專利名稱：通過在真空下蒸發(fā)從發(fā)酵中移除產(chǎn)物醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用真空蒸發(fā)從發(fā)酵液體培養(yǎng)基中移除丁醇和其它C2-C8醇的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，許多エ業(yè)發(fā)酵涉及制備こ醇，以用在化學(xué)或燃料用途中。對(duì)于在燃料中的使用，丁醇比こ醇有優(yōu)勢，即丁醇具有更低的蒸氣壓和降低的水中溶解度。有利的丁醇發(fā)酵方法將涵蓋完整的或基本上完整的糖至丁醇的轉(zhuǎn)化，而沒有達(dá)到大于丁醇容限閥值的丁醇滴度，大于丁醇容限閥值的丁醇滴度引起丁醇生產(chǎn)速率降到不可取的預(yù)設(shè)速率以下。雖然將糖載量限制為使分批發(fā)酵不需要在大于容限水平的丁醇濃度下運(yùn)轉(zhuǎn)的水平是可能的，但是該方法具有缺點(diǎn)，因?yàn)槭芟薜奶禽d量產(chǎn)生稀釋溶液，它們本身對(duì)方法來說是經(jīng)濟(jì)上不可取的。因此，需要ー種方法，該方法在發(fā)酵中將丁醇含量限制在等于或低于容限水平，同時(shí)糖載量不受容限水平考慮的限制。通過其可使丁醇生產(chǎn)發(fā)酵エ藝更有效的ー種方法可為當(dāng)丁醇從發(fā)酵培養(yǎng)基(液體培養(yǎng)基)中形成時(shí)將其移除，以便不達(dá)到生產(chǎn)丁醇的微生物的容限水平，使得發(fā)酵容器能夠承載高載量的糖。此類“原位產(chǎn)物移除”或“ISPR’’方法描述于PCT國際公布W02009/079362 A2 中。發(fā)酵產(chǎn)物的ISPR方法也描述于Roffler的論文(Roffler, SteveRonald,“Extractive fermentation-lactic acid and acetone/butano丄production, ’Department of Chemical Engineering at the University of Californiaat Berkeley, 1986)中。RoffIer描述了ー種方法,其中來自發(fā)酵容器的液體流通到保持真空的分離容器。然而，RofTler所述的方法需要進(jìn)ー步加工所得蒸氣流。因?yàn)楗I(yè)發(fā)酵依靠微生物，此類加工必須考慮與微生物相關(guān)的溫度限制。為了在可接受的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，必須考慮成本和冷卻或在真空下運(yùn)轉(zhuǎn)的可操作性。與化學(xué)過程中排熱相關(guān)聯(lián)的成本可為エ廠位置和年度時(shí)間的函數(shù)。在許多地理區(qū)域，不可能確保在需要從蒸氣流中排熱的溫度下進(jìn)行有效的或可操作的冷卻。向換熱器提供冷凍水以實(shí)施冷凝，這顯著地增加了冷卻介質(zhì)的成本。一個(gè)備選方法將為將蒸氣流壓縮至較高壓力，以在不需要整年使用冷卻水下完成冷凝，但是這也需要顯著的成本，因?yàn)橥ㄟ^機(jī)器的初始蒸氣的密度低。其中使用溴化鋰吸收こ醇和水蒸氣的所述方法可能不足以吸收ニ氧化碳或高級(jí)醇的蒸氣流。
此外，無論使用何種方法，都將存在殘余氣體流(由于CO2在發(fā)酵液體培養(yǎng)基中的溶解度)，在其排放到大氣中之前必須被壓縮。殘余氣體流將包含C02。雖然真空閃蒸表現(xiàn)了一種可從發(fā)酵過程中移除丁醇的有效方法，然而需要預(yù)先處理包含所述產(chǎn)物的所得低壓蒸氣流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了通過在真空下蒸發(fā)而從發(fā)酵中移除產(chǎn)物醇的方法。例如，在ー些實(shí)施例中，包含水和產(chǎn)物醇以及任選的CO2的發(fā)酵液體供料被至少部分地蒸發(fā)出來，使得產(chǎn)生蒸氣流。也提供了從蒸發(fā)出的發(fā)酵供料中回收產(chǎn)物醇的方法。例如，在一些實(shí)施例中，包含產(chǎn)物醇的蒸氣流在適宜的條件下與吸收液體接觸，其中一定量的產(chǎn)物醇被吸收。也提供了從吸收液體中回收產(chǎn)物醇，從而再生吸收液體的方法。在一些實(shí)施例中，方法包括至少部分地蒸發(fā)發(fā)酵液體供料，其中產(chǎn)生蒸氣流，所述發(fā)酵液體供料和所述蒸氣流各自包含一定量的水、產(chǎn)物醇中每ー者和任選的CO2 ;以及在真空條件下使所述蒸氣流與吸收液體接觸，其中蒸氣流的至少一部分被吸收到吸收液體中以形成吸收液體相。吸收的蒸氣流的所述部分可包含一定量的水、產(chǎn)物醇中每ー者和任選的co2。蒸氣流到吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度可大于不存在吸收液體的情況下蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度。在一些實(shí)施例中，部分蒸發(fā)發(fā)酵液體可包括從發(fā)酵容器中移除發(fā)酵液體供料；以適宜的流量向蒸餾塔(例如多級(jí)蒸餾塔)供應(yīng)發(fā)酵液體供料；蒸餾所述發(fā)酵液體供料，以產(chǎn)生富含產(chǎn)物醇的蒸氣流和產(chǎn)物醇貧化的塔底流，其中所述蒸餾在充分低于大氣的壓カ下發(fā)生，使得能夠產(chǎn)生溫度不大于約45°c的蒸氣流；以及任選地將塔底流出物的任何部分返回到所述到發(fā)酵容器。在一些實(shí)施例中，塔底流出物中的產(chǎn)物醇濃度不超過發(fā)酵液體供料中的產(chǎn)物醇濃度的90%。在一些實(shí)施例中，所述(a)蒸發(fā)和所述(b)接觸在小于約0.2巴的壓カ下實(shí)施。在一些實(shí)施例中，所述(a)蒸發(fā)和所述(b)接觸在小于約0.1巴的壓カ下實(shí)施。在一些實(shí)施例中，所述蒸氣流的至少約90%被吸收到所述吸收液體相中。在一些實(shí)施例中，所述蒸氣流到所述吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度比不存在所述吸收液體的情況下所述蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度高至少約10°C。在一些實(shí)施例中，所述蒸氣流到所述吸收液體相中的吸收開始時(shí)的溫度為至少約30°C。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇為丁醇。在ー些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇為異丁醇。在一些實(shí)施例中，所述吸收液體包含有機(jī)分子，所述有機(jī)分子具有在大氣壓下比水的沸點(diǎn)高至少約30°C的沸點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含碳酸鉀和こニ醇。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含ニ醇。在一些實(shí)施例中，所述ニ醇包括こニ醇、丙ニ醇、或它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包括こニ醇。在一些實(shí)施例中，所述有機(jī)分子為胺。在一些實(shí)施例中，所述胺選自單こ醇胺(MEA)、2-氨基2-甲基丙醇(AMP)和甲基ニこ醇胺(MDEA)。在一些實(shí)施例中，所述吸收液體包含MEA、AMP、MDEA、或它們的任何混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含MEA。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含AMP。在ー些實(shí)施例中，吸收液體包含MDEA。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含MEA、AMP和MDEA中的至少兩種的混合物。在一些實(shí)施例中，所述蒸氣流中的吸收液體與CO2的摩爾比大于約I。在ー些實(shí)施例中，所述方法還包括在足以從所述吸收液體中移除主要部分的所述水、產(chǎn)物醇和CO2的條件下蒸餾包含所吸收的蒸氣流的所述吸收液體相。在一些實(shí)施例中，CO2的主要部分以及產(chǎn)物醇和水中至少ー者的至少一部分或這兩者的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在一些實(shí)施例中，CO2、產(chǎn)物醇和水中每ー者的主要部分被吸收到所述吸收液體中。在ー些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇的主要部分以及CO2和水的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在ー些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇和CO2的主要部分以及水的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在ー些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇和水的主要部分以及CO2的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在ー些實(shí)施例中，在所述(a)蒸發(fā)步驟之前，所述方法還包括以下步驟中的一者或兩者:(i)從所述發(fā)酵液體供料中汽提出所述CO2的一部分，以及(ii)從所述發(fā)酵液體供料中蒸發(fā)出所述CO2的一部分。