ундекан, складні ефіри та розчинники "Опотевх-18 тм" ("Філіпс Майнінг, Інк"), тобто який є сумішшю ізоалканів С9-С11. Інші співрозчинники, які використовуються для змішування з модифікованими співрозчинниками відповідно до цього винаходу, включають ті неспиртові розчинники, перелічені серед інших в Таблиці 3, стор.1976 Акпоизе (1992), які були згадані вище та включені в цей опис як посилання.

Такі співрозчинники при змішуванні з модифікованим діалкіламінним розчинником, описаним вище, можуть понизити температуру кипіння системи розчинників, зокрема тоді, коли систему розчинників ректифікують у вакуумі. Знижена температура кипіння також запобігає або обмежує утворення аміду з діалкіламіну. Така суміш розчинника/азеотропного співрозчинника дозволяє здійснювати процес ректифікації в двох колонах. Звичайно кількість модифікованого розчинника в суміші розчинника/співрозчинника може варіювати в суміші від приблизно 10 до приблизно 90 об'ємних відсотків. Краще, якщо кількість модифікованого розчинника, що містить діалкіламін, відповідно до винаходу складає приблизно від 30 до 70 об'ємних відсотків суміші розчинника/співрозчинника. У кращих варіантах реалізації винаходу модифікований розчинник є присутнім в суміші в кількості біля 60 об'ємних відсотків. Для утворення суміші модифікованого розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу необхідно принаймні 1095 співрозчинника. Кількість співрозчинника може варіювати від приблизно 10 до приблизно 9095; краще - від приблизно 30 до приблизно 70 об'ємних відсотків. У кращих варіантах реалізації модифікований розчинник є присутнім в суміші в кількості приблизно 40 об'ємних відсотків. Таким чином, краща та зразкова суміш розчинника/спів розчинника відповідно до цього винаходу містить 6095 модифікованого розчинника А та 4095 розчинника "ОпПотфе 5Х-18".

Вважається, що спеціаліст у цій галузі зможе скорегувати відсотковий вміст модифікованого розчинника та співрозчинника необхідним чином для якогось конкретного пристрою або процесу ректифікації. Коригування кількісного співвідношення модифікованого розчинника та співрозчинника для одержання необхідної суміші будуть засновані на таких факторах, як особливості та вміст модифікованого розчинника та співрозчинника, коефіцієнти їхнього відносного розподілу, їхні в'язкості, а також на таких практичних міркуваннях, як наявність тепла, розмір обладнання та відносні витрати на два компонента розчинника. Наприклад, виявляється, що найкращий коефіцієнт екстракції співвіднесений з високим вмістом амінів, що підвищує вартість системи розчинників. Таким чином, для деяких застосувань висока вартість буде впливати на бажане співвідношення модифікованого розчинника/співрозчинника. Також верхнє значення модифікованого розчинника в суміші обмежено його в'язкістю та точкою кипіння, які знижують за допомогою співрозчинника.

Як один з прикладів, співрозчинник "5Х-18" пропорційно знижує коефіцієнт розподілу суміші модифікованого розчинника (наприклад, 5095 модифікованого розчинника А в розчиннику "5Х-18" має половину коефіцієнта розподілу 10095 модифікованого розчинника А, але з ним легше працювати завдяки зниженій в'язкості та підвищеній здатності до регенерації внаслідок наявності співрозчинника). Співрозчинник "5Х-18" кипить при температурі між приблизно 160-1677С і, отже, також знижує точку кипіння суміші, зменшуючи, таким чином, утворення аміду. Вважається, що спеціаліст у цій галузі здатний збалансувати ці фактори, отримавши будь-яку необхідну суміш модифікованого розчинника та співрозчинника.

Бажані характеристики сумішей модифікованого розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу є особливо придатними для застосування в процесах екстракції та ректифікації оцтової кислоти. Для екстракції бажані характеристики суміші розчинників відповідно до цього винаходу включають високий коефіцієнт екстракції (тобто біля З або більш, а краще - біля 10 або більш), незмішуваність з водою, гарне відокремлення води/розчинника, низьку токсичність стосовно культури бактерій, чітку відмінність від води за в'язкістю та густиною та гарну селективність для оцтової кислоти відносно інших продуктів бродіння, наприклад, таких, як етанол, солі та вода. Для ректифікації бажані властивості розчинника та суміші розчинників відповідно до цього винаходу включають, наприклад, чітку різницю температур кипіння оцтової кислоти (тобто 118"С) та співрозчинника (наприклад, 165"7С). Ці різниці також корисні при здійсненні процесів відповідно до цього винаходу, оскільки чим більшою є різниця між точками кипіння цих компонентів, тим меншою може бути ректифікаційна колона, результатом чого є поліпшення в плані ефективності та вартості для процесів регенерації оцтової кислоти.

Значним є те, що використання сумішей модифікованого розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу пов'язане лише з незначними втратами розчинника внаслідок термічного або реакційного розкладання, наприклад, окислювання. Див., наприклад, Фіг.4 та Приклад 2. Розчинник та співрозчинник також характеризуються обмеженою реакційністю з оцтовою кислотою, компонентами середовища, біоматеріалами та іншими невідомими у водній фазі або бульйоні та низькою зміщуваністю з водою. Краще, якщо процеси з використанням розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу зменшують або значним чином усувають здатність оцтової кислоти та розчинника/співрозчинника до утворення небажаних побічних продуктів, наприклад, таких, як аміди, що можуть утворюватися при реакції, пов'язаній з використанням амінів у новому модифікованому розчиннику та сумішах розчинників відповідно до цього винаходу.

Вважається, що спеціаліст у цій галузі зможе легко модифікувати суміш розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу у світлі цього опису та відносно тих знань, які він має у своєму розпорядженні стосовно вищезгаданих факторів. Вважається, що такі модифікації охоплені обсягом формули винаходу, що додається.

В. Використання нових сумішей розчинника/співрозчинника для одержання оцтової кислоти

У способах відповідно до цього винаходу використовують суміші модифікованого розчинника/співрозчинника, описані вище, та конкретні етапи процесу, щоб уникнути утворення небажаних амідів. Використання сумішей модифікованого розчинника/співрозчинника уможливлює поліпшену регенерацію оцтової кислоти з водних фаз як в небродильних процесах, так і в процесах мікробного бродіння.

Таким чином, відповідно до одного з варіантів реалізації цього винаходу в небродильному процесі одержання оцтової кислоти з водної фази можна використовувати описані вище суміші модифікованого розчинника/співрозчинника. У такому процесі як перший етап використовується безперервне контактування водної фази із сумішшю розчинників, що містить суміш модифікованого діалкілового розчинника/співрозчинника, описану вище, для того, щоб уможливити екстракцію оцтової кислоти з водної фази у фазу розчинника. На цьому етапі можуть використовуватися традиційні екстракційні пристрої, наприклад, такі, як колони, змішувальні та відстійні баки та подібні пристрої, сконструйовані для екстракції і добре відомі в цій галузі техніки. Крім того, можна також оптимізувати умови екстракції шляхом використання технологій цієї галузі техніки. Краще, якщо температура екстракції дорівнює температурі навколишнього середовища, тобто від приблизно 20"С до приблизно 80"С. При температурі біля 80"С будь-який вуглекислий газ по суті весь видалиться з розчинника, але екстракція, як і раніше, проходить ефективно.

Після цього оцтову кислоту ректифікують з фази розчинника при температурі ректифікації, що знижує перетворення амінів у розчиннику в аміди. Температура ректифікації, використовувана тут, означає температуру знизу колони. Відповідно до цього винаходу температура ректифікації може варіювати приблизно від 1157С до приблизно 160"С для зниження утворення амідів. Що є найзначнішим, для процесів відповідно до цього винаходу потрібно, щоб температури ректифікації були нижче 130"С для обмеження утворення амідів, уможливлюючи регенерацію оцтової кислоти.

У кращому варіанті реалізації винаходу етап ректифікації здійснюють у безкисневому вакуумі, що також служить для зниження температури з метою зниження утворення амідів та окисного розкладання. Для цього етапу краще використовувати вакуум, що дорівнює менше 10 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску.

Краще для етапу ректифікації вибирати вакуум між приблизно 0,1 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску та 5 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску. Ще краще, якщо на цьому етапі ректифікації для підвищення регенерації оцтової кислоти використовують вакуум 4 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску або менше. Ще однією перевагою використання суміші модифікованого розчинника/азеотропного співрозчинника відповідно до цього винаходу є використання двох ректифікаційних колон для підвищення ефективності регенерації оцтової кислоти з водних фаз у порівнянні з процесами прототипів.

Регулювання температури ректифікації в процесах відповідно до цього винаходу для обмеження розкладання розчинника може здійснюватися за допомогою комбінації факторів, наприклад, таких, як вибір співрозчинника, співвідношення розчинника та співрозчинника та умов вакууму для етапу ректифікації. При наявності цього опису спеціаліст у цій галузі зможе підібрати придатну комбінацію факторів для необхідного регулювання температури ректифікації. Наприклад, спеціаліст у цій галузі зможе легко відрегулювати температуру та умови вакууму етапу ректифікації у вищевказаних діапазонах для одержання необхідної ефективності регенерації оцтової кислоти при мінімізації утворення амідів та окисного розкладання розчинника відповідно до цього винаходу. Такі модифікації охоплені формулою винаходу, що додається.

