Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Vynález je smerovaný na proces opätovného získania kyseliny sírovej zo zmesi zahŕňajúcu kyselinu sírovú a organickú hmotu z biomasy.0002 Kyselina sírová je používaná na rôzne priemyselné využitia. Jedna aplikácia kyseliny sírovej je na úpravu surovej biomasy, ako je drevo alebo tráva tak, že V nasledujúcom kroku môže byť podrobená hydrolýze, aby sa uvoľnili uhľovodíky, najmä sacharidy (cukry), ako je hexóza a pentóza, ktoré potom môžu byť premenene na užitočné produkty, napr. V kroku fermentácie.0003 Celulóza tvorí hlavnú časť všetkej rastlinnej biomasy. Zdroj všetkej celulózy je štruktúrna tkanina rastlín. Vyskytuje sa V úzkom spojení s hemicelulózou a lignínom, ktoré dohromady tvoria bunky rastlinných vlákien. Tento komplex celulózy,hemicelulózy a lignínu sa obvykle označuje ako lignocelulóza. Celulóza pozostáva 2 dlhých reťazcov beta glukozidických zvyškov pripojených cez 1,4 pozície. Tieto spojky spôsobujú, že celulóza má vysokú schopnosť kryštalizovať a tak i nízku prístupnosť k enzýmom alebo kyslým. katalyzátorom. Hemicelulóza je amorfný heteropolymér, ktorý sa ľahko hydrolyzuje. Lignín, aromatický trojrozmerný polymér, je roztrúsený medzi celulózu a hemicelulózu v bunkách rastlinných vlákien.0004 I keď existujú alternatívy na uskutočnenie uvoľnení a hydrolýzy lignocelulózy, ako sú enzymatické procesy a procesy zahŕňajúce pretláčanie alebo parnú explóziu, také procesy sú všeobecne nákladné.0005 Jednýn 1 predmetom. predkladaneho vynálezu je poskytnúť finančne efektívny proces na premenu surovej biomasy na rad0006 US-A-5 562 777 a US-A-5 580 389 opisujú procesy hydrolýzy biomasy, aby vznikli cukry pomocou hydrolýzy koncentrovanou kyselinou sírovou. V týchto známych procesoch jepoužitá chromatografická technika na oddelenie kyseliny sírovejod ostatných zlúčenín tak, že dalšie zlúčeniny môžu byť dalej spracované. Touto technikou sa získa prúd rozriedenej kyseliny sírovej.0007 US~A-3 244 620 opisuje spôsob dialýzy na separáciu silnej kyseliny zo zmesi s polymérom pomocou aniónovej membrány. 0008 US-A-2004/222157 opisuje spôsob regenerácie použitej kyseliny pomocou polymérnych membrán. Membrány s výhodou majú aniónove skupiny.0009 US-A-2 276 210 opisuje spôsob dialýzy na čistenie anorganických oxokyselín, ktoré sú kontaminovane organickými nečistotami. Dialýza sa uskutočňuje semipermeabilnou difúznou membránou.0010 Bolo by žiaduce vyrobiť prúd kyseliny sírovej s vysokoukoncentráciou, okrem iného preto, že taký prúd je možné ľahšierecyklovať. 0011 Ďalej by bolo žiaduce poskytnúť proces na premenu surovej biomasy na prúd sacharidov, ktorý je finančneefektívnejší ako procesy 2 doterajšieho stavu techniky.0012 Prekvapivo bolo zistené, že je možné transportovať sulfátové ióny a tiež v určitom rozsahu protóny cez aniónovo selektívne membrány difúziou dostatočne vysokou. transportnou rýchlosťou navzdory skutočnosti, že suspenzia, z ktorej sa mákyselina sírová odstrániť, moze byť trochu viskózna. Tak jepredkladaný vynález smerovaný na proces odstránenia kyseliny sírovej z prúdu, ktorý obsahuje zmes kyseliny sírovej a organickej hmoty, pomocou aniónovo selektivnej membrány.0013 Organická hmota môže zahŕňať uhľovodíky (totiž zlúčeniny zahŕňajúce H a C a prípadne O, N, P a/alebo S atď.),najma sacharidy, ktoré sú výsledkom hydrolýzy lignocelulózy,proteínov, aminokyselín, ligninu, lipidov a/alebo živíc.0014 Finančná efektívnosť procesu z predkladaneho vynálezu je značne zlepšená V porovnaní s procesmi z doterajšieho stavu techniky V dôsledku použitia kyseliny sírovej, ktorá má vysokúkoncentráciu (totiž obvykle vyššiu ako 65 hmotnostných, typickyokolo 70 hmotnostných. S touto koncentráciou je možné uskutočniť uvoľnenie / hydrolýzu pri relatívne nízkej teplote,totiž pod lOO °C. Ďalšou výhodou je, že nevznikajú žiadne, alebo len veľmi málo, nežiaduce vedľajšie produkty, ako je furfural. O furfurale je známe, že je to inhibítor fermentačných procesov. 