在一些實(shí)施例中，在所述(a)蒸發(fā)步驟之前，所述方法還包括以下步驟中的一者或兩者:(i)從所述發(fā)酵液體供料中汽提出所述CO2的主要部分和產(chǎn)物醇的一部分，以及(ii)從所述發(fā)酵液體供料中蒸發(fā)出所述CO2的一部分。在一些實(shí)施例中，來自所述發(fā)酵液體供料的所述CO2的一部分在所述(a)蒸發(fā)步驟之前從所述發(fā)酵液體供料中汽提出來，其中通過使發(fā)酵液體供料與不凝氣體的逆流接觸對(duì)CO2的所述部分來汽提。在一些實(shí)施例中，根據(jù)本文提供的方法可將在發(fā)酵容器中的產(chǎn)物醇滴度保持在低于預(yù)選的閾值。例如，方法可包括從發(fā)酵容器中移除包含產(chǎn)物醇、水和任選的CO2的發(fā)酵液體供料流；向閃蒸槽(例如單塔板閃蒸槽)或蒸餾塔(例如多級(jí)蒸餾塔)供應(yīng)發(fā)酵液體供料流；在真空條件下，在所述閃蒸槽(例如單塔板閃蒸槽)或所述蒸餾塔(例如多級(jí)蒸餾塔)中蒸發(fā)出所述發(fā)酵液體供料流，以產(chǎn)生富含產(chǎn)物醇的蒸氣流和產(chǎn)物醇貧化的塔底流出物；以及任選地將塔底流出物的任何部分返回到所述發(fā)酵容器。在一些實(shí)施例中，在真空條件下使蒸氣流與吸收液體接觸，其中蒸氣流的至少一部分被吸收到吸收液體中。在ー些實(shí)施例中，所述蒸氣流到所述吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度大于不存在所述吸收液體的情況下所述蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度。在一些實(shí)施例中，所述塔底流出物中的產(chǎn)物醇濃度小于所述發(fā)酵液體供料流中的產(chǎn)物醇濃度的約90%。在一些實(shí)施例中，所述塔底流出物中的產(chǎn)物醇濃度小于所述發(fā)酵液體供料流中的產(chǎn)物醇濃度的約10%。在一些實(shí)施例中，所述有機(jī)分子是胺。在一些實(shí)施例中，所述有機(jī)分子是こニ醇。在一些實(shí)施例中，在所述塔底流出物中的產(chǎn)物醇濃度小于約2.5g/L。在一些實(shí)施例中，所述發(fā)酵液體供料流包含C02。在一些實(shí)施例中，所述方法在所述發(fā)酵容器中的產(chǎn)物醇達(dá)到約10g/L時(shí)開始。在一些實(shí)施例中，與產(chǎn)生所述發(fā)酵液體供料流的發(fā)酵同時(shí)開始。在本文提供的一些實(shí)施例中，發(fā)酵液體供料包含C02。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇為丁醇。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含不同于產(chǎn)物醇的有機(jī)分子。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含有機(jī)分子，其沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)高至少30°C。在一些實(shí)施例中，有機(jī)分子為胺，如單こ醇胺(MEA)、2-氨基2-甲基丙醇(AMP)、甲基ニこ醇胺(MDEA)、或它們的混合物。在ー些實(shí)施例中，吸收液體包含碳酸鉀和こニ醇。在一些實(shí)施例中，吸收液體包括こニ醇。在ー些實(shí)施例中，吸收液體包括こニ醇和胺，如MEA、AMP、MDEA、以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體可包含對(duì)異丁醇的吸收親和力比水更優(yōu)異的有機(jī)分子。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含2-こ基己醇(2-EH)、異月桂醇、苯酚、以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含脂肪酸、脂肪酸酷、脂肪醇、以及它們的混合物。所述脂肪酸、脂肪酸酷、或脂肪醇可衍生自玉米油、大豆油、或蓖麻油。在一些實(shí)施例中，吸收液體吸收產(chǎn)物醇的主要部分以及C02、水、或這兩者的至少一部分。在一些實(shí)施例中，吸收產(chǎn)物醇和水的主要部分以及CO2的至少一部分。在一些實(shí)施例中，吸收產(chǎn)物醇和CO2的主要部分以及水的至少一部分。在一些實(shí)施例中，吸收產(chǎn)物醇、水和CO2的主要部分。本文也提供了從吸收液體中回收產(chǎn)物醇并再生吸收液體的方法。產(chǎn)物醇的回收可包括(a)從吸收裝置中將吸收液體相泵送到比在吸收裝置中的壓カ更高的壓カ下，所述吸收液體相包含吸收液體、水、產(chǎn)物醇、以及任選的CO2 ;(b)任選地加熱所述吸收液體相；(C)將所述吸收液體相加入蒸餾塔(例如多級(jí)蒸餾塔)中，所述蒸餾塔包括汽提段和任選的精餾段；(d)在使得產(chǎn)生包含吸收液體和水的至少一部分的塔底產(chǎn)物以及包含水、產(chǎn)物醇和任選的CO2的混合物的氣相的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)所述蒸餾塔；(e)從蒸餾塔中回收包含水和所述吸收液體相的混合物的所述塔底產(chǎn)物；以及(f)從所述氣相中回收水、產(chǎn)物醇和任選的C02。在一些實(shí)施例中,所述方法還包括通過冷凝、蒸懼、漢析、或它們的組合從(f)中分離所述氣相的組分。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括至少部分地冷凝步驟(d)中產(chǎn)生的所述氣相，以形成雙液相混合物；(h)將所述液相混合物通到潷析器，其中所述液相混合物被分離成水相和有機(jī)相；(i)任選地將所述水相的至少部分通過步驟(c)的蒸餾塔的精餾段；(j)從所述蒸餾塔的精餾段移除液體側(cè)流并使它返回到真空閃蒸容器，構(gòu)造所述容器以容納發(fā)酵液體供料流，所述發(fā)酵液體供料流包含產(chǎn)物醇、水和任選的C02 ； (k)使所述有機(jī)相的至少一部分通過第二蒸餾塔，所述第二蒸餾塔包括汽提段；(I)從所述第二蒸餾塔的塔底抽出產(chǎn)物醇；(m)從所述第二蒸餾塔的頂部抽出蒸氣；(n)使來自(m)的蒸氣冷卻，以便所述蒸氣部分地冷凝以形成雙液相；以及(O)將來自(n)的液相通到潷析器。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括通過在介于大氣壓和容器210中的閃蒸壓カ之間的中間壓カ下由發(fā)酵液體預(yù)閃蒸，顯著降低存在于喂入容器210中的發(fā)酵液體供料中的ニ氧化碳的量。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括通過在喂入閃蒸容器210中之前用不凝氣體汽提出來，顯著地降低存在于喂入容器210中的發(fā)酵液體供料中的ニ氧化碳的量。在一些實(shí)施例中，所述產(chǎn)物醇是丁醇，并且所述C02 丁醇的一部分和水在啤酒汽提出來之前揮發(fā)，其中所述部分揮發(fā)提供了改善的過程效率。在一些實(shí)施例中，部分蒸發(fā)出來的所述蒸氣流和被吸收到所述吸收液體中的所述蒸氣流為按質(zhì)量計(jì)I至100份丁醇對(duì)ー份ニ氧化碳。在一些實(shí)施例中，所述蒸氣流為按質(zhì)量計(jì)10至100份丁醇對(duì)ー份ニ氧化碳。在一些實(shí)施例中，所述氣相的壓カ包括按質(zhì)量計(jì)I至100份丁醇對(duì)ー份ニ氧化碳，并且所述壓カ為I至30psig。在一些實(shí)施例中，所述壓カ為0.9至1.2個(gè)大氣壓。本發(fā)明也涉及從發(fā)酵液體中移除產(chǎn)物醇的方法，所述方法包括:(a)至少部分地蒸發(fā)發(fā)酵液體供料，其中產(chǎn)生蒸氣流，所述發(fā)酵液體供料和所述蒸氣流各自包含一定量的水、產(chǎn)物醇和C02 ;以及(b)在真空條件下使所述蒸氣流與吸收液體接觸，其中蒸氣流的至少一部分被吸收到吸收液體中，以形成吸收液體相，其中吸收的蒸氣流的所述部分包含一定量的水、產(chǎn)物醇和C02中每ー者，并且其中蒸氣流到吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度可大于不存在吸收液體的情況下蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度，并且其中通過所述(b)接觸產(chǎn)生的吸收熱被用在所述(a)至少部分地蒸發(fā)發(fā)酵液體供料中。在一個(gè)實(shí)施例中，所述(a)蒸發(fā)包括:(i)從發(fā)酵容器中移除所述發(fā)酵液體供料；(ii)以一定流量向蒸餾塔供應(yīng)所述發(fā)酵液體供料；(iii)蒸餾所述發(fā)酵液體供料，以產(chǎn)生富含所述產(chǎn)物醇的蒸氣流和產(chǎn)物醇貧化的塔底流出物，其中所述蒸餾在充分低于大氣的壓カ下發(fā)生，使得能夠產(chǎn)生溫度不大于約45°C的蒸氣流；以及(iv)任選地將所述塔底流出物的任何部分返回到所述發(fā)酵容器，其中所述塔底流出物中的所述產(chǎn)物醇濃度不超過所述發(fā)酵液體供料中的所述產(chǎn)物醇濃度的約90 %。