Відповідно до ще одного варіанта реалізації цього винаходу в процесі анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти використовується суміш модифікованого розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу для підвищення ефективності регенерації оцтової кислоти. У цьому процесі бродильний бульйон, який містить оцтову кислоту крім інших компонентів, утворюється шляхом бродіння в біореакторі з анаеробним ацетогенним мікроорганізмом, водним потоком, що містить джерело живильних речовин, та газом, що містить різноманітні суміші чадного газу, або вуглекислого газу, або водню. Таким чином, в одному варіанті реалізації винаходу потік газу містить чадний газ. В іншому варіанті реалізації потік газу містить вуглекислий газ та водень. В ще одному варіанті реалізації потік газу містить вуглекислий газ, чадний газ та водень. В ще одному варіанті реалізації потік газу містить чадний газ та водень. Такі гази краще одержувати з відхідних газів різноманітних промислових процесів.

Також, як згадувалося вище, в бродильному бульйоні знаходиться анаеробна ацетогенна бактерія та живильне середовище, необхідне для росту бактерії. Анаеробною бактерією може бути один штам бактерій або змішана культура, яка містить дві або кілька ацетогенних бактерій, включаючи, але не обмежуючись ними,

Асеїйобрасієгішт Кімці, А мооаії; Вшугірасієйт теїпуіоїгорнісцт, Сіовігідішт асеїйсит, С.асеюбршуїїсит,

С.лоппоасейсит, С.Кіпумені,. Слпептоасеїїсит, СлпептосеПШт, Слпегтопуагозийигісит,

С.тептозасспагоїуїйсит, Еирасіепит Ітозит, Реріозігеріососсот ргодисіиз та С. Циподаданйії та їхні суміші.

Особливо бажаними ацетогенними бактеріями є ті штами, що були раніше відкриті винахідниками, а саме штами С.Ципдаанпйії РЕТС, номер Американської колекції типів культур (АКТК) 49587, 0-52 МеАКТК 55989, ЕВІ2

МеАКТК 55380 та С-01 МеАКТК 55988 та їхні суміші. Ці ацетогенні бактерії звичайно можна отримати з таких сховищ, як Колекція американських типів культур, 10801 Юніверсіті Бульвар, Манасас, Вірджинія 20110-2209 або з промислових або освітніх установ. Вищезгадані мікроорганізми, відкриті винахідниками, депоновані відповідно до Будапештської Конвенції про депонування мікроорганізмів для патентних цілей, і ці депозити відповідають її вимогам.

Живильні речовини безперервно подають до бродильного апарату. Живильні середовища, які використовуються в такому бродильному бульйоні, є традиційними і включають ті живильні речовини, які відомі як речовини, необхідні для росту таких ацетогенних бактерій. Утворення зразкового живильного середовища (середовище А плюс середовище В) для росту ацетогенних бактерій при атмосферному тиску, заснованого на сульфіді, проїілюстроване в нижченаведеній Таблиці 3. Проте можна використовувати багато різних формул живильних середовищ з компонентами різних концентрацій. Спеціаліст може легко розробити формулу інших придатних живильних середовищ для описаних туї процесів. Формула в Таблиці З ілюструє лише одну з придатних сполук.

Таблиця З

СередовищеА. /-:/ | (

Середовищев.7//-/:/ // ЇЇ

Вибір живильних речовин та інших умов бродіння може бути легко здійснений спеціалістом у цій галузі з урахуванням існуючих знань і залежить від множини різноманітних факторів, наприклад, використовуваного мікроорганізму, розміру та типу обладнання, використовуваних баків та колон, складу потоку газу або джерела енергії тощо. Такі параметри можуть легко бути обрані спеціалістом у світлі технології, описаної в цьому винаході, і не обмежують цей винахід.

Коли відбувається бродіння, виділяється відпрацьований газ, який містить інертний газ та остаточні гази, що не прореагували, і рідкий бродильний бульйон або стічні води йдуть до центрифуги, мембрани з порожнистих волокон або іншого пристрою для поділу твердої та рідкої фаз для відокремлення захоплених мікроорганізмів та повертання їх до бродильного апарату.

Після цього по суті безклітинний водний потік з бродильного бульйону (далі називаний тут "безклітинний потік") піддають екстракції сумішшю модифікованого розчинника/співрозчинника в екстракторі. Співвідношення розчинника до подаваного матеріалу (співвідношення обсягу розчинника до обсягу безклітинного потоку) може значно варіювати, наприклад, від приблизно нуля до 10. Чим нижчим є співвідношення розчинника та подаваного матеріалу, тим вищою є концентрація кислоти в розчиннику, і тим нижчими є вимоги до розчинника. Відповідно до цього винаходу на етапі екстракції використовують розчинник, який містить суміш ізомерів сильно розгалужених діалкіламінів, модифікованих для видалення моноалкіламінів та обраного співрозчинника, наприклад, низькокиплячої суміші вуглеводневого розчинника, описаної вище. Як було описано вище в одному з варіантів реалізації, ця екстракція проходить при температурі між приблизно 207С та приблизно 80"С, в залежності від в'язкості суміші розчинників. Цей етап екстракції видаляє оцтову кислоту з безклітинного потоку та дозволяє здійснювати виділення оцтової кислоти з живильного середовища та інших речовин у водній фазі (які рециркулюють до біореактору) у фазу, що містить розчинник, дуже невелику кількість води та оцтову кислоту. Крім того, у розчинник із середовища екстрагуються деякі такі компоненти, як бе, Мо, МУ та 5.

Ще один етап в цьому процесі включає безперервну ректифікацію компонентів оцтової кислоти та води з розчинника та води продукту екстракції. Для здійснення цього етапу розчин розчинника/кислоти/води йде до першої ректифікаційної колони, де його нагрівають до температури, що знижує перетворення амінів в розчиннику в аміди. Як було описано вище, температура ректифікації може варіювати між 11572 до максимум приблизно 160"С, щоб уможливити регенерацію оцтової кислоти, одночасно обмежуючи розкладання розчинника та утворення амідів. Краще, якщо температура на етапі ректифікації не перевищує приблизно 130"С, щоб запобігти утворення амідів. Однією з основних переваг цього винаходу є те, що етапи екстракції та ректифікації відбуваються без значного розкладання аміну розчинника в амід і, таким чином, підвищують ефективність регенерації оцтової кислоти з бульйону.

Якщо в суміші розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу використовується азеотропний співрозчинник, то використовувані в процесі ректифікаційні колони функціонують більш ефективно. Утворення азеотропа дозволяє співрозчиннику та кислоті/воді рухатися разом (по суті як єдиному цілому) нагору та зверху першої ректифікаційної колони під час етапу ректифікації. Після виділення співрозчинник можна повторно ввести до ректифікаційної колони. Оцтова кислота та вода (і деяка кількість залишкового співрозчинника) потім проходять до другої ректифікаційної колони, де співрозчинник знову утворює азеотроп з водою та кислотою, і ці три компоненти виходять у вигляді пари зверху колони. Пар конденсується, і відбувається відтік більшої частини рідини. Завдяки тому, що конденсована рідина містить невелику кількість співрозчинника, невеликий потік постійно повертається до колони ректифікації розчину. Отримана оцтова кислота виходить саме над першою теоретичною фазою, тобто тією частиною колони, де розділяються розчинник та кислота.

Кращий варіант реалізації цього способу включає проведення етапу ректифікації в безкисневому вакуумі, що також служить для зниження температури та для уникнення окисного розкладання розчинника або суміші розчинника/співрозчинника. Чим вищим є вакуум (тобто чим нижчим є абсолютний тиск), тим нижчою є температура, і тем менше йде утворення амідів та окисне розкладання. Як було описано вище, краще, якщо вакуум дорівнює менше 10 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску. Краще, якщо на етапі ректифікації використовують вакуум між приблизно 0,1 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску та 5 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску. Ще краще, якщо на цьому етапі ректифікації використовують вакуум 4 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску або менше, щоб ще більше понизити температуру кипіння суміші розчинника/кислоти/води, що ще значніше зменшує утворення амідів та підвищує регенерацію оцтової кислоти. Ще одна перевага використання суміші модифікованого розчинника/азеотропного співрозчинника відповідно до цього винаходу полягає у використанні двох ректифікаційних колон для здійснення підвищеної регенерації оцтової кислоти з водних фаз у порівнянні з процесами прототипів.

Регулювання температури ректифікації в процесах відповідно до цього винаходу для обмеження розкладу розчинника може здійснюватися за допомогою комбінації факторів, наприклад, таких, як вибір співрозчинника, співвідношення розчинника та співрозчинника та умови вакууму для етапу ректифікації. При наявності цього опису спеціаліст у цій галузі може підібрати придатну комбінацію факторів для необхідного регулювання температури ректифікації. Наприклад, спеціаліст у цій галузі може легко відрегулювати температуру та умови вакууму етапу ректифікації у вищевказаних діапазонах для одержання необхідної ефективності регенерації оцтової кислоти відповідно до цього винаходу. Такі модифікації охоплені формулою винаходу, що додається.