0015 Použitím aniónovej selektívnej membrány podľa predkladaného vynálezu, sacharidy neprechádzajú, alebo len vo veľmi malom rozsahu, cez membránu, a tak sa získajú dva oddelené prúdy, jeden prúd bohatý na kyselinu sírovú a jeden prúd bohatý na sacharidy. Sacharidový prúd môže byť spracovaný V nasledujúcom kroku, typicky V kroku fermentácie. Prúd kyseliny sírovej môže byť dalej spracovaný tak, aby sa zvýšila koncentrácia.0016 Podľa vynálezu sa získaný prúd kyseliny sírovej aspoň čiastočne recykluje, t.j. aspoň. časť získaného prúdu kyseliny sírovej sa uvedie do kontaktu s biomasou. Taký recyklovaný prúd ďalej znižuje náklady a zvyšuje účinnosť procesu premeny surovej biomasy na sacharidy.0017 Ďalej sa aspoň časť prúdu kyseliny sírovej, ktorá sauvádza do kontaktu s biomasou, získava spaľovaním HZS. To vedie kzvýšeniu koncentrácie kyseliny sírovej, čo naopak umožňuje 4nižšiu teplotu hydrolýzy. Ďalej teplo, ktoré sa uvoľňuje v priebehu kroku spaľovania, môže byť účinne použite, napríklad na sušenie mokrej biomasy.0018 S výhodou sa HZS získava zo síranu. redukčnýnl krokom,ktorý sa aplikuje na prúd, ktorý sa získa z prúdu bohatého na kyselinu sirovú v smere od aniónovo selektívnej membrány. Preto je vyžadovaná menej čerstvá kyselina sírová, ktorá ďalej zvyšuje účinnosť cyklu síry. Navyše sa zníži množstvo síranoveho odpadu. 0019 Hnacia sila medzi separáciou, ktorá je použitá v predkladanom vynáleze, je difúzia. Transport kyseliny sírovej cez membránu môže byť uskutočnený prechodom prijímacej kvapaliny(obvykle vody) na filtrátovej strane membrány. Vďakakoncentraćnemu rozdielu prechádza kyselina sírová membránou.S výhodou obidva prúdy, totiž prúd zmesi zahŕňajúci kyselinu sírovú a sacharidy a prúd prijímacej kvapaliny, sú používané V protiprúde. Pokiaľ je použitý protiprúdový prúd, je preferované, aby prúd prijímacej kvapaliny (konkretne vody) tiekol zhora dole, pretože hustota prijímacej kvapaliny sa zvyšuje, ako sa v nej zvyšuje obsah kyseliny sírovej, a keď tečie dole, zabráni sa tomu, aby sa ťažšia kvapalina miešala späť s ľahšou kvapalinou. Týmto spôsobom môže byť produkovaný prúd kyseliny sírovej prietokom, ktorý je približne rovnaký ako prietok vstupujúcej zmesi, zatiaľ čo koncentrácia kyseliny sírovej V produkovanom prúde je blízka tej, ktorá je vo vstupujúcej suspenzii.0020 Prúd kyseliny sírovej, ktorý je produkovaný v procese separácie membránou, môže mať koncentráciu, ktorá je dostatočne vysoká, aby umožnila priame recyklovanie, napr. V úprave lignocelulózy tak, aby sa z nej vyrobili jej monosacharidy. Viac-menej môže byť tiež žiaduce zvýšiť koncentráciu. To môže byť uskutočnené prostriedkami, ktoré sú same o sebe známe, napr. pridaním S 03 a/alebo koncentrovanej kyseliny sírovej, odparením vody z kyseliny sírovej. V preferovanom uskutočnení sa pridáva S 03 a/alebo koncentrovaná kyselina sírová, ktorá sa získava spaľovaním HZS, ktorý sa s výhodou získava z kroku redukcie sulfátu, ktorý môže byť situovaný ďalej V smere procesu.0021 Aniónovo selektívna membrána umožňuje prechod sulfátových iónov. Pretože nemôže na prijímacej strane membrány narastať negatívny náboj, dochádza k spolumigrácii protónov a tak je v dôsledku toho transportovaná kyselina sírová. Táto spolumigrácia protónov je spôsobená ich malými rozmermi. Väčšie katióny, rovnako ako dalšie zlúčeniny, najma sacharidy, nemôžu prejsť membránou.0022 Podľa vynálezu sa suspenzia, napr. suspenzia z kroku, v ktorom sa lignocelulóza uvádza do kontaktu s kyselinou sírovou,môže byt dodávaná do kroku membránovej separácie. Viskozitatakej suspenzie môže byť vysoká, čo je významný rys

MPK / Značky

MPK: C01B 17/92, C01B 17/90

Značky: kyseliny, sírovej, spôsob, opätovného, získania

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-e9384-sposob-opatovneho-ziskania-kyseliny-sirovej.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob opätovného získania kyseliny sírovej</a>

Podobne patenty