在一些實(shí)施例中，步驟(b)還包括任選地形成殘余氣相。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇為丁醇。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇為異丁醇。在一些實(shí)施例中，吸收液體包括こニ醇、こニ醇單甲醚、ニ甘醇、丙ニ醇、雙丙ニ醇、聚こニ醇、聚こニ醇醚、聚丙ニ醇醚、以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含單こ醇胺、甲氨基丙胺、哌嗪、ニこ醇胺、三こ醇胺、ニこ基こ醇胺、ニ異丙基胺、氨基こ氧基こ醇、ニ甲氨基丙醇、甲基ニこ醇胺、以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含2-こ基己醇、異月桂醇、異鯨蠟醇、油醇、苯酚、脂肪酸、脂肪酸酷、脂肪醇、酸、醇、酰胺、胺、酷、酮、碳酸鹽、磷酸鹽、鹽溶液、以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含碳酸鉀和こニ醇。在一些實(shí)施例中，所述方法還包括在足以從所述吸收液體中移除主要部分的所述水、產(chǎn)物醇和C02的條件下蒸餾包含所吸收的蒸氣流的所述吸收液體相。在一些實(shí)施例中，C02的主要部分以及產(chǎn)物醇和水中至少ー者的至少一部分或這兩者的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在一些實(shí)施例中，C02、產(chǎn)物醇和水中每ー者的主要部分被吸收到所述吸收液體中。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇的主要部分以及C02和水的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在一些實(shí)施例中,產(chǎn)物醇和C02的主要部分以及水的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇和水的主要部分以及C02的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。在一些實(shí)施例中，在所述(a)蒸發(fā)步驟之前，所述方法還包括以下步驟中的一者或兩者:(i)從所述發(fā)酵液體供料中汽提出所述C02的一部分，以及(ii)從所述發(fā)酵液體供料中蒸發(fā)出所述C02的一部分。在ー些實(shí)施例中，來自所述發(fā)酵液體供料的所述C02的一部分在所述(a)蒸發(fā)步驟之前從所述發(fā)酵液體供料中汽提出來，其中C02的所述部分通過所述發(fā)酵液體供料與不凝氣體的逆流接觸來汽提。在一些實(shí)施例中，在所述(a)蒸發(fā)步驟之前，所述方法還包括:從所述發(fā)酵液體供料中汽提出所述C02的主要部分和產(chǎn)物醇的一部分，以及從所述發(fā)酵液體供料中蒸發(fā)出所述C02的一部分。


并入本文并成為說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明，并且與說明書一起進(jìn)ー步用在解釋本發(fā)明的原理并使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠利用本發(fā)明。圖1示出了用在實(shí)施根據(jù)本文所述實(shí)施例的方法的實(shí)例體系。圖2示出了用在實(shí)施根據(jù)本文所述實(shí)施例的方法的實(shí)例體系。圖3是如實(shí)例I所述的靜態(tài)單元PtX設(shè)備的示意圖。圖4是如實(shí)例6所述的峰高對(duì)單こ醇胺溶液的CO2吸收譜的圖。圖5是如實(shí)例6所述的CO2吸收對(duì)峰高的圖。圖6是如實(shí)例6所述的溫度對(duì)峰高的圖。圖7A是所述方法提供的并在實(shí)例7中提及的實(shí)施例的流程圖實(shí)例。圖7B和7C別示出了表8A和表8B，它們概述了實(shí)例7的總仿真模型結(jié)果。圖8A是所述方法提供的并在實(shí)例8中提及的實(shí)施例的流程圖實(shí)例。圖8B和8C分別示出了表IOA和10B，它們概述了實(shí)例8的總仿真模型結(jié)果。圖9A是所述方法提供的并在實(shí)例9中提及的實(shí)施例的流程圖實(shí)例。
圖9B和9C分別示出了表12A和12B，它們概述了實(shí)例9的總仿真模型結(jié)果。圖1OA示出了用在實(shí)施根據(jù)本文所述實(shí)施例的方法、以及具體地用在展示在真空閃蒸前的汽提的體系實(shí)例。圖1OB和IOC分別示出了表13A和13B，它們概述了實(shí)例10的總仿真模型結(jié)果。圖11示出了用在實(shí)施根據(jù)本文所述實(shí)施例的方法的實(shí)例體系。圖12示出了用在實(shí)施根據(jù)本文所述實(shí)施例的方法的實(shí)例體系。
具體實(shí)施例方式本文提供的方法可通過以下具體實(shí)施方式
和構(gòu)成本專利申請(qǐng)一部分的附圖獲得充分了解。

g在幫助理解本文所述的方法而不應(yīng)理解為限制性的。此外，在

中提出了方法條件，這些條件以實(shí)例形式提供，并且對(duì)這些條件的修改在本方面的精神范圍內(nèi)。除非另行定義，否則本文所用的所有科技術(shù)語的含義與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的一祥。如發(fā)生矛盾，以本專利申請(qǐng)(包括其定義)為準(zhǔn)。此外，除非上下文另有所需，単數(shù)術(shù)語將包括復(fù)數(shù)并且復(fù)數(shù)術(shù)語將包括単數(shù)。為所有目的，所有的出版物、專利、以及本文提及的其它參考資料均全文以引用方式并入本文。為了進(jìn)ー步限定本發(fā)明，本文提供了以下術(shù)語和定義。如本文所用，術(shù)語“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或它們的任何其它變型將被理解為是指包括指定的整數(shù)或整數(shù)組但不排除任何其它整數(shù)或整數(shù)組。例如，包含一系列元素的組合物、混合物、エ藝、方法、制品或設(shè)備不必僅限于那些元素，而可包括其它未明確列出的元素，或此類組合物、混合物、エ藝、方法、制品或設(shè)備固有的元素。此外，除非另外特別說明，否則“或”是指包含性的或，而不是指排它性的或。例如，以下任何ー個(gè)均表示滿足條件A或B:A是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B都是真的(或存在的)。如本文所用，如整個(gè)說明書和權(quán)利要求中所使用，術(shù)語“由...組成”或諸如“由...組成”的不同時(shí)態(tài)的變型表明包括任何列舉的整數(shù)或整數(shù)組，但無附加整數(shù)或整數(shù)組可加入到指定的方法、結(jié)構(gòu)或組合物中。如本文所用，如整個(gè)說明書和權(quán)利要求中所使用，術(shù)語“基本上由...組成”或諸如“基本上由...組成”的不同時(shí)態(tài)的變型表明包括任何列舉的整數(shù)或整數(shù)組，并且任選地包括未顯著改變指定的方法、結(jié)構(gòu)或組合物的基本或新穎特性的任何列舉的整數(shù)或整數(shù)組。同樣，涉及元素或組分實(shí)例(即次數(shù))的數(shù)目在本發(fā)明元素或組分前的不定冠詞“ー個(gè)”或“ー種” g在是非限制性的。因此，應(yīng)將“ー個(gè)”或“ー種”理解為包括一個(gè)或至少ー個(gè)，并且元素或組分的詞語單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)形式，除非有數(shù)字明顯表示単數(shù)。如本文所用，術(shù)語“發(fā)明”或“本發(fā)明”為非限制性術(shù)語，并且不g在意指本發(fā)明的任何單獨(dú)實(shí)施例，而是涵蓋如專利申請(qǐng)所述的所有可能的實(shí)施例。如本文所用，修飾本發(fā)明的成分或反應(yīng)物的量使用的術(shù)語“約”是指可以通過例如以下方式而發(fā)生的用數(shù)字表示的量的變化:在真實(shí)世界中用在產(chǎn)生濃縮物或溶液的一般測定和液體處理操作；通過這些操作中非故意的誤差；用在制備組合物或執(zhí)行方法的成分的制造、來源或純度中的差異；等等。術(shù)語“約”還涵蓋由于相對(duì)于由特定起始混合物所得的組合物的不同平衡條件而不同的量。無論是否通過術(shù)語“約”來修飾，權(quán)利要求包括量的等同量。在一個(gè)實(shí)施例中，術(shù)語“約”是指在報(bào)告數(shù)值的10%范圍內(nèi)，或者在報(bào)告數(shù)值的5%范圍內(nèi)。如本文所用，“生物質(zhì)”指包含可水解多糖的天然產(chǎn)物，所述多糖提供可發(fā)酵糖，包括來源于天然來源如玉米、甘蔗、小麥、纖維素或木質(zhì)纖維素材料以及包含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、低聚糖、ニ糖和/或單糖、以及它們的混合物的材料的任何糖和淀粉。