С. Спосіб екстрактивного бродіння та екстракції прямим контактом

Відповідно до ще одного варіанта реалізації цього винаходу вищеописані нові суміші модифікованого розчинника/співрозчинника використовують в процесі "екстракції прямим контактом" та "екстрактивного бродіння", тобто модифікацій виробничого процесу анаеробного бродіння для регенерації оцтової кислоти, описаного вище. Модифікації процесу дозволяють одержувати оцтову кислоту за допомогою мікробного бродіння без необхідності здійснювати поділ бактеріальних клітин перед екстракцією або ректифікацією. Крім того, ці суміші розчинників при використанні в мікробному бродінні оцтової кислоти можуть усунути необхідність використовувати окремий екстрактор. Крім зменшення складності процесу, цей винахід знижує капітальні та експлуатаційні витрати і витрати на технічне обслуговування обладнання, необхідного для здійснення процесу одержання оцтової кислоти, а також періоду часу, необхідного для одержання цього продукту.

Таким чином, спосіб "екстрактивного бродіння" відповідно до винаходу забезпечує процес анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який є модифікацією процесу, описаного вище. Як перший етап, біореактор або бродильний апарат, який містить анаеробні ацетогенні бактерії у придатному живильному середовищі, необхідному для росту бактерій, вводять в контакт із сумішшю модифікованого розчинника/співрозчинника, описаною вище, при температурі біля 37"С і при тиску принаймні одна атмосфера (тобто 14,7 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску) на період часу, достатній для акліматизації бактерій до присутності розчинника, тобто для того, щоб дозволити бактеріям зростати у присутності розчинника. Анаеробними бактеріями може бути один штам бактерій або змішана культура, яка містить два або декілька штамів ацетогенних бактерій, причому в цій модифікації винаходу можна також використовувати штами бактерій, перелічені вище в Частині В. Оскільки багато розчинників є токсичними відносно росту бактерій, у цьому аспекті винаходу, що включає прямий контакт між бактеріями та розчинником, розглядається акліматизація клітин до суміші розчинників, яка досягається шляхом поступового підвищення ступеня контакту між клітинами та сумішшю розчинників з часом.

Після цього до бродильного апарату вводять водний потік, який містить джерело живильних речовин, та газ, що містить різноманітні суміші з чадного газу, або вуглекислого газу, або водню. Таким чином, в одному варіанті реалізації винаходу потік газу містить чадний газ. В іншому варіанті реалізації потік газу містить вуглекислий газ та водень. В ще одному варіанті реалізації потік газу містить вуглекислий газ, чадний газ та водень. В ще одному варіанті реалізації потік газу містить чадний газ та водень. Як було зазначено вище, такі гази можна одержувати з відхідних промислових газів. Відповідно до цього етапу утворюється бродильний бульйон, який містить, крім інших компонентів, оцтову кислоту, розчинник, бактеріальні клітини та воду.

Живильні речовини безперервно подають до бродильного апарату. Вибір конкретних живильних речовин, середовищ та інших умов температури та тиску і т.п. може бути легко здійснений спеціалістом у цій галузі за допомогою технологій, описаних у цьому винаході, та залежить від множини різноманітних факторів, наприклад, використовуваного мікроорганізму, розміру та типу обладнання, використовуваних баків та колон, складу потоку газу або джерела енергії, часу затримання газу та часу затримання рідини в бродильному апараті тощо. Такі параметри можуть бути легко збалансовані та скориговані спеціалістом і не повинні розглядатися як обмеження цього винаходу.

Коли відбувається бродіння, виділяється відпрацьований газ, який містить інертний газ та остаточні гази, що не прореагували. У бродильному бульйоні завдяки наявності розчинника оцтова кислота та невелика кількість води відокремлюються у більш легку "фазу розчинника" від більш важких бактерій і живильного середовища та інших більш важких речовин у водній фазі. Суміш безклітинного потоку та розчинника безперервно видаляється до відстійного баку, де більш легка фаза розчинника спливає з більш важкої водної фази просто завдяки дії сили тяжіння. Не використовуються ніякі інші способи поділу твердих та рідких речовин. Більш важка фаза рециркулює до біореактору/бродильного апарату, а більш легка фаза, що містить розчин розчинника, невелику кількість води та оцтову кислоту, переходить до першої ректифікаційної колони.

Як було описано вище, цей розчин нагрівають до температури для регенерації оцтової кислоти, що мінімізує перетворення амінів у розчиннику в аміди. Краще, якщо температура етапу ректифікації не перевищує біля 160"С, а ще краще - 130"С, для запобігання утворення амідів. Однією з основних переваг цього винаходу є те, що етапи ректифікації проходять без значного розкладу аміну розчинника в амід і, таким чином, підвищують ефективність одержання оцтової кислоти.

Якщо в суміші розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу використовується азеотропний співрозчинник, то використовувані в процесі ректифікаційні колони функціонують більш ефективно. Утворення азеотропа дозволяє співрозчиннику та кислоті/воді рухатися разом (по суті як єдиному цілому) нагору та зверху першої ректифікаційної колони під час етапу ректифікації. У рідкій формі співрозчинник та оцтова кислота/вода розділяються. Після поділу співрозчинник можна повторно ввести у ректифікаційну колону.

Оцтова кислота та вода (і деяка кількість залишкового співрозчинника) потім проходять до другої ректифікаційної колони, де співрозчинник знову утворює азеотроп з водою та кислотою, і ці три компоненти виходять у вигляді пари зверху колони. Пар конденсується, і відбувається відтік більшої частини рідини.

Завдяки тому, що конденсована рідина містить невелику кількість співрозчинника, невеликий потік постійно повертається до колони ректифікації розчинника. Отримана оцтова кислота виходить саме над першою теоретичною фазою.

Кращий варіант реалізації цього способу включає проведення етапу ректифікації в безкисневому вакуумі, як було описано вище, що також служить для зниження температури та для уникнення окисного розкладу розчинника або суміші розчинника/співрозчинника. Чим вищим є вакуум (тобто чим нижчим є абсолютний тиск), тим нижчою є температура, і тем менше йде утворення амідів та окисне розкладання. Краще, якщо на етапі ректифікації використовують вакуум менше 10 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску, краще між приблизно 0,1 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску та 5 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску, а ще краще - вакуум 4 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску або менше, щоб ще зменшити утворення амідів та підвищити регенерацію оцтової кислоти. Ще одна перевага використання суміші модифікованого розчинника/азеотропного співрозчинника відповідно до цього винаходу полягає у використанні двох ректифікаційних колон для здійснення підвищеної регенерації оцтової кислоти з водних фаз у порівнянні з процесами прототипів.

Регулювання температури ректифікації в процесах відповідно до цього винаходу для обмеження розкладу розчинника може здійснюватися за допомогою комбінації факторів, наприклад, таких, як вибір співрозчинника, співвідношення розчинника і співрозчинника та умов вакууму для етапу ректифікації. При наявності цього опису спеціаліст у цій галузі може підібрати придатну комбінацію факторів для необхідного регулювання температури ректифікації. Наприклад, спеціаліст у цій галузі може легко відрегулювати температуру та умови вакууму етапу ректифікації у вищевказаних діапазонах для одержання необхідної ефективності регенерації оцтової кислоти відповідно до цього винаходу. Такі модифікації охоплені формулою винаходу, що додається.

В альтернативному способі "екстракції прямим контактом" відповідно до цього винаходу замість відділення клітинних матеріалів від оцтової кислоти та води шляхом фільтрації або центрифугування перед екстракцією в екстрактор безпосередньо вводять весь бродильний бульйон, що містить клітини. До традиційних екстракційних пристроїв належать колони з фазою розчинника або з водною фазою як безперервною фазою. Ці колони також мають входи та виходи для культури фази розчинника та водної фази.

Бродильний бульйон, включаючи бактеріальні клітини, прямує вниз через колону, наповнену розчинником, а розчинник прямує нагору у зворотному напрямку відносно бульйону. У заповненій водою колоні можуть також зустрічатися зворотні потоки. Ці колони відрізняються в залежності від виду заповнення колони та її розмірів.

Як альтернативу для виконання таких самих завдань можна використовувати інші екстракційні пристрої за типом змішувальних та відстійних баків, які для здійснення описаного тут етапу може легко підібрати спеціаліст у цій галузі без надмірного експериментування.

Наявність розчинника викликає постійне виділення оцтової кислоти та невеликої кількості води у "фазу розчинника" з більш важкої фази, яка містить бактерії та живильне середовище, солі оцтової кислоти, невелику кількість оцтової кислоти та інші більш важкі речовини у водній фазі. Фаза розчинника, яка містить оцтову кислоту та невелику кількість води, безперервно видаляється та переходить до першої ректифікаційної колони, а потім ректифікується далі, як було описано у варіанті реалізації винаходу безпосередньо перед цим.

