[發(fā)明專利]一種制備生物基丁二烯的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710012366.4
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106831287B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚天偉;蔡的;朱強強;秦培勇;王斌;陳長京;胡嵩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/167;C12P7/06;C12M1/00;C12R1/865
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

1.一種制備生物基丁二烯的系統(tǒng)，其包括：

乙醇發(fā)酵裝置2；

與乙醇發(fā)酵裝置2相連的乙醇分離裝置；和

與乙醇分離裝置相連的丁二烯化學(xué)催化裝置4；

所述丁二烯化學(xué)催化裝置4內(nèi)裝有催化劑，所述催化劑為不定形硅酸鎂負載的銀催化劑；

所述乙醇分離裝置包括泵Ⅱ311、滲透汽化膜組件312、冷阱313、干燥塔314、真空泵315和蒸發(fā)器316；

所述乙醇發(fā)酵裝置2與滲透汽化膜組件312通過泵Ⅱ311相連；滲透汽化膜組件312的滲余側(cè)出口與乙醇發(fā)酵裝置2的入口相連，透過側(cè)出口通過冷阱313和干燥塔314與真空泵315相連；冷阱313的出口通過蒸發(fā)器316與丁二烯化學(xué)催化裝置4相連，使得滲透汽化膜組件312透過側(cè)冷凝液作為底物經(jīng)氣化后進入丁二烯化學(xué)催化裝置4催化生成丁二烯；

利用所述乙醇分離裝置分離后獲得的乙醇粗品中乙醇的質(zhì)量體積濃度為40％-95％；

所述不定形硅酸鎂的合成為：將6g硅膠和38.4g六水合硝酸鎂置于裝有200mL乙醇的燒杯中，在80℃下加熱攪拌至乙醇蒸發(fā)后形成膠體，然后于500℃下煅燒，即得到不定形硅酸鎂。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述丁二烯化學(xué)催化裝置4為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。

3.一種利用權(quán)利要求1或2所述系統(tǒng)制備生物基丁二烯的方法，其包括以下步驟：

A，將發(fā)酵培養(yǎng)基與發(fā)酵菌種通入乙醇發(fā)酵裝置2進行發(fā)酵培養(yǎng)，獲得富含乙醇的發(fā)酵培養(yǎng)液；

B，利用乙醇分離裝置對富含乙醇的發(fā)酵培養(yǎng)液進行分離，獲得乙醇粗品；

C，將惰性氣體和氣化的乙醇粗品通入丁二烯化學(xué)催化裝置4，反應(yīng)后獲得丁二烯；

分離后獲得的乙醇粗品中乙醇的質(zhì)量體積濃度為40％-95％w/v。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基中含有糖，所述糖為葡萄糖、木糖、果糖、蔗糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、甘露糖、麥芽糖、淀粉、纖維素中的一種或多種；所述糖的原料為淀粉質(zhì)、菌渣、糖蜜和纖維質(zhì)中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵菌種以種子液的形式通入乙醇發(fā)酵裝置2，所述種子液由能夠代謝產(chǎn)生乙醇的真菌、細菌或基因工程菌培養(yǎng)制得。

6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵菌種為固定化菌種或游離菌種；和/或所述發(fā)酵培養(yǎng)的方式為批次發(fā)酵、補料批次發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵。

7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，分離后獲得的乙醇粗品中乙醇的質(zhì)量體積濃度為40％-60％。

8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為300-400℃，氣化的乙醇粗品通入丁二烯化學(xué)催化裝置4空速為0.2-2h^-1，惰性氣體的流速為5-80mL/min。