生物質(zhì)也可包含附加組分如蛋白質(zhì)和/或脂質(zhì)。生物質(zhì)可來源于單ー來源，或者生物質(zhì)可包括衍生自多于ー種來源的混合物；例如，生物質(zhì)可包括玉米棒和玉米秸桿的混合物，或草和葉的混合物。生物質(zhì)包括但不限于生物能源作物、農(nóng)業(yè)殘留物、市政固體垃圾、エ業(yè)固體垃圾、來自造紙業(yè)的淤渣、庭院垃圾、廢棄糖、木材和林業(yè)垃圾。生物質(zhì)的實(shí)例包括但不限于:玉米粒、玉米棒、作物殘余物如玉米殼、玉米秸桿、草、小麥、黒麥、小麥秸桿、大麥、大麥秸桿、干草、稻桿、柳枝稷、廢紙、甘蔗渣、高粱、大豆、由谷物的研磨獲得的組分、樹、枝、根、葉、木屑、鋸末、灌木及灌叢、蔬菜、水果、花和動(dòng)物性雜肥、以及它們的混合物。例如，可通過本領(lǐng)域已知的任何加工方法，利用發(fā)酵加工生物質(zhì)以從生物質(zhì)中形成麥芽漿或果汁或糖蜜或水解產(chǎn)物，所述方法例如研磨、處理和/或液化，并且它們包含可發(fā)酵糖并可包含一定量的水。例如，可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法來加工纖維素和/或木質(zhì)纖維素生物質(zhì)以獲得包含可發(fā)酵糖的水解產(chǎn)物。尤其有用的是如美國專利申請(qǐng)公布US20070031918A1所公開的低氨預(yù)處理，該文獻(xiàn)以引用方式并入本文。纖維素和/或木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的酶促糖化通常利用酶聚生體來降解纖維素和半纖維素以產(chǎn)生包含糖的水解產(chǎn)物，所述糖包括葡萄糖、木糖和阿拉伯糖。(適于纖維素和/或木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的糖化酶綜述于Lynd等人(Microbiol.Mol.Biol.Rev.66:506-577, 2002)。術(shù)語“真空閃蒸”或“閃蒸”是指其中來自發(fā)酵容器的液體流通到ー個(gè)保持真空的分離容器(該容器可為多級(jí)蒸餾塔或單級(jí)槽)的エ序。壓カ降低引起通常不超過10%的一部分液體流閃蒸成氣相。經(jīng)歷這一步驟的液體流可被稱為“閃蒸的”或“部分地蒸發(fā)的”或“蒸發(fā)的”。在其中在多級(jí)蒸餾塔中實(shí)施“閃蒸”的一些實(shí)施例中，閃蒸也可稱為“蒸餾”或“閃蒸餾”。術(shù)語“真空閃蒸容器”是指其中來自發(fā)酵容器的至少一部分液體流閃蒸成氣相的
物理位置。如本文所用，術(shù)語“吸收液體”是指將被引入エ藝中的液體，其能夠吸收在閃蒸期間產(chǎn)生的氣相的任何部分。如本文所用，術(shù)語“發(fā)酵”是指其中經(jīng)過該エ序通過微生物的作用將碳底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物如產(chǎn)物醇的エ序。如本文所用，術(shù)語“發(fā)酵液”或“發(fā)酵液體”是指水、糖、溶解的固體、懸浮固體、微生物產(chǎn)生的醇、產(chǎn)物醇及發(fā)酵容器內(nèi)具有的所有其它物質(zhì)組分的混合物，其中產(chǎn)物醇通過在微生物的存在下使糖反應(yīng)生成醇、水和ニ氧化碳(CO2)而制得。有時(shí)，如本文所用，術(shù)語“發(fā)酵培養(yǎng)基”和“發(fā)酵混合物”可與“發(fā)酵液”同義使用。如本文所用，“可發(fā)酵碳源”是指能夠由本文所公開的微生物代謝以產(chǎn)生發(fā)酵醇的碳源。適宜的可發(fā)酵碳源包括但不限于單糖，如葡萄糖或果糖；ニ糖如乳糖或蔗糖；低聚糖；多糖如淀粉或纖維素；C5糖如木糖和阿拉伯糖；碳底物如甲烷；以及它們的混合物。如本文所用，術(shù)語“可發(fā)酵碳源”有時(shí)可與“碳底物”或“可發(fā)酵碳底物”同義地使用。碳源包括衍生自生物質(zhì)的碳。如本文所用，“供料”是指發(fā)酵過程中的供料，所述供料包含具有或不具有未溶解固體的可發(fā)酵碳源，并且如果適用，所述供料在通過進(jìn)一歩加工(例如通過液化、糖化、或其它方法)已經(jīng)從淀粉中釋放可發(fā)酵碳源或從復(fù)糖降解中獲取可發(fā)酵碳源之前或之后包含可發(fā)酵碳源。供料包括或來源于生物質(zhì)。適合的供料包括但不限于黑麥、小麥、玉米、玉米醪、甘蔗、甘蔗醪、大麥、纖維素材料、木質(zhì)纖維素材料、以及它們的混合物。如本文所用，“糖”是指低聚糖、ニ糖、和/或單糖。術(shù)語“糖類”還包括碳水化合物，包括淀粉、葡聚糖、糖原、纖維素、戊聚糖、以及糖。如本文所用，“可發(fā)酵糖”是指能夠由本文所公開的微生物代謝以產(chǎn)生發(fā)酵醇的一種或多種糖。如本文所用，術(shù)語“產(chǎn)物醇”是指在發(fā)酵過程中能夠由微生物產(chǎn)生的任何醇，所述微生物利用生物質(zhì)作為可發(fā)酵碳底物的來源。產(chǎn)物醇包括但不限于C1-C8烷醇。在ー些實(shí)施例中，產(chǎn)物醇是C2-C8烷醇。在其他實(shí)施例中，產(chǎn)物醇是C2-C5烷醇。應(yīng)當(dāng)理解，C1-C8烷醇包括但不限于甲醇、こ醇、丙醇、丁醇和戊醇。同樣地，C2-C8烷醇包括但不限于こ醇、丙醇、丁醇和戊醇。“醇”在本文中也用在指產(chǎn)物醇。如本文所用，“丁醇”指以單獨(dú)或其混合物形式的丁醇異構(gòu)體1-丁醇(1-BuOH)、2-丁醇(2-BuOH)、叔丁醇(t-BuOH)、和/或異丁醇(iBuOH或 1-BuOH或 1-BU0H，也稱為 2-甲
基-1-丙醇)。如本文所用，術(shù)語“羧酸”是指具有化學(xué)通式-COOH的任何有機(jī)化合物，其中碳原子通過雙鍵與氧原子鍵合形成羰基(-C = 0)并且通過單鍵形成羥基(-0H)。羧酸可為質(zhì)子化羧酸的形式、羧酸鹽形式(例如銨、鈉、或鉀鹽)、或質(zhì)子化羧酸與羧酸鹽混合物的形式。術(shù)語羧酸可描述單獨(dú)的化學(xué)物質(zhì)(例如油酸)或羧酸的混合物，其可通過例如水解衍生自生物質(zhì)的脂肪酸酯或甘油三酷、甘油ニ酷、甘油ー酯和磷脂產(chǎn)生。如本文所用，術(shù)語“重組微生物”是指已經(jīng)使用分子生物技術(shù)進(jìn)行工程化的微生物(例如細(xì)菌、酵母)?？扇芜x地工程化所述微生物以表達(dá)代謝途徑，和/或可任選地工程化所述微生物以減少或消除非期望的產(chǎn)物和/或提高期望代謝物的效率。例如，重組微生物可經(jīng)工程化以表達(dá)生物合成途徑，從而產(chǎn)生醇如丁醇。如本文所用，關(guān)于エ藝流或其組分的“主要部分”是指至少約50%的指定エ藝流或其指定組分。在一些實(shí)施例中，主要部分可包含至少約60 %，至少約70 %，至少約80 %，至少約90 %，或至少約95 %的或指定的エ藝流或其指定組分。如本文所用，關(guān)于エ藝流或其組分的“主要部分”是指至少約50%的指定エ藝流或其指定組分。在一些實(shí)施例中，主要部分可包含至少約60 %，至少約70 %，至少約80 %，至少約90 %，或至少約95 %的或指定的エ藝流或其指定組分。如本文所用，關(guān)于エ藝流的“任何部分”是指保留流組合物的任何流部分，包括整個(gè)流以及流的任何ー個(gè)或多個(gè)組分、包括流的所有組分。本文提供了方法，留在發(fā)酵容器中的發(fā)酵液體流通過該方法使用真空閃蒸進(jìn)行加エ。真空閃蒸可在閃蒸槽(例如單塔板閃蒸槽)中進(jìn)行。作為另外一種選擇或與之聯(lián)合使用，可在蒸餾塔(例如多級(jí)蒸餾塔)中在條件下實(shí)施真空閃蒸，所述條件使得閃蒸的發(fā)酵液形成富含產(chǎn)物醇的蒸氣流并產(chǎn)生基本上產(chǎn)物醇貧化的塔底流出物。如本文所公開,來自閃蒸發(fā)酵液的蒸氣流可在比它能夠自身冷凝的溫度更高的溫度下被吸收到第二液體流(例如吸收液體)中。此類方法用在產(chǎn)生產(chǎn)物醇(例如丁醇)的發(fā)酵，因?yàn)槠谕诎l(fā)酵期間移除產(chǎn)物醇(例如丁醇)以減弱對(duì)生產(chǎn)能力和/或發(fā)酵中的微生物活性的影響。因此提供的方法在發(fā)酵期間提供了有效的產(chǎn)物回收以及對(duì)最佳發(fā)酵條件的減弱的影響。在產(chǎn)物醇發(fā)酵期間，微生物在發(fā)酵液體中從碳底物產(chǎn)生產(chǎn)物醇。在一些實(shí)施例中，以衍生自植物源的麥芽漿形式提供碳底物。發(fā)酵可在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的適用在所述微生物的條件下進(jìn)行。在一些實(shí)施例中，發(fā)酵在約25°C至約45°C的溫度下實(shí)施。在ー些實(shí)施例中，發(fā)酵在約28°C至約40°C的溫度下實(shí)施，并且在一些實(shí)施例中，發(fā)酵在約30°C至約35°C的溫度下實(shí)施。發(fā)酵液體可包含水和產(chǎn)物醇，并且通常包含C02。為了使用本文提供的方法從液體中回收產(chǎn)物醇，從發(fā)酵容器中將至少一部分發(fā)酵液移除到第二容器或“蒸發(fā)容器”中并通過真空閃蒸進(jìn)行至少部分蒸發(fā)。