Водна фаза, яка містить клітинні речовини, виходить знизу екстрактора. Оскільки водна фаза та фаза розчинника є по суті не змішуваними, вони легко розділяються уздовж колони, чому також сприяє дія сили тяжіння. Не використовуються ніякі інші способи поділу твердих та рідких речовин. Більш важка фаза рециркулює до біореактору/бродильного апарату. Будь-який клітинний або білковий матеріал, який утворюється на межі поділу культури/розчинника, періодично видаляється з екстрактора. Можна регулювати різні швидкості та напрямки потоків розчинника або води в залежності від виду обраного екстрактора.

Приклад способу екстрактивного бродіння, вперше описаний вище, представлений у прикладі 6. Приклади способу екстракції прямим контактом наведені в прикладі 4, в якому використовується колона, наповнена розчинником, та в прикладі 5, в якому використовується колона, наповнена водою. Система, наповнена водою, є менш дорогою альтернативою колоні, наповненій розчинником, оскільки вона потребує меншу кількість розчинника, ніж система, наповнена розчинником. Обидві колони є промисловими варіантами.

Вважається, що спеціаліст у цій галузі легко зможе змінити конкретні умови, при яких діють способи екстрактивного бродіння та екстракції прямим контактом відповідно до цього винаходу без відхилення від обсягу винаходу.

О. Видалення вуглекислого газу

Відповідно до ще одного варіанта реалізації винаходу процес мікробного бродіння потоку газу (зокрема, потоку газу, який містить чадний газ, чадний газ та водень і, можливо, вуглекислий газ, або вуглекислий газ та водень) для одержання оцтової кислоти або іншого продукту, наприклад, спирту, солі і т.д., може бути видозмінений для підвищення його ефективності шляхом значного зменшення вмісту вуглекислого газу і, можливо, сірки (у формі сірководню) в бродильному бульйоні. При мікробному бродінні таких газів, наприклад, газів, які описуються в прототипі (див. РСТ М/098/00558), або тих, що описуються тут, вуглекислий газ та сірководень присутні як в потоці газу, що виходить з бродильного апарата/біореактора, так і в рідкому бродильному бульйоні що виходить з бродильного апарата/біореактора на наступний етап процесу.

Наприклад, при тиску 6 атмосфер в бродильному апараті (475 фунтів на квадратний дюйм абсолютного тиску) відхідний газ містить біля 50 відсотків СОг та 700 проміль Ноб, а бродильний бульйон містить приблизно Зг/л

СО» та 0,01г/л Нг5. Під час екстракції СО» та Не5 видаляються розчинником разом з оцтовою кислотою. Це є справедливим для процесів, в яких використовуються традиційні амінні розчинники, а також для використання сумішей модифікованого розчинника/співрозчинника, які описуються в цьому винаході.

Все, що екстрагується в розчинник, знижує здатність розчинника до екстракції кислоти. Оскільки концентрація СО» в бродильному бульйоні подібна концентрації оцтової кислоти (5г/л) в бродильному бульйоні, це реально може знижувати здатність розчинника до екстракції оцтової кислоти. Таким чином, СОз, присутній в бродильному бульйоні, обмежує потенціальну здатність розчинника до екстракції оцтової кислоти.

Сірководень не представляє значної погрози для екстракції оцтової кислоти через його низьку концентрацію, але Нг5 як сульфідний іон є необхідною живильною речовиною для культури. Видалення сірки в бродильному бульйоні з бродильного апарата також зменшує кількість наявної сірки для бактерій в бродильному апараті.

Незважаючи на те, що здається, що відхідний газ з реактора містить сірководень і, отже, сам по собі видаляє сірку, екстрагування сірки підвищує вартість сірки як живильної речовини. Подібним же чином, оскільки для перетворення водню в оцтову кислоту необхідний вуглекислий газ, видалення вуглекислого газу в бродильному бульйоні під час процесу виробництва зменшує використання водню.

Отже, в цьому винаході передбачений удосконалений спосіб мікробного бродіння газів для одержання оцтової кислоти шляхом включення як етапу процесу видалення вуглекислого газу з бродильного бульйону перед екстракцією. Необов'язковий, але бажаний етап включає видалення сірководню з бродильного бульйону перед екстракцією. Краще, якщо як вуглекислий газ, так і сірководень видаляють з бродильного бульйону і за вибором повертають до бродильного апарату.

Один з варіантів реалізації цього процесу включає введення бродильного бульйону (який може складатися з бактеріальних клітин, оцтової кислоти, живильних середовищ, солей та інших компонентів бродіння) або безклітинного потоку (який спочатку можна профільтрувати або центрифугувати для видалення з нього більшої частини бактеріальних клітин та інших більш важких матеріалів) в контакт з "очищувальним" потоком газу, позбавленим вуглекислого газу, а краще -їі сірководню. Цей "очищувальний" газ може містити азот, гелій, аргон, метан або вихідний розведений газ, не обмежуючись лише ними, якщо він містить мало вуглекислого газу або зовсім не містить його, а краще - не містить і сірководню. У цьому контексті може використовуватися по суті будь-який хімічно неактивний газ або суміш хімічно неактивних газів. Введення очищувального газу, наприклад, М, до бродильного бульйону або безклітинного потоку, що виходить з бродильного апарата, порушує рівновагу між розчиненим СО» (або Н2аб5) у водній фазі та газовій фазі і відокремлює гази від рідкої фази. Кращим способом контакту з очищувальним газом є контакт у протитечійній відпарювальній колоні. Так само, як існує рівновага між газом СО» (або Ноб5), розчиненим у бродильній рідині, що виходить з бродильного апарата, так само встановлюється і рівновага між бульйоном або безклітинним потоком, що входить у протитечійну колону, та газом, що виходить з неї. У міру того, як насичений очищувальним газом та СО» бродильний бульйон або безклітинний потік контактують один з одним, рівновага між очищувальним газом, наприклад, Мо та СО» у воді постійно обновляється. Заповнена колона забезпечує гарну площу поверхні між рідиною та очищувальним газом.

Незважаючи на те, що рідина, що виходить з протитечійної колони знизу, має значно знижену концентрацію СО», свіжий азотний очищувальний газ, що входить до неї, має повну можливість досягнути рівноваги з СО»: у воді. Коли азот нарешті виходить зверху відпарювальної колони, він насичений СОг (та Нег5).

Азот, насичений СО» (або Нг5), може бути промитий для видалення або рециркуляції СОг та Н25 назад до бродильного апарата. "Очищений" або промитий бродильний бульйон або безклітинний потік потім йде на наступний етап процесу одержання оцтової кислоти, наприклад, етап екстракції розчинника або контактування з розчинником у процесі прямої екстракції, описаному вище, та ректифікації. Див., наприклад, схематичне зображення на Фіг.3 та приклад 6А.

Ще один варіант реалізації цього аспекту винаходу забезпечується зміною способу очищення від вуглекислого газу. Як проілюстровано в прикладі 6С, цей процес включає різке зниження тиску в бродильному бульйоні (який може складатися з бактеріальних клітин, оцтової кислоти, живильних середовищ, солей та інших компонентів бродіння) або безклітинному потоку (який спочатку можна профільтрувати або центрифугувати для видалення з нього більшої частини бактеріальних клітин та інших більш важких матеріалів) перед введенням до екстрактора або до колони екстракції розчинника. Наприклад, тиск у бродильному бульйоні або безклітинному потоку можна понизити з 6 атмосфер (або більш) до нижчого тиску, наприклад, атмосферного тиску, завдяки чому вуглекислий газ у бульйоні або безклітинному потоку досягає своєї рівноважної концентрації. Краще, якщо це зниження тиску відбувається після того, як бродильний бульйон або безклітинний потік вийде з бродильного апарата та потрапить в окремий контейнер. Краще, якщо

Со» рециркулює назад до бродильного апарата. "Очищений" бродильний бульйон або безклітинний потік потім йде на наступний етап процесу одержання оцтової кислоти, наприклад, етап екстракції розчинника або контактування з розчинником у процесі прямої екстракції, описаному вище, та ректифікації. Див., наприклад, приклад 6С.

Ще один варіант реалізації цього аспекту винаходу забезпечується зміною способу очищення від вуглекислого газу. Як проілюстровано в прикладі 60, цей процес включає видалення бродильного бульйону (який може складатися з бактеріальних клітин, оцтової кислоти, живильних середовищ, солей та інших компонентів бродіння) або безклітинного потоку (який спочатку можна профільтрувати або центрифугувати для видалення з нього більшої частини бактеріальних клітин та інших більш важких матеріалів) з бродильного апарата та нагрівання бульйону або безклітинного потоку до температури біля 80"С або більш перед екстракцією. Завдяки високій температурі вуглекислий газ у бульйоні або безклітинному потоку досягає своєї рівноважної концентрації. Краще, якщо СО» та Нг5 рециркулюють до бродильного апарата за допомогою ряду традиційних технічних способів. "Очищений" бродильний бульйон або безклітинний потік потім йде на наступний етап процесу одержання оцтової кислоти, наприклад, етап екстракції розчинником або контактування з розчинником в процесі прямої екстракції, описаному вище, та ректифікації. Див., наприклад, приклад 60. Єдиним недоліком цієї модифікації процесу є те, що після екстракції водний компонент бульйону не можна рециркулювати назад до бродильного апарату через вплив підвищеної температури на бактерії, що їх вбиває, і тому від нього треба відмовитися.

Вважається, що спеціаліст у цій галузі легсо зможе змінити конкретні умови, за якими відбувається очищення від вуглекислого газу і, можливо, сірководню в межах обсягу цього винаходу.

Нижченаведені приклади ілюструють різноманітні аспекти цього винаходу і не обмежують винахід, обсяг якого визначений формулою, що додається.

ПРИКЛАД 1: Регенерація оцтової кислоти з потоку продукту бродіння з використанням суміші розчинника/азеотропного співрозчинника відповідно до винаходу

А. 6095 модифікованого розчинника А та 4095 співрозчинника "Опотфе 5Х-18"

В опублікованій міжнародній патентній заявці МеРСТ УУ/О98/00558, включеній до цього опису як посилання, докладно описаний пристрій та спосіб одержання оцтової кислоти з ряду водно-газових потоків. Процес, що описується тут, видозмінений відповідно до одного з аспектів цього винаходу в такий спосіб.

До бродильного апарату у вигляді бака з постійним змішуванням, який містить С.Ципдаанйії штам ЕН12 та придатне живильне середовище, вводять потік газу, який містить 4595 чадного газу, 4595 водню та 10905 вуглекислого газу. Потік рідкого продукту з бродильного апарата з рециркуляцією клітин (тобто поділом клітин з використанням мембрани з порожнистих волокон), який містить 5г/л вільної оцтової кислоти та 5г/л ацетату при рН4.75 (тобто безклітинний потік), направляють до багатоступінчастої протитечійної екстракційної колони.

В екстракційній колоні безклітинний потік вводять в контакт із сумішшю розчинника/співрозчинника відповідно до цього винаходу, що містить 6095 модифікованого розчинника А та 4095 співрозчинника "Опотевх-18", при температурі 37"С з використанням співвідношення розчинника до подаваної речовини 0,09. Розчинник, що виходить з екстрактора, містив 50г/л оцтової кислоти, та водний потік (який направляли у бродильний апарат як рецикльований продукт) містив 5г/л ацетату та 0,5г/л оцтової кислоти.

Потік розчинника, який містить модифікований розчинник/співрозчинник та оцтову кислоту, направили у ректифікаційну систему, яка містить першу "колону розчинника", збірник та другу "колону кислоти". Коли функціонує перша ректифікаційна колона, комбінація низькокиплячого співрозчинника та помірного вакууму з тиском 0,3 атмосфери дозволяє мінімізувати температуру колони та уможливлює відділення кислоти, води та співрозчинника у дистилятному продукті від модифікованого розчинника А та деякої кількості співрозчинника, що залишається внизу колони. Температура знизу колони підтримується на максимальному рівні 130"С дією вакууму. Модифікований розчинник та співрозчинник внизу колони направляють назад до екстрактора як рецикльований продукт. Суміш зверху колони, тобто вода, оцтова кислота і деяка кількість співрозчинника, відокремлюється вгорі колони і потім охолоджується, щоб уможливити конденсацію співрозчинника та його відділення від води/кислоти.

За допомогою відділення більшої частини співрозчинника від води/кислоти нижня концентрація співрозчинника у воді/кислоті нижче азеотропа. Ця суміш, яка містить оцтову кислоту, воду та невелику кількість співрозчинника, направляється до другої ректифікаційної "колони кислоти". У цій другій колоні вода, співрозчинник і деяка кількість кислоти виходять поверх колони, і оцтова кислота йде на дно, де температура складає 118"С. Частина фази води/кислоти піддається відтоку до колони, а остаточна частина фази води/кислоти та співрозчинник рециркулюють назад на етап екстракції. Льодяна оцтова кислота видаляється знизу цієї колони як продукт, а дистилят направляють назад для проходження процесу як рецикльований продукт.

В. 3095 розчинника "Адодеп283ФІ А" ("Вітко") та 7095 співрозчинника "5Х-18"

Як інший приклад способу бродіння, здійснюваного відповідно до цього винаходу, потік рідкого продукту, описаний у частині А, який містить 5г/л вільної оцтової кислоти та 5г/л ацетату при рН5.0, ввели в контакт із сумішшю розчинників, яка містить 3095 розчинника "Адодеп283ФІ А" ("Вітко") та 7095 співрозчинника 5Х-18", в багатоступінчастому екстракторі. Використовувалося співвідношення розчинника до подаваної речовини 0,09.

Розчинник, що виходить з екстрактора, містить 25г/л оцтової кислоти, і водний потік містить 10г/л ацетату та 2,75г/л оцтової кислота. Таким чином, коефіцієнт розподілу кислоти знижується шляхом розведення додатковим співрозчинником 5Х-18, Процес регенерації продукту шляхом ректифікації далі є таким же, як той, що був описаний вище.

С. 3095 модифікованого розчинника А та 70905 деканового співрозчинника

Екстракцію, подібну тій, яка була описана в частині В, здійснювали за допомогою 3095 модифікованого розчинника А в співрозчиннику декані. Коефіцієнт розподілу залишається таким же, як і в частині В, і процес регенерації продукту шляхом ректифікації є ідентичним. 0. 6095 розчинника "Адодеп283ФІ А" (компанії "Вітко") та 4095 п-додеканового співрозчинника

Екстракцію, описану в частині А, здійснювали за допомогою 6095 розчинника "Адодеп283ЗФІ А" ("Вітко") в п- додекановому співрозчиннику. Процес екстракції залишається таким же, як і в частиш В, що дає 50г/л кислоти в розчиннику та 10г/л ацетату та 0,5г/л оцтової кислоти у водній фазі.

Водний потік, що містить ацетат, повторно направляють у бродильний апарат як рецикльований продукт.

Потік розчинника, що містить оцтову кислоту, направляють у ректифікаційну систему, дуже схожу на систему, представлену в частиш В, за винятком того, що тиск у колоні розчинника складає 0,2 атмосфери, а температура насподі колони складає 12776.

ПРИКЛАД 2: Утворення амідів

У цьому прикладі показана суть винаходу, тобто визначення винахідниками того, що регулювання температури є вирішальним моментом для ефективного функціонування розчинника із вмістом амінів в процесі одержання оцтової кислоти, коли на етапах ректифікації та екстракції використовують розчинник із вмістом амінів.

Утворення аміду з аміну в розчиннику є виразом швидкості першого порядку для концентрації оцтової кислоти, що ілюструється формулою: М-КХ, де М позначає концентрацію аміду через 16 годин, що вимірюється у вагових відсотках; Х дорівнює концентрації оцтової кислоти через 16 годин, що вимірюється у вагових відсотках, і К дорівнює константі швидкості утворення аміду.

Швидкість утворення аміду, а отже, і константа швидкості К зростає разом з температурою згідно з виразом швидкості ареніусовського типу, представленим формулою:

Іп(к)--9163,21 (1/7)ж27,41, де Т - абсолютна температура в градусах Кельвіна.

На Фіг.4 представлений графік функції Іп(к) як функції зворотної абсолютної температури, що використовується при обчисленні ареніусовського виразу швидкості. Наприклад, при температурі 15070 (1/71-0,00236) швидкість утворення аміду в 9 разів перевищує швидкість утворення аміду при температурі 110"6(1/7-0,00261).

ПРИКЛАД 3: Пряма екстракція оцтової кислоти з використанням колони з постійною фазою розчинника

Бродильний бульйон, отриманий з бродильного апарата, подібного тому, що був описаний у прикладі 1, містив 2,бг/л клітин (маса в сухому стані), надлишкові живильні речовини, 5г/л оцтової кислоти та 5г/л ацетату при рН4.75. Цей бульйон направляють в екстракційну колону з постійною фазою розчинника, що містить 6095 розчинника "Адодеп283ФІ А" ("Вітко") у співрозчиннику "5Х-18". Екстракційна колона є циліндричною колоною насадочного або ненасадочного типу, яка має входи та виходи для розчинника та культури водної фази.

Культура надходить униз через колону, наповнену розчинником, а розчинник прямує нагору в зворотному напрямку відносно культури. Розчинник, що виходить з колони, містить 50г/л оцтової кислоти та прямує для ректифікації для регенерації оцтової кислоти перед рециркуляцією назад до колони. Потік культури, що виходить знизу колони, містить 5,0г/л ацетату, 0,5г/л оцтової кислоти, клітини та живильні речовини та прямує назад до бродильного апарата як рецикльований продукт. Завдяки тому, що розчинник та культура є незмішуваними, в розчиннику немає або майже немає води (культури), а в потоку рецикльованої культури немає або майже немає розчинника. На межі поділу культури/розчинника утворюється невеличкий прошарок шмаття, що складається з клітинного білкового матеріалу, який слід періодично видаляти.