例如，在此類實(shí)施例中，蒸發(fā)可在約25°C至約60°C的溫度及真空下進(jìn)行。所述蒸發(fā)可在約0.3至約3psia(約20毫巴至約200毫巴)的壓カ下進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)理解，所述壓カ可為約0.3、約0.4、約0.5、約1、約2、或約3psia或小于約3psia。在一些實(shí)施例中，蒸發(fā)可在約0.5至約2psia的壓カ下進(jìn)行。在一些實(shí)施例中，蒸發(fā)可在小于約3psia，或者小于約2psia的壓カ下進(jìn)行。作為另外一種選擇，可如本文其它部分所述，在本文所述條件下于多級(jí)蒸餾塔中實(shí)施真空閃蒸。在一個(gè)實(shí)施例中，蒸發(fā)可在發(fā)酵過程期間開始并實(shí)施，使得產(chǎn)物醇以與其產(chǎn)生速率大約相同的速率被移除。應(yīng)當(dāng)理解，可以一定速率以及在使得發(fā)酵容器中的產(chǎn)物醇保持在低于預(yù)選閥值的水平的條件下實(shí)施蒸發(fā)。預(yù)選的閾值可取決于所述微生物對(duì)產(chǎn)物的容限。在一些實(shí)施例中，所述閾值為小于約20g/L(產(chǎn)物醇克數(shù)/發(fā)酵液體培養(yǎng)基升數(shù))。在一些實(shí)施例中，所述閾值為小于約5g/L，小于約10g/L，小于約15g/L，小于約25g/L，小于約30g/L，或小于約40g/L。在一些實(shí)施例中，所述微生物可為細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、絲狀真菌、或酵母。在一些實(shí)施例中，所述細(xì)菌可選自梭菌屬(Clostridium)、發(fā)酵單胞菌屬(Zymomonas)、埃希氏菌屬(Escherichia)、沙門氏菌屬(Salmonella)、沙雷氏菌屬(Serratia)、歐文氏菌屬(Erwinia)、志賀氏菌屬(Shigella)、紅球菌屬(Rhodococcus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽抱桿菌屬(Bacillus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、腸球菌屬(Enterococcus)、片球菌屬(Pediococcus)、產(chǎn)喊菌屬(Alcaligenes)、克雷伯氏菌屬(Klebsiella)、類芽抱桿菌屬(Paenibacillus)、節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)、棒狀桿菌屬(Corynebacterium)、和短桿菌屬(Brevibacterium)。在一些實(shí)施例中，酵母可選自畢赤酵母屬(Pichia)、耶氏酵母屬(Yarrowia)、假絲酵母屬(Candida)、漢遜酵母屬(Hansenula)、克魯維酵母屬(Kluyveromyces)、伊薩酵母屬(Issatchenkia)、裂埴糖酵母屬(Schizosaccharomyces)和糖酵母屬(Saccharomyces)。在一個(gè)實(shí)施例中，重組微生物可選自大腸桿菌(Escherichia coli)、植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)、乳酸克魯維酵母(Kluyveromyces Iactis)、馬克斯克魯維酵母(Kluyveromyces marxianus)和啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述重組微生物是酵母。在一個(gè)實(shí)施例中，所述重組微生物為克拉布特里陽性酵母，其選自酵母屬、接合酵母屬(Zygosaccharomyces)、裂通酵母屬(Schizosaccharomyces)、德克酵母屬(Dekkera)、球擬酵母屬(Torulopsis)、酒香酵母屬(Brettanomyces)、以及假絲酵母屬(Candida)的一些菌種。克拉布特里陽性酵母的菌種包括但不限于釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、克魯維酵母(Saccharomyces kluyveri)、粟酒裂通酵母(Schizosaccharomyces pombe)、貝酵母(Saccharomyces bayanus)、芽通酵母(Saccharomyces mikitae)、奇異酵母(Saccharomyces paradoxus)、魯氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)和光滑假絲酵母(Candida glabrataノ。此外，本文設(shè)想的微生物如重組微生物經(jīng)修改以具有某些特性，以利于生產(chǎn)并回收產(chǎn)物醇。例如，微生物具有的某ー耐熱水平使得它可較耐受提高的發(fā)酵或供料流的溫度并因此提供總過程效率。此外，在某些特征條件下對(duì)發(fā)酵微生物的性能有利，在該情況下可利用本文所述的方法達(dá)到此類效率。例如，可使用汽提塔提供有效的汽提并提供氧氣用在發(fā)酵容器中的微氧微生物。本文所述的方法能夠與許多產(chǎn)物醇聯(lián)合使用。此類醇包括但不限于低級(jí)烷醇如丁醇。在一些實(shí)施例中，本文所述的方法涉及通過能夠?qū)⑻嫉孜镛D(zhuǎn)化成丁醇的重組微生物生產(chǎn)丁醇。能夠?qū)⑻嫉孜镛D(zhuǎn)化成丁醇的微生物是本領(lǐng)域已知的并包括但不限于重組微生物，如在美國專利公開申請(qǐng)公布 2007/0092957、2007/0259410、2008/0182308、2009/0305363和2009/0305370 ;美國臨時(shí)申請(qǐng)61/379，546和61/380，563 ;以及美國專利公開申請(qǐng)12/893，089中描述的那些。在本文所述方法的一些實(shí)施例中，產(chǎn)生產(chǎn)物醇的發(fā)酵的發(fā)酵液體培養(yǎng)基可在約25°C至約60°C的溫度和真空條件(例如約0.3psia至約3.0psia、約20毫巴至約200毫巴)下部分蒸發(fā)以產(chǎn)生蒸氣流，其包含水、產(chǎn)物醇(例如丁醇)和CO2，并且該蒸氣流可在類似的溫度和真空條件下接觸吸收裝置中的吸收液體。在一些實(shí)施例中，所述吸收溫度可大于蒸發(fā)溫度。例如，所述吸收溫度可比蒸發(fā)溫度高約5°C、約10°C、約15°C、約20°C、約25°C、約30°C、或約35°C。在一些實(shí)施例中，所述吸收壓カ可大于蒸發(fā)壓力。例如，所述吸收壓カ可比蒸發(fā)壓カ高約 IpsiajA 2psia、約 3psia、約 4psia、約 5psia、約 lOpsia、或約 15psia (約65毫巴至約I巴)。所述吸收液體優(yōu)選從蒸氣流中吸收出一部分產(chǎn)物醇(例如丁醇)。吸收液體最小化對(duì)溫度降低(例如冷卻)的需要并減少將需要提高壓力(例如再壓縮)的蒸氣流部分?？烧{(diào)節(jié)吸收液體以優(yōu)化蒸氣流的某些組分的去除。例如，包含2-こ基己醇和ニ醇的吸收液體可用在回收來自蒸氣流的大部分產(chǎn)物醇(例如丁醇)和水。此外，來自這ー吸收的熱量可提供至少一部分蒸發(fā)熱。與本領(lǐng)域用在處理包含酸性氣體如CO2和H2S的氣流的方法(通過吸收到專門設(shè)計(jì)的吸收介質(zhì)中(Gas Purification,第 5 版,Arthur Kohl 和 Richard Neilsen, 1997))相比，本文提供的方法將蒸氣流的任何或全部組分吸收到吸收液體中。此外，與本領(lǐng)域使用的處理氣體流的方法相比，在亞大氣壓下與吸收液體的接觸接近于閃蒸操作，并且在ー些實(shí)施例中基本上吸收所有蒸氣流?？稍诖祟惙椒ㄖ羞B接閃蒸和吸收單元以最小化兩種操作之間的壓降。為了回收所述產(chǎn)物醇，從吸收液體中移除吸收的熱，例如通過經(jīng)冷卻器的循環(huán)除熱。在這個(gè)實(shí)施例中，可使用比無吸收液體的情況下蒸氣流冷凝將需要的冷卻介質(zhì)更便宜的冷卻介質(zhì)(例如使用發(fā)酵液)從循環(huán)流體中除熱，所述更便宜的冷卻通常為經(jīng)由從冷卻水回路運(yùn)轉(zhuǎn)的或直接使用例如河水的空氣冷卻器或換熱器。進(jìn)行再循環(huán)將需要的吸收液體的量取決于經(jīng)過吸收裝置能夠提高的溫度，所述吸收裝置可為吸收器、吸收塔(例如多級(jí)吸收塔)、噴霧塔、噴射式-文丘里管滌氣器、攪拌槽、液環(huán)真空泵、噴射器、或能夠接觸蒸氣和液體的任何此類裝置或設(shè)備。例如在多級(jí)吸收塔中，上部溫度受在吸收壓力下的溶液蒸氣壓的限制，而下部溫度受冷卻介質(zhì)(例如冷卻水)溫度的限制。對(duì)于本文提供的方法，蒸氣流與吸收液體的接觸在真空下實(shí)施，并且可在約0.3psia至約3psia(約20毫巴至200毫巴)的壓力下實(shí)施。在一些實(shí)施例中，接觸可在小于約3psia，或者小于約2psia的壓力下進(jìn)行。所述接觸可在約25°C至約60°C的溫度下實(shí)施。在一些實(shí)施例中，蒸發(fā)步驟和接觸步驟在相同壓力下實(shí)施。適宜的吸收液體包含包含有機(jī)分子的那些。