ПРИКЛАД 4: Екстракція оцтової кислоти з використанням колони з безперервною водною фазою

Бродильний бульйон, описаний у прикладі 3, пропускають через екстракційну колону з безперервною водною фазою, що містить 6095 розчинника "Адодеп283ФІ А" ("Вітко") у співрозчиннику "5Х-18". Колона сконструйована подібним чином до тієї, що була описана у прикладі 3, за винятком того, що вона заповнена культурою водної фази, а не розчинником. Знову розчинник та культура протікають у взаємно зворотних напрямках, причому розчинник виходить зверху колони, а культура - знизу колони. Концентрації вихідної водної фази та фази розчинника є такими самими, як і ті, що наведені в прикладі 3.

ПРИКЛАД 5: Внутрішнє екстрактивне бродіння для одержання оцтової кислоти з СО, СО» та.Нг

Промисловий відхідний газ, що містить 7,5295 вуглекислого газу, 31,590 чадного газу, 27,9695 водню та 33,02 азоту, піддається бродінню з утворенням оцтової кислоти/ацетату при рН5.0 у бродильному апараті/реакторі, описаному в прикладі ТА, з використанням Сіозіпаішт Ципдаанії, ВА! ізоляту ЕН12. Час утримання газу (співвідношення обсягу реактора до швидкості потоку газу) складає 10 хвилин, а швидкість розведення рідиною (співвідношення швидкості потоку рідинного середовища до обсягу реактора) дорівнює 0,ОЗгод". Середовище, яке містить основні вітаміни та мінерали, безперервно затікає до реактору. Швидкість перемішування складає 1000 оборотів у хвилину. Реактор також містить фазу розчинника - 6095 модифікованого розчинника А у відповідності з цим винаходом у співрозчиннику "5Х-18". У міру того, як культура виробляє оцтову кислоту з СО, СО» та Не», її екстрагують розчинником.

Суміш розчинника та культури виходить з бродильного апарата та розділяється у невеликому відстійному баку. Частина водної фази, швидкість якої дорівнює швидкості подачі середовища, випливає з системи в міру очищення відходів. Залишок водної фази із сепаратора повертається до реактору. Розчинник, який містить екстраговану кислоту, направляють на етап ректифікації для регенерації кислоти. Після регенерації розчинник рециркулюють в реактор.

ПРИКЛАД 6: Очищення культури перед екстракцією кислоти

А. Очищення азотом

Культуру з реактора, описану в прикладах 1-4, яка містить бактеріальні клітини, 5г/л оцтової кислоти, 9,Зг/л ацетату та розчинений сульфід та карбонат при рН5.0, пропускають через азотну відпарювальну колону з метою видалення розчиненого СО» та сульфіду як Н25 перед тим, як пропустити культуру через екстракційну колону. Ця операція є необхідною для того, щоб запобігти екстракцію розчинником СО» та Нг5 замість оцтової кислоти та повернути Нег5 як джерело сірки та відновника назад в культуру. Потік газу М2, який містить Не5 та

СО», направляють назад до реактору як газ повторного очищення. За допомогою, використання азотної відпарювальної колони розчинник екстрагує до 50г/л оцтової кислоти. Без видалення СО та Нг5 перед екстракцією розчинник екстрагує до 25-30г/л оцтової кислоти.

В. Очищення альтернативними газами

Культура, описана в частині А, очищується газами, відмінними від М, включаючи метан або вільний від

Со» синтез-газ, що містить Нг, СО, СО». Всі інші аспекти цього приклада є такими ж самими.

С. Очищення за допомогою зниження тиску для випуску розчиненого СОг2

Тиск в бродильному бульйоні з частини А різко знижується від 6 або З атмосфер до атмосферного тиску, щоб уможливити випуск СОг перед завантаженням до екстрактору. Тиск СО» у культурі досягає рівноважної концентрації згідно з законом Генрі при одній атмосфері, надзвичайно зниженому рівні, що допомагає максимізувати екстракцію кислоти розчинником.

О. Очищення за допомогою попереднього нагрівання для випуску розчиненого СО»

Безклітинний потік з частини А попередньо нагрівають перед екстракцією, щоб уможливити випуск СО2 практично таким самим чином, як було відзначено в частиш С. Після нагрівання бульйон не можна використовувати повторно.

Всі опубліковані документи включені до тексту опису як посилання. Численні модифікації та зміни цього винаходу включені до вищевказаного опису і. як очікується, є очевидними для спеціаліста у цій галузі.

Вважається, що такі модифікації та зміни в складах та процесах відповідно до цього винаходу охоплені обсягом формули винаходу, що додається.

Ф

І 24

Е т во Н ся А - а - о, І я во у А 20 8 401- Я вай т я о Шан 18 с щ з р Е я І я й г:

ВО Фо 16 8 ж : й ка

Е хо в й те, 14.5 «ї ща пе -

ВЕ ум а й а 10 Гей Я нн є. 12 гі Шо о 7 і 10 о 1 2 Ко й ні в 7

Водна фаза ЦАє Ковц. (гія) І -Фіт, 1

БО . Шо) ї АХ

КЕ г г 26

Н ве - ; Н й й Х. я й 30, щі - зо З

В ши: кі е.

З 2 й у га г я 0 В. 15 5 с | ту те ГУ х Бя | ї- : а - р ГЯ Зк, а й | З і Най аю Ко Іза 9 сі іон ше ї Те, : Шо) о 2 й Б В 10

Водиз фаза НАс Конце (г/л) І

ФіЖж. 7

Азат, вВугленнслни газ, гіржеводень | ЖКонденеятор Жеонденеятов і хододної води холодної води . Єутоня. Розчинник; І

Тідина з бводильнога | кислота, вода оптова (І щ (ЩА апирату: онхова ; Зукнселота, вона | - жвелутах вана СО 1 ! ; ; | | і в | ! жердин вн МЕ Воля, оцтова Е і о ; ше РЕ і 8 1 ! обмінних і З )кнелота, спів» : ! ! знов увозчнаник що | - Я Бідтіє Зк яд Відтік

ШУ | ; шо фр еніврозчинника в щ Я З я щі - г ї ! | | 8 Їх я 5 а 5 ШЕ: пиши чнише; я Яй

Е ме Боб ів р ; ос в з г її і Зі д- й , і щ ї м (52! "Язра 1 б-е Мара в етхуи і

Холодна ; вода Те)

Єчиіщева речовина; ; ! Оцтова яка йде назад до ї | хислата бродильного апараху ще Фі. З - б ху в.

З я «

І з | в. се

З. б З. в 0.002555 опа 0.009545 00025 000255 00025 оо

Тк

Фіг. й

Claims (59)

1. Незмішувана з водою суміш розчинник/співрозчинник для екстракції оцтової кислоти з водних потоків, яка містить: а) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 1 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10, та б) принаймні 10 об'ємних відсотків лінійного вуглеводневого співрозчинника, який має точку кипіння нижчу, ніж вищевказаний розчинник (а).

2. Суміш згідно з п. 1, у якій вищевказаний співрозчинник не змішується з водою та легко відокремлюється від неї, а також має низьку токсичність до анаеробних ацетогенних бактерій.

3. Суміш згідно з п. 1, у якій вищевказаний співрозчинник утворює азеотроп з водою та оцтовою кислотою.

4. Суміш згідно з п. 1, у якій вищевказаний співрозчинник є алканом.

5. Суміш згідно з п. 4, у якій вищевказаний алкан має від 9 до 11 атомів вуглецю.

6. Суміш згідно з п. 5, у якій вищевказаний алкан вибирають із групи, яка складається з н-нонану, н-декану та н- ундекану.

7. Суміш згідно з п. 1, у якій вищевказаний розчинник (а) містить більше ніж 80 об'ємних відсотків вищевказаних діалкіламінів, а вміст низькокиплячих речовин та моноалкіламінів знижений до менше ніж 1 об'ємного відсотка, причому вищевказані низькокиплячі речовини киплять при температурі, що не перевищує 115"7С при тиску 69,9 Торр (приблизно 9,32 кПа).

8. Суміш згідно з п. 1, у якій вищевказаний розчинник (а) додатково містить від приблизно 1 до 10 об'ємних відсотків триалкіламінів.

9. Суміш згідно з п. 1, у якій вищевказаний розчинник (а) одержують шляхом дистиляції з розчинника, який містить низькокиплячі речовини, моноалкіламіни, діалкіламіни та триалкіламіни, по суті всіх низькокиплячих речовин та моноалкіламінів для поліпшення здатності до екстракції оцтової кислоти, причому вищевказані низькокиплячі речовини киплять при температурі, що не перевищує 115"С при тиску 69,9 Торр (приблизно 9,32 кПа).

10. Суміш згідно з п. 9, у якій вищевказаний розчинник (а) одержують шляхом піддавання вищевказаного дистильованого розчинника другій дистиляції для суттєвого зниження вмісту триалкіламінів.

11. Спосіб одержання оцтової кислоти з водної фази, що містить оцтову кислоту, який включає етапи: а) контактування водної фази з незмішуваною з водою сумішшю розчинника/співрозчинника, яка містить: І) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше, ніж 10; І) принаймні 10 об'ємних відсотків неспиртового співрозчинника, який має точку кипіння нижчу, ніж вищевказаний розчинник (І), б) екстрагування оцтової кислоти з вищевказаної водної фази у фазу розчинника, та в) дистиляції оцтової кислоти з вищевказаної фази розчинника при температурі, що не перевищує 16070.

12. Спосіб згідно з п. 11, у якому вищевказаний співрозчинник не змішується з водою та легко відокремлюється від неї, а також має низьку токсичність до анаеробних ацетогенних бактерій.

13. Спосіб згідно з п. 11, у якому вищевказаний співрозчинник утворює азеотроп з водою та оцтовою кислотою.

14. Спосіб згідно з п. 11, у якому вищевказаний співрозчинник є алканом.

15. Спосіб згідно з п. 14, у якому вищевказаний алкан має від 9 до 11 атомів вуглецю.

16. Спосіб згідно з п. 15, у якому вищевказаний алкан вибирають із групи, яка складається з н-нонану, н-декану та н-ундекану.

17. Спосіб згідно з п. 11, у якому вищевказаний розчинник (І) містить більше, ніж 80 об'ємних відсотків вищевказаних діалкіламінів, а вміст низькокиплячих речовин та моноалкіламінів знижений до менше ніж 1 об'ємного відсотка, причому вищевказані низькокиплячі речовини киплять при температурі, що не перевищує 1157С при тиску 69,9 Торр (приблизно 9,32 кПа).

18. Спосіб згідно з п. 11, у якому вищевказаний розчинник (І) додатково містить від приблизно 1 до 10 об'ємних відсотків триалкіламінів.

19. Спосіб згідно з п. 11, у якому вищевказаний розчинник (І) одержують шляхом дистиляції з розчинника, який містить низькокиплячі речовини, моноалкіламіни, діалкіламіни та триалкіламіни, по суті всіх низькокиплячих речовин та моноалкіламінів для поліпшення здатності до екстракції оцтової кислоти, причому вищевказані низькокиплячі речовини киплять при температурі, що не перевищує 115"С при тиску 69,9 Торр (приблизно 9,32 кПа).

20. Спосіб згідно з п. 18, у якому вищевказаний розчинник (І) одержують шляхом дистиляції з розчинника, який містить низькокиплячі речовини, моноалкіламіни, діалкіламіни та триалкіламіни, по суті всіх низькокиплячих триалкіламінів та моноалкіламінів для поліпшення здатності до екстракції оцтової кислоти, причому вищевказані низькокиплячі речовини киплять при температурі, що не перевищує 115"С при тиску 69,9 Торр (приблизно 9,32 кПа).

21. Спосіб анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який включає етапи: а) бродіння в біореакторі водного потоку, який містить анаеробні ацетогенні бактерії у живильному середовищі, та потоку газу, який містить принаймні один газ, що вибирають з групи, яка складається з (1) чадного газу, (2) вуглекислого газу та водню, (3) чадного газу, вуглекислого газу та водню, (4) чадного газу та водню, з утворенням таким чином бродильного бульйону, який містить оцтову кислоту; б) відокремлення бактерій від інших компонентів у вищевказаному бульйоні з метою одержання по суті безклітинного потоку; в) безперервного виділення оцтової кислоти з безклітинного потоку у фазу розчинника шляхом контактування вищевказаного безклітинного потоку з незмішуваною з водою сумішшю розчинник/співрозчинник, яка містить: І) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10;

І) принаймні 10 об'ємних відсотків неспиртового співрозчинника, який має точку кипіння нижчу, ніж вищевказаний розчинник (І), г) рециклювання вищевказаної водної фази до вищевказаного біореактора та підведення вищевказаної фази розчинника до дистиляційної колони та д) безперервної дистиляції з продукту етапу г) оцтової кислоти окремо від фази розчинника при температурі, що не перевищує 1607С, причому вищевказані етапи екстракції та дистиляції відбуваються без значної деградації вищевказаного аміну в амід, що, таким чином, підвищує ефективність процесу одержання оцтової кислоти.

22. Спосіб згідно з п. 21, у якому на вищевказаному етапі відокремлення використовують центрифугу, мембрану з порожнистих волокон або пристрій для поділу твердої та рідкої фаз.

23. Спосіб згідно з п. 21, у якому вищевказаний етап дистиляції здійснюють в по суті безкисневому вакуумі.

24. Спосіб згідно з п. 23, у якому на етапі д) далі використовують вакуум при тиску від приблизно 0,5 до приблизно 10 фунтів на квадратний дюйм (3,45-6,9 кПа) абсолютного тиску.

25. Спосіб згідно з п. 21, у якому вищевказані анаеробні бактерії вибирають з групи, що складається з Асеїорасієпйцйт Кімиії, А моодаії, Вшугірасієййт теїнуіоігорпісит, СіовіпаіШт асеїйсит, С. асершуїїсит, С. Топтісасеїййсит, С. Кіпумеїпі, С. (тепптоасеїййсит, С. (пеппосеїшт, С. (теппозасспагоїуїйсит, Еибасіейцт Ітозит, Реріозігеріососсоиз ргодисіиз та С. Циподаанії та їхніх сумішей.

26. Спосіб згідно з п. 25, у якому бактерію С. |Циподадапйії вибирають із штамів, які складаються з: РЕТС Мо АКТК 55383, 0-52 Мо АКТК 55989, ЕВІ2 Ме АКТК 55380 та С-01 Ме АКТК 55988, та їхніх сумішей.

27. Спосіб одержання оцтової кислоти з бродильного бульйону, який містить водний потік, що містить анаеробну ацетогенну бактерію та водне живильне середовище, та принаймні один газ, що вибирають з групи, яка складається з (1) чадного газу, (2) вуглекислого газу та водню, (3) чадного газу, вуглекислого газу та водню, (4) чадного газу та водню, причому цей газ зброджений у ньому, а вищевказаний спосіб включає: контактування вищевказаного потоку з незмішуваною з водою сумішшю розчинника/співрозчинника, яка містить: І) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10; І) принаймні 10 об'ємних відсотків неспиртового співрозчинника, який має нижчу точку кипіння, ніж вищевказаний розчинник (І), безперервне екстрагування оцтової кислоти з вищевказаного потоку у вищевказану суміш розчинників та дистиляцію оцтової кислоти з цього розчинника при температурі дистиляції, що не перевищує 160"С, без значної деградації аміну в амід.

28. Спосіб анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який включає етапи: а) розміщення в біореакторі анаеробної ацетогенної бактерії в живильному середовищі та незмішуваної з водою суміші розчинник/співрозчинник протягом часу, достатнього для адаптації цих бактерій до вищевказаного розчинника; причому ця незмішувана з водою суміш розчинник/співрозчинник містить: І) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10; І) принаймні 10 об'ємних відсотків неспиртового співрозчинника, який має точку кипіння нижчу, ніж вищевказаний розчинник (І), б) введення до цього біореактора газового потоку, який містить принаймні один газ, що вибирають з групи, яка складається з (1) чадного газу, (2) вуглекислого газу та водню, (3) чадного газу, вуглекислого газу та водню, (4) чадного газу та водню, та утворення бродильного бульйону, який містить вищевказані бактерії, живильне середовище, оцтову кислоту, розчинник та воду; причому цей газ у ньому зброджується, в) введення цього бродильного бульйону до поділяючого пристрою, де водна фаза, що містить бактерії та живильне середовище, відділяється від фази розчинника, яка містить оцтову кислоту, розчинник та воду, без фільтрації, г) безперервної дистиляції з фази розчинника із етапу в) оцтової кислоти окремо від фази розчинника при температурі, що не перевищує 1602С, причому цей етап дистиляції здійснюють без значної деградації аміну в амід, що, таким чином, підвищує ефективність процесу одержання оцтової кислоти.

29. Спосіб згідно з п. 28, який далі містить рециклювання вищевказаного розчинника та вищевказаної водної фази, що містить вищевказані бактерії, до біореактора.

30. Спосіб згідно з п. 29, у якому вищевказаний етап дистиляції здійснюють в по суті безкисневому вакуумі.

31. Спосіб згідно з п. 28, у якому на етапі г) далі використовують вакуум при тиску від приблизно 0,5 до приблизно 10 фунтів на квадратний дюйм (3,45-69 кПа) абсолютного тиску.

32. Спосіб згідно з п. 28, у якому анаеробні бактерії вибирають з групи, що складається з Асеїбасіепйит Кімиї, А мооаії, Вшіугірасіейт теїпуіоігорпісит, Сіовіпаіт асеїїсит, С. асеоршуїйсит, С. юптісасеїййсит, С. Кіпумегі, С. Шептоасеїйсит, С. (пеппосеПшт, С. (Нептозасспагоїуїсит, Еибрасіепйцт Ійтовит, Реріозігеріососсоив ргодисіив та С. Ципдаанії та їхніх сумішей.