在一些實(shí)施例中，有機(jī)分子具有比水沸點(diǎn)高至少30°C的沸點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，吸收液體可包含對(duì)丁醇的吸收親和力比水更優(yōu)異的有機(jī)分子。在一些實(shí)施例中，有機(jī)分子是胺。在一些實(shí)施例中，所述胺為單乙醇胺(MEA)、2-氨基2-甲基丙醇(AMP)、甲基二乙醇胺(MDEA)、或它們的混合物。在一些實(shí)施例中，蒸氣流中吸收液體胺對(duì)CO2的摩爾比為至少約1.01至約2，即所述摩爾比大于約I。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含碳酸鉀和乙二醇。在一些實(shí)施例中，吸收液體包括乙二醇。在一些實(shí)施例中，所述吸收液體包含MEA、AMP、MDEA,以及它們的任何混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包括乙二醇和胺如MEA、AMP、MDEA,以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含2-乙基己醇(2-EH)、異月桂醇、苯酚、以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中，吸收液體包含脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇、以及它們的混合物。所述脂肪酸、脂肪酸酯、或脂肪醇可來源于玉米油、大豆油、或蓖麻油。所述吸收液體可包含離子溶液。在一些實(shí)施例中，所述離子溶液包含碳酸鹽。在一些實(shí)施例中，所述碳酸鹽是碳酸鉀，因?yàn)樗娜芙舛缺绕渌Ｒ妷A金屬碳酸鹽的溶解度更高。在一些實(shí)施例中，離子溶液中的碳酸鹽(例如碳酸鉀)的量足以從蒸氣流中吸收(或者在實(shí)施例中，主要部分)CO2的至少一部分。在一些實(shí)施例中，氣流中的碳酸鹽(例如碳酸鉀)對(duì)CO2的摩爾比大于約I。在一些實(shí)施例中，所述吸收液體是離子液體。用在吸收水和產(chǎn)物醇(例如丁醇)的適宜的吸收液體包含具有以下特性的那些:1)與水和產(chǎn)物醇(例如丁醇)可混溶；2)130°C或更高，或150°C或更高的正常沸點(diǎn)；3)在沸點(diǎn)處的熱穩(wěn)定性；4)當(dāng)以小于5%的重量/重量，或小于10%的重量/重量比暴露于二氧化碳時(shí)缺乏沉淀劑；和5)低腐蝕性。在一些實(shí)施例中，本文提供的方法使用MEA作為吸收液體。MEA溶液在比不存在MEA溶液的情況下水將冷凝的溫度更高的溫度下吸收水。此外，丁醇在MEA溶液中可溶解并且MEA溶液也能夠吸收CO2。在一些實(shí)施例中，本文提供的方法使用MDEA作為吸收液體。MDEA溶液在比不存在MDEA溶液的情況下水將冷凝的溫度更高的溫度下吸收水。此外，丁醇在MDEA溶液中可溶解并且MDEA溶液也能夠吸收C02。雖然可使用其它胺，但MDEA還具有以下優(yōu)點(diǎn):它不形成脲且因此易于再生。適用的吸收液體包含但不限于有機(jī)液體、高沸點(diǎn)有機(jī)胺和離子液體，以及上述生物衍生的液體、或它們的混合物。
有機(jī)液體。適宜的有機(jī)液體包含在水中可溶解的組分并且水在所述有機(jī)組分中可溶解。這些液體具有比水更高的沸點(diǎn)以有利于在比水冷凝點(diǎn)更高的溫度下吸收水。通常這些分子在它們的碳主鏈上將需要至少兩個(gè)官能團(tuán)如二醇和二酸。作為實(shí)例，吸收液體可包含乙二醇、乙二醇單甲醚、二甘醇、丙二醇、雙丙二醇、聚乙二醇、聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、或它們的混合物。也可使用生物衍生的1，3-丙二醇并可提供總碳足跡的有益效果(參見例如美國專利公開7, 759，393)。因?yàn)樗诶缫叶贾幸兹?，有機(jī)液體用在從氣相中吸收水。此外，丁醇在這些液體(具體地為乙二醇)中的溶解度比在水中的溶解度更好。在一些實(shí)施例中，有機(jī)液體也可形成離子溶液。一個(gè)實(shí)例是乙二醇溶液中的碳酸鉀。高沸點(diǎn)有機(jī)胺。高沸點(diǎn)有機(jī)胺如鏈烷醇胺適用在本文所述的方法。類似乙二醇，鏈烷醇胺如MEA和MDEA與水可混溶并且有利于在高溫下吸收水。它們與丁醇的混溶也大于丁醇與水的混溶。此外，它們通過熱可逆反應(yīng)吸收C02。在一些實(shí)施例中，所述吸收液體包含聚氮丙啶或相關(guān)的聚合氨基體系。通過非限制性的實(shí)例，可作為吸收液體用在本文所述方法的胺可包括具有4-12個(gè)碳原子的脂族或脂環(huán)族胺、具有4-12個(gè)碳原子的鏈烷醇胺、其中I或2個(gè)氮原子與I或2個(gè)亞烷基形成5元、6元、或7元環(huán)的環(huán)胺、上述溶液的混合物、以及上述混合物和溶液的水溶液。例如，吸收液體可包含單乙醇胺(MEA)、甲氨基丙胺(MAPA)、哌嗪、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二乙基乙醇胺(DEEA)、二異丙基胺(DIPA)、氨基乙氧基乙醇(AEE)、二甲氨基丙醇(DIMAP)和甲基二乙醇胺(MDEA)、它們的任何混合物、或它們的任何水溶液。離子液。體離子液體是包含陽離子和/或陰離子的溶液，例如在低于100°C的溫度下在溶液中的多種鹽。適宜離子液體的實(shí)例包括在美國專利公開申請(qǐng)公布2010/0143993、2010/0143994、以及2010/0143995中描述的那些，上述文獻(xiàn)以引用方式并入本文。存在的無機(jī)鹽引起溶液中水的蒸氣壓降低，這由稀釋和水的離子化水平提高引起。水溶性鹽適用在這個(gè)方法。適用在其中水被吸收的實(shí)施例的是包含在水中高度可溶的鹽如溴化鋰的溶液。一般來講，將相對(duì)于其它金屬優(yōu)先選擇一價(jià)堿金屬如鋰、鈉、鉀，因?yàn)樗鼈兊娜芙舛雀?。陰離子的正確選擇使得也能夠在所述方法中回收C02?？墒褂锰妓猁}離子通過形成碳酸氫鹽來吸收水相中的C02。使用碳酸鉀溶液的方法一般稱為本菲爾德法(BenfieldProcess)，其在本文公開之前尚未與醇生產(chǎn)發(fā)酵聯(lián)合使用以提供對(duì)回收發(fā)酵產(chǎn)物醇有利的溫度。在一些實(shí)施例中，可利用混合的鹽溶液如碳酸鉀和鹵化鉀鹽。不受理論的束縛，據(jù)信此類混合的鹽溶液將提高所述溶液的離子強(qiáng)度以改善水的吸收，并且不引起鹽沉淀。注意到離子液體從氣相中吸收乙醇水和/或CO2的效率可大于更高級(jí)醇如丁醇(即，C3或更高級(jí)產(chǎn)物醇)，并且它可吸收乙醇。附加的吸收液體。吸收液體的其它實(shí)例包括2-乙基己醇(2-EH)、異月桂醇、異鯨蠟醇、油醇、苯酚、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇、以及它們的混合物。脂肪酸、脂肪酸酯、和脂肪醇可來源于玉米油、大豆油、或蓖麻油。吸收液體的附加實(shí)例包括但不限于酸、醇、酰胺、酯、酮、碳酸鹽、磷酸鹽、鹽溶液如鹽水、以及它們的混合物。吸收液體可包含一種或多種羧酸。例如，羧酸可在催化劑存在的情況下與產(chǎn)物醇(例如丁醇)反應(yīng)以形成一種酯，其隨后水解以回收產(chǎn)物醇并再生羧酸(即，吸收液體)(參見例如美國專利公開申請(qǐng)13/162,868和美國專利公開申請(qǐng)13/193，147 ;其全部公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文)。在一些實(shí)施例中，所述酯可在水解催化劑如酸催化劑、堿、有機(jī)酸、無機(jī)酸、水溶性酸、或水不溶性酸的存在下被水解。在一些實(shí)施例中，水解催化劑包含能夠水解酯以形成羧酸和產(chǎn)物醇(例如丁醇)的酶。在一些實(shí)施例中，所述酶是酯酶、脂肪酶、磷脂酶、或溶血磷脂酶。所述蒸氣流到所述吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度大于不存在所述吸收液體的情況下所述蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度。吸收或冷凝開始時(shí)的溫度可使用標(biāo)準(zhǔn)氣-液平衡方法，通過計(jì)算進(jìn)行評(píng)估，所述方法基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或通過從所述方法中直接測量。在一些實(shí)施例中，蒸氣流到吸收液體相中的吸收開始時(shí)的溫度比不存在吸收液體相的情況下蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度高至少約2V ;至少約3°C ;至少約5°C ;至少約10°C ;至少約15°C ;至少約20°C ;以及至少約30°C。根據(jù)本公開，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠容易地使用本文所述的方法以最小化冷卻成本加上再生溶劑的成本。如上所述，發(fā)酵液體培養(yǎng)基在約25 °C至約60°C的溫度和真空條件(例如約0.3psia至約3.0psia ;約20毫巴至約200毫巴)下部分蒸發(fā)以產(chǎn)生蒸氣流,其包含水、產(chǎn)物醇(例如丁醇)和CO2，并且該蒸氣流可在類似的溫度和真空條件下接觸吸收裝置中的吸收液體。在另一個(gè)實(shí)施例中，吸收溫度大于蒸發(fā)溫度。