33. Спосіб згідно з п. 32, у якому бактерію С. Ципдаанйії вибирають із штамів, які складаються з: РЕТС Ме АКТК 55383, 0-52 Ме АКТК 55989, ЕНВІ2 Ме АКТК 55380, С-01 Мо АКТК 55988, та їхніх сумішей.

34. Спосіб анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який включає етапи: а) бродіння принаймні одного газу, що вибирають з групи, яка складається з (1) чадного газу, (2) вуглекислого газу та водню, (3) чадного газу, вуглекислого газу та водню, (4) чадного газу та водню, в біореакторі, який містить водне живильне середовище з анаеробними ацетогенними бактеріями, з утворенням, таким чином, бродильного бульйону, який містить оцтову кислоту, воду та бактеріальні клітини; б) введення до екстракційного пристрою, який містить або безперервну фазу розчинника або безперервну водну фазу та має входи та виходи для цих фаз, (І) вищевказаного бульйону без відокремлення клітин та (Ії) розчинника, який містить суміш незмішуваних з водою розчинника/співрозчинника, яка містить:

І) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10; І) принаймні 10 об'ємних відсотків неспиртового співрозчинника, який має точку кипіння нижчу, ніж вищевказаний розчинник (І), причому фаза розчинника, що містить оцтову кислоту, розчинник та воду, виходить з вищевказаного пристрою окремо від водної фази, що містить вказані бактерії та живильне середовище; в) рециклювання вищевказаної водної фази до біореактора та підведення фази розчинника до дистиляційної колони; г) безперервної дистиляції з фази розчинника із етапу б) оцтової кислоти та води окремо від розчинника при температурі, що не перевищує 160"С, без значної деградації вищевказаного аміну в амід, що, таким чином, підвищує ефективність процесу одержання оцтової кислоти.

35. Спосіб згідно з п. 34, у якому етап б) включає введення вищевказаного розчинника до екстракційного пристрою у потоці за течією або проти течії відносно потоку бульйону.

36. Спосіб згідно з п. 34, який далі містить рециклювання вищевказаного розчинника та вищевказаної водної фази, що містить бактерії, до біореактора.

37. Спосіб згідно з п. 34, у якому вищевказаний етап дистиляції здійснюють в по суті безкисневому вакуумі.

38. Спосіб згідно з п. 34, у якому на етапі г) далі використовують вакуум при тиску від приблизно 0,5 до приблизно 10 фунтів на квадратний дюйм (3,45-69 кПа) абсолютного тиску.

39. Спосіб згідно з п. 34, у якому анаеробні бактерії вибирають з групи, що складається з Асеїбасіепйит Кімиї, А мооаії, Вшіугірасіейт теїпуіоігорпісит, Сіовіпаіт асеїїсит, С. асеоршуїйсит, С. юптісасейсит, С. Кіпумегі, б. Шептоасеїїйсит, С. Шептосеїйшт, С. Тепптозасспагоїуїсит, Еибрасіелпцт Ітовит, Реріозігеріососсоив ргодисіив та С. Ципдаанії та їхніх сумішей.

40. Спосіб згідно з п. 39, у якому бактерію С. |иподадапйії вибирають із штамів, які складаються з: РЕТС Мо АКТК 55383, 0-52 Мо АКТК 55989, ЕВІ2 Ме АКТК 55380 С-01 Мо АКТК 55988, та їхніх сумішей.

41. Спосіб анаеробного мікробного бродіння для одержання оцтової кислоти, який включає етапи: а) бродіння принаймні одного газу, що вибирають з групи, яка складається з (1) чадного газу, (2) вуглекислого газу та водню, (3) чадного газу, вуглекислого газу та водню, (4) чадного газу та водню, в біореакторі, який містить водну живильну суміш та анаеробні ацетогенні бактерії, з утворенням таким чином бродильного бульйону, який містить оцтову кислоту та розчинений вуглекислий газ; б) видалення вуглекислого газу з бродильного бульйону перед екстракцією; в) контактування вищевказаного бульйону з етапу б) з розчинником, який містить амін, та утворення фази розчинника, що містить оцтову кислоту та водну фазу, яка містить вищевказане живильне середовище; г) безперервної дистиляції оцтової кислоти з вищевказаної фази розчинника; д) повернення вищевказаної водної фази до біореактора.

42. Спосіб згідно з п. 41, у якому бродильний бульйон містить розчинений сірководень, і який далі містить етап видалення цього сірководню з бродильного бульйону перед екстракцією.

43. Спосіб згідно з п. 41 або 42, у якому етап видалення включає контактування вищевказаного бродильного бульйону з газом, який не містить вуглекислого газу, кисню або сірководню.

44. Спосіб згідно з п. 43, у якому вищевказаний газ включає газ, що вибирають з групи, яка складається з азоту, метану, гелію, аргону, хімічно інертного газу або їхньої суміші.

45. Спосіб згідно з п. 43, у якому вищевказаний етап видалення здійснюють у протитечійній відпарювальній колоні.

46. Спосіб згідно з п. 41 або 42, у якому вищевказаний етап видалення включає зниження тиску на вищевказаний бродильний бульйон в контейнері окремо від вищевказаного біореактора.

47. Спосіб згідно з п. 41 або 42, який далі містить етап відокремлення бактерій від інших компонентів у вищевказаному бульйоні для одержання по суті безклітинного потоку перед етапом видалення.

48. Спосіб згідно з п. 47, у якому етап видалення включає нагрівання вищевказаного безклітинного потоку до температури приблизно 80"С у контейнері окремо від біореактора.

49. Спосіб згідно з п. 41, у якому розчинник є сумішшю незмішуваних з водою розчинника/співрозчинника, яка містить: І) незмішуваний з водою розчинник, що містить більше 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10; І) принаймні 10 об'ємних відсотків неспиртового співрозчинника, який має точку кипіння нижчу, ніж вищевказаний розчинник (1).

50. Спосіб згідно з п. 49, у якому етап дистиляції здійснюють при температурі, що не перевищує 160"С, без значної деградації вищевказаного аміну в амід, що, таким чином, підвищує ефективність процесу одержання оцтової кислоти.

51. Спосіб згідно з п. 49, у якому вищевказаний етап дистиляції здійснюють в по суті безкисневому вакуумі.

52. Спосіб згідно з п. 50, у якому на етапі дистиляції далі використовують вакуум при тиску від приблизно 0,5 до приблизно 10 фунтів на квадратний дюйм (3,45-6,9 кПа) абсолютного тиску.

53. Спосіб згідно з п. 41, у якому вищевказані анаеробні бактерії вибирають з групи, що складається з Асеїобрасієпйцйт Кімиі, А. мооаїї, Вшугірасіейнт теїпуіоіїгорпісит, Сіовіпдійт асеїїсит, С. асеюриуїїйсит, б. Топтісасеїййсит, С. Кіпумеїпі, С. (тепптоасеїййсит, С. (пеппосеїшт, С. (теппозасспагоїуїйсит, Еибасіейцт Ітозит, Реріозігеріососсоиз ргодисіиз та С. Циподаанії та їхніх сумішей.

54. Спосіб згідно з п. 53, у якому вищевказану бактерію С. Циподдапйіїї вибирають із штамів, які складаються з: РЕТС Мо АКТК 55383, 0-52 Мо АКТК 55989, ЕНВІ2 Ме АКТК 55380 та С-01 Мо АКТК 55988, та їхніх сумішей.

55. Спосіб згідно з п. 41, у якому контакт з розчинником здійснюють у протитечійній колоні.

56. Модифікований незмішуваний з водою розчинник, для використання при екстракції оцтової кислоти з водних потоків, який складається з більше ніж 50 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 20 об'ємних відсотків моноалкіламінів, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу більше ніж 10.

57. Модифікований незмішуваний з водою розчинник згідно з п. 56, який містить від приблизно 85 до приблизно 91 об'ємних відсотків суміші ізомерів сильнорозгалужених діалкіламінів та від приблизно 0,01 до 6 об'ємних відсотків моноалкіламінів, у якому ці моно- та діалкіламіни мають від 12 до 14 атомів вуглецю, причому цей розчинник має коефіцієнт розподілу від приблизно 10 до приблизно 20.

58. Спосіб приготування модифікованого розчинника, який містить такі етапи: а) дистиляцію з немодифікованого розчинника, що містить низькокиплячі речовини, моноалкіламіни, сильнорозгалужені діалкіламіни та триалкіламіни, від приблизно 75 до приблизно 10095 вищевказаних низькокиплячих речовин та від приблизно 80 до приблизно 10095 вищевказаних моноалкіламінів, що поліпшує здатність вищевказаного дистильованого розчинника до екстракції оцтової кислоти, причому вищевказану дистиляцію вищевказаних низькокиплячих речовин здійснюють при температурі від приблизно 100 до приблизно 160"С при тиску приблизно 70 Торр (приблизно 9,333 кПа); та б) очищення вищевказаного дистильованого розчинника за допомогою органічної кислоти при відношенні кислоти до розчинника від приблизно 1:1 до приблизно 5:1.

59. Спосіб згідно з п. 58, у якому дистильований розчинник далі піддають другій дистиляції для суттєвого зниження вмісту всіх триалкіламінів.