例如，所述吸收溫度可比蒸發(fā)溫度高約5°C、約10°C、約15°C、約20°C、約25°C、約30°C、約35°C。在一些實(shí)施例中，所述吸收壓力大于蒸發(fā)壓力。例如，所述吸收壓力可比蒸發(fā)壓力高約lpsia、約2psia、約3psia、約4psia、約 5psia、約 lOpsia、或約 15psia(約 65 毫巴至約 I 巴)。應(yīng)當(dāng)理解，將盡可能多的蒸氣流吸收到吸收液體中是有益的。在一些實(shí)施例中，吸收液體吸收至少約50%的蒸氣流。在一些實(shí)施例中，吸收液體吸收至少約60%，至少約70 %，至少約80 %，至少約90 %或至少約99 %的蒸氣流。在一些實(shí)施例中，蒸氣流包含按質(zhì)量計(jì)約50-80%的水、按質(zhì)量計(jì)約10-40%的丁醇、以及按質(zhì)量計(jì)約0-20%的C02。應(yīng)當(dāng)理解，通過在蒸氣流中形成低濃度的二氧化碳使得吸收、冷凝和類似的過程更加容易。還應(yīng)當(dāng)理解，通過形成丁醇對(duì)二氧化碳的高質(zhì)量比率使得吸收、冷凝和類似的過程更加容易。發(fā)酵容器排氣的這個(gè)比率為大約I至2份丁醇對(duì)100份二氧化碳。在一些實(shí)施例中，這個(gè)比率升高到I至5份丁醇對(duì)I份二氧化碳。在一些實(shí)施例中，這個(gè)比率升高到5至30份丁醇對(duì)I份二氧化碳。在一些實(shí)施例中，這個(gè)比率升高到10至100份丁醇對(duì)I份二氧化碳。將進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，通過在大于0.5psig的壓力下冷凝高丁醇對(duì)水比率的流將使得回收丁醇較容易。在一些實(shí)施例中，這一壓力升高到I至30psig。在一些實(shí)施例中，吸收液體從蒸氣流中吸收CO2的主要部分。在一些實(shí)施例中，吸收至少約50%，至少約60%，至少約70%，至少約80%，至少約90%，至少約95%，或至少約99%的C02。對(duì)于此類實(shí)施例，吸收液體可為與一種或多種MEA、MDEA、AMP和碳酸鉀混合的 MEA MEA、MDEA, AMP、或乙二醇。因此，本文提供的方法包括:部分蒸發(fā)出包含水和產(chǎn)物醇以及任選的CO2的發(fā)酵液體，其中產(chǎn)生發(fā)酵蒸氣流；以及使所述發(fā)酵蒸氣流與吸收液體相接觸，其中將所述蒸氣流的任何部分吸收到所述吸收液體相中。在其中將產(chǎn)物醇吸收到所述吸收液體中的一些實(shí)施例中，可從吸收液體中回收所述產(chǎn)物醇，使得所述吸收液體同時(shí)再生并回收利用?？墒褂靡韵路椒ㄍ瓿苫厥蘸驮偕龇椒ò?將吸收液體泵送到比在蒸發(fā)和吸收發(fā)生時(shí)的壓力更高的壓力中，例如在等于或大于大氣壓的壓力下，這將使得殘余CO2能夠從所述方法中排出；將所述吸收液體喂入蒸餾塔中，所述蒸餾塔包括汽提段和任選地精餾段；蒸餾所述吸收液體，使得產(chǎn)生塔底液體產(chǎn)物和頂部蒸氣產(chǎn)物；以及回收所述塔底產(chǎn)物，其包含來自所述回收蒸餾塔的水和吸收液體?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員熟知的技術(shù)預(yù)熱蒸餾塔的供料以減少蒸餾塔塔底所需的能量輸入。從吸收液體相中移除并從蒸餾頂部蒸氣產(chǎn)物中回收的組分可使用常規(guī)方法進(jìn)行進(jìn)一步分離，所述方法例如冷凝、蒸餾和潷析、或它們的組合。取決于發(fā)酵蒸氣流和使用的吸收液體的組成，在一些實(shí)施例中，接觸蒸氣流后的吸收液體將包含水、醇產(chǎn)品和任選的CO2的組合，以及在某些實(shí)施例中包含所有三種組分。圖1描繪了本文所述方法100的實(shí)施例的設(shè)備、換熱器和產(chǎn)物流的示例性構(gòu)型。在發(fā)酵容器110中進(jìn)行生產(chǎn)丁醇(或者其它一種或多種產(chǎn)物醇)的發(fā)酵，并且在發(fā)酵容器110中的丁醇濃度接近了微生物的耐受水平。使用流124將發(fā)酵液體從發(fā)酵容器110中吹掃到真空閃蒸容器210中以有利于移除丁醇。在一些實(shí)施例中，真空閃蒸容器210是閃蒸槽，并且將容器210中的壓力保持在一定水平使得它與以在流216中的部分蒸發(fā)水形式的供熱組合，在蒸氣流212中進(jìn)行充分的丁醇吹掃，以使容器110中的丁醇保持在低于預(yù)選閾值的水平，假定來自真空閃蒸容器210的剩余液體經(jīng)由流214返回發(fā)酵容器110中。容器210中的壓力可足夠低以完成必需的冷卻以保持剩余液體流214和容器110在適于保持微生物的生產(chǎn)能力的溫度下。容器210的運(yùn)行壓力可為介于約0.3至約3psia(約20毫巴至約200毫巴)之間。應(yīng)當(dāng)理解,所述壓力可為約0.3psia、約0.4psia、約0.5psia、約lpsia、約2psia、或約3psia。在一些實(shí)施例中，流214中的丁醇濃度與流124中的丁醇濃度的比率為約0.9至約0.5。應(yīng)當(dāng)理解，所述比率可為約0.9、約0.8、約0.7、約0.6、或約0.5。蒸氣流212包含水、丁醇和C02。流212進(jìn)入吸收塔310，其中它與吸收液體流320和324接觸。吸收液體流320和324包含吸收液體。在非限制性實(shí)例中，所述吸收液體為胺如MDEA。在非限制性實(shí)例中，所述吸收液體為碳酸鉀的乙二醇溶液。將320和324的溫度和吸收劑濃度保持在這樣的水平下:蒸氣流212基本上被吸收。在一些實(shí)施例中，在大于約36°C的溫度下，蒸氣流212基本上被吸收，并且流212的露點(diǎn)小于約30°C。經(jīng)由真空系統(tǒng)通過流328移除殘余蒸氣，并且將離開進(jìn)入工廠滌氣器系統(tǒng)中。存在從塔310塔底抽出并在冷卻器301中冷卻的液體循環(huán)流322，它產(chǎn)生回流到塔310中的流324。在一些實(shí)施例中，將選擇流322的流量使得在流324和322之間的溫度提升將為約3°C至約8V。從塔310中經(jīng)由流326進(jìn)行液體吹掃，所述流包括吸收液體和CO2、由蒸氣流212吸收的丁醇和水。流326進(jìn)行泵送(未示出泵)以將其壓力提高到大約大氣壓或更高的壓力，并且任選地將其在加熱器311中加熱以產(chǎn)生流330。如下所述，加熱器311可方便地與冷卻器302 —起加熱。流330進(jìn)入汽提塔410，其包括使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的接觸裝置(例如板或填料)的汽提段和精餾段。在汽提段中，CO2、丁醇和主要部分的水從流330的吸收液體中汽提出來。在一些實(shí)施例中，汽提塔410中的壓力為大約大氣壓并將汽提塔410塔底加熱到足以確?；旧纤卸〈计岢鰜淼臏囟龋⑶野ㄔ偕找后w的液相流432的水含量不隨著時(shí)間改變。在一些實(shí)施例中，塔410塔底出口的液相432的水濃度為按質(zhì)量計(jì)10% -40%。材料從塔410塔底經(jīng)由流434進(jìn)行循環(huán)。將流434通到加熱器413以產(chǎn)生流436，其返回容器410中。在一些實(shí)施例中，加熱器413的構(gòu)型可為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易設(shè)計(jì)的釜或熱虹吸式器。從容器410塔底經(jīng)由流432泵送(未示出泵)再生吸收液體，在將其導(dǎo)入吸收塔310之前可首先任選地進(jìn)行冷卻。如圖1所示，在一些實(shí)施例中，在冷卻器302中冷卻再生吸收液體流432以產(chǎn)生流333。如上所述，冷卻器302可方便地與用在冷卻流432的加熱器311 —起加熱。然后任選地可經(jīng)由冷卻器303進(jìn)一步冷卻流333以產(chǎn)生冷卻吸收液體相320。在一些實(shí)施例中，從汽提塔410的精餾段經(jīng)由流438進(jìn)行側(cè)流吹掃。流438可基本上不含吸收液體和CO2,并且可包含約1-3%的丁醇與殘留的水。經(jīng)由流438和432基本上從方法下游部分移除了流330中包含的水，所述部分包括塔410和后來描述的潷析器容器510和丁醇塔610?？刂屏?38以達(dá)到期望的流432含水量。將流438通到加熱器411并且其被部分蒸發(fā)出來以形成流216，將其供料到閃蒸容器210中。如上所述，來自流216的熱可有助于達(dá)到容器210和容器110之間的平衡以經(jīng)由蒸氣流212從發(fā)酵液體供料124中形成足夠的丁醇吹掃效應(yīng)，從而使得容器110中的丁醇保持在低于預(yù)選閥值的水平。在一些實(shí)施例中，加熱器411可方便地與冷卻器404 —起加熱。蒸氣經(jīng)由流440留在汽提塔410的頂部并將其通到冷卻器404和分離器505，通過它們流440基本上被冷凝并與殘余蒸氣流442分離以產(chǎn)生液體流444。流440可基本上不含吸收液體，這是因?yàn)樵谄崴?10中的精餾段的作用。將殘余蒸氣流442通到工廠滌氣器系統(tǒng)(未示出)。流442包括供料于汽提塔410的主要部分的CO2,同時(shí)冷凝物流440中的主要部分的水和丁醇以形成流444。冷卻器404可方便地與加熱器411和加熱器614 —起加熱(下文進(jìn)行進(jìn)一步討論)。將液體流444通到潷析器容器510，其也接收下文所討論的流652。在潷析器容器510中的材料被分離成含水液相546和有機(jī)液相548。在一些實(shí)施例中，可使水相或其一部分經(jīng)由流546返回容器410的精餾段頂部。在一些實(shí)施例中，可將任一種流546和流438 (如上文所討論)的一部分或包括上述兩者的一部分導(dǎo)入啤酒塔(未示出)。來自潷析器容器510的有機(jī)相經(jīng)由流548離開并且將其通到丁醇塔610，所述丁醇塔包括至少一個(gè)汽提段。經(jīng)由流656的再循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器，通過加熱器614供熱以運(yùn)轉(zhuǎn)塔610，從而產(chǎn)生流658，其返回塔610中。在一些實(shí)施例中，加熱器614的構(gòu)型可為本領(lǐng)域技術(shù)人員容易設(shè)計(jì)的釜或熱虹吸式器。如果塔610的操作壓力充分低于塔410和冷卻器404的壓力，則然后可方便地將加熱器614和冷卻器404 —起加熱。從塔610塔底經(jīng)由流654取出丁產(chǎn)物醇。將來自塔610的蒸氣塔頂流650通到冷卻器405并進(jìn)行冷凝以產(chǎn)生流652。將流652泵送到潷析器容器510 (未示出泵)，其中它可被分離成含水液相和有機(jī)液相。在一些實(shí)施例中，用在蒸發(fā)發(fā)酵液體流124的真空閃蒸容器210是多級(jí)蒸餾塔210，而不是如上所述的閃蒸槽(其僅有一個(gè)塔板)。在此類實(shí)施例中，包含產(chǎn)物醇的發(fā)酵液體供料124以流入多級(jí)蒸餾塔210的流量從發(fā)酵容器110供應(yīng)。發(fā)酵液體供料124然后在多級(jí)蒸餾塔210中部分蒸發(fā)，以產(chǎn)生富含產(chǎn)物醇的蒸氣流212和產(chǎn)物醇貧化的塔底流出物214。與如上所述在閃蒸槽中實(shí)施的蒸發(fā)相比，可運(yùn)轉(zhuǎn)蒸餾塔使得蒸氣經(jīng)歷多于一個(gè)塔板。多級(jí)蒸餾塔可具有任何數(shù)量的、例如2至8個(gè)或更多個(gè)塔板。在一些實(shí)施例中，所述蒸餾塔是6-級(jí)蒸餾塔。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)知道，這導(dǎo)致塔底流出物214 (其在一些實(shí)施例中返回發(fā)酵容器110，如圖1所示)中的產(chǎn)物醇濃度降低。因?yàn)榭墒褂糜迷谡舭l(fā)的蒸餾塔210從發(fā)酵容器110中較有效地移除產(chǎn)物醇，流入蒸餾塔的流量可小于流入單級(jí)真空閃蒸槽的流量，并且仍從發(fā)酵容器110中充分地移除產(chǎn)物醇。來自發(fā)酵容器110的較低流量能夠從發(fā)酵容器中排出較大部分的CO2,從而降低從容器210排出二氧化碳的流量約2至約5倍或更多倍，并從而提供在經(jīng)受進(jìn)一步加工的流中減少的C02。類似地，在其中醇貧化的流214或其部分返回發(fā)酵容器110中的一些實(shí)施例中，從發(fā)酵液體供料流124中較有效地移除產(chǎn)物醇使得能夠流入多級(jí)蒸餾塔210的流量降低，并且同樣地使得能夠回流到發(fā)酵容器的塔底流出物214的流量降低。在這個(gè)構(gòu)造中，在發(fā)酵溫度不超出可接受范圍的情況下使較高溫度的塔底流出物返回發(fā)酵容器是可能的，因此使得多級(jí)蒸餾塔在更高的溫度下能夠運(yùn)轉(zhuǎn)，所述更高的溫度對(duì)于常規(guī)單級(jí)真空閃蒸槽被認(rèn)為是不可接受的。多級(jí)蒸餾塔210可為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常規(guī)真空蒸餾塔。為了達(dá)到上文提到的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)多級(jí)蒸餾塔使得在塔底流出物214中的產(chǎn)物醇濃度的比率不超過約90%的供料124濃度，不超過約50%的供料124濃度，不超過約10%的供料124濃度，或者在一些實(shí)施例中不超過約1%的供料124濃度。在一些實(shí)施例中，多級(jí)蒸餾塔210在約10°C至約65°C的溫度范圍和約0.2psia至低于大氣壓下的任何壓力的壓力范圍下運(yùn)轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，多級(jí)蒸餾塔210在約25°C至約60°C的溫度范圍和約0.3至約3psia(約20毫巴至約200毫巴)的壓力范圍下運(yùn)轉(zhuǎn)。在一些實(shí)施例中，塔底溫度為約46°C，頂部溫度為約36°C。關(guān)于上述的常規(guī)真空閃蒸槽，選擇流向多級(jí)蒸餾塔的流量及其操作使得發(fā)酵容器110中的產(chǎn)物醇的滴度保持在低于預(yù)設(shè)的閾值級(jí)別，所述閥值根據(jù)微生物對(duì)產(chǎn)物醇的容限來選擇。因此，在其中塔底流出物214或其部分返回發(fā)酵容器110中的一些實(shí)施例中，有利的是將返回流的產(chǎn)物醇保持在低濃度。在一些實(shí)施例中，塔底流出物214包含小于約IOg/L,小于約7g/L，小于約5g/L，小于約2.5g/L或小于約lg/L的產(chǎn)物醇。在一些實(shí)施例中，在喂入真空閃蒸容器210 (其可為如上所述的真空閃蒸槽或蒸餾塔)的發(fā)酵液體供料中存在的二氧化碳可能影響隨后的產(chǎn)物醇回收、例如通過冷凝的回收。為了減少或基本上消除在喂入容器210的發(fā)酵液體供料中存在的二氧化碳量，在本文提供的實(shí)施例中，可在介于大氣壓和在容器210中的閃蒸壓力之間的中間壓力下由發(fā)酵液體預(yù)閃蒸二氧化碳。例如，在本文所述的任何方法中，可將發(fā)酵液體供料于保持部分真空的槽，該槽的低壓不足以引起水和醇沸騰但是足以從供料中預(yù)閃蒸至少一部分二氧化碳到所得蒸氣中。例如，在約3psia至約12psia下預(yù)閃蒸可產(chǎn)生能夠進(jìn)行進(jìn)一步處理的蒸氣。此類處理可包括在排放到大氣之前壓縮以及，在一些實(shí)施例中，冷卻所得包括二氧化碳的蒸氣(以及任何相關(guān)的水和醇也存在)。在其它實(shí)施例中，可用不凝氣體如空氣或氮?dú)鈴陌l(fā)酵液體中部分汽提出二氧化碳。例如，發(fā)酵液體可在單塔板或多塔板蒸氣液體接觸器(例如汽提塔或脫氣氣旋分離器)中反流接觸不凝性氣體，所述接觸器在接近大氣壓的壓力下運(yùn)行。例如，可能使用三塔板逆流塔，其在塔底接受無菌壓縮空氣，在發(fā)酵液體中比率為0.2至5.0個(gè)質(zhì)量單位的空氣每質(zhì)量單位的二氧化碳，將其供料于所述塔頂部。然后可例如通過洗滌處理汽提出來的二氧化碳和一定量的產(chǎn)物醇與水以在排入大氣之前移除所述醇。在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)酵液體在3至12psia下預(yù)閃蒸并同時(shí)用不凝性氣體來汽提。在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)閃蒸和汽提可使用靜態(tài)攪拌器和脫氣氣旋分離器實(shí)施。根據(jù)本文所述的實(shí)施例如此移除一定量的二氧化碳可減少二氧化碳可能導(dǎo)致的在真空閃蒸容器210中形成的醇蒸氣的下游回收的復(fù)雜情況。圖2示出了示例性方法600，其中至少一部分二氧化碳從閃蒸容器210的發(fā)酵供料上游中汽提出來。參見圖2，將麥芽漿、酵母和營養(yǎng)物質(zhì)的流125導(dǎo)入發(fā)酵容器110。包括二氧化碳的流122從發(fā)酵容器110排放到水滌氣器系統(tǒng)(未示出)中。在加熱器111中加熱發(fā)酵液體的流124并經(jīng)由泵(未示出)將其導(dǎo)入多塔板反流氣體汽提塔205中。流124與不凝氣體的流220接觸，優(yōu)選惰性氣體。在一些實(shí)施例中，氣流220是空氣或氮?dú)?。?duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是通過改變汽提塔205中的塔板數(shù)和進(jìn)入發(fā)酵液體124的汽提氣體220的質(zhì)量流量，可能移除發(fā)酵液體中的至少約50%，至少約55%，至少約60%，至少約65 %，至少約70 %，至少約75 %，或至少約80 %的二氧化碳。流222包括汽提氣體220并且汽提出來的二氧化碳從氣體汽提塔205中排出?？蛇M(jìn)一步處理流222，例如，通過將流222傳送到水滌氣器系統(tǒng)(未示出)中進(jìn)行處理。二氧化碳貧化的發(fā)酵液體流124'通過閥門117進(jìn)入多隔室容器325，其包括真空閃蒸容器210和吸收塔310。在圖2的實(shí)施例中，閃蒸容器210是真空閃蒸槽，它是多隔室容器325的一個(gè)隔室。在閃蒸槽中生成的富含產(chǎn)物醇的蒸氣進(jìn)入多隔室容器325的第二隔室并暴露于冷卻吸收劑液體流324'，它吸收所述蒸氣的主要部分。殘余未吸收的蒸氣和惰性氣體從多隔室容器325中經(jīng)由流328排出，然后它們可通過壓縮機(jī)組(未在圖2中示出)，其中蒸氣流328通過具有內(nèi)部冷卻器的壓縮機(jī)并通過水滌氣器系統(tǒng)排出。例如，這個(gè)壓縮機(jī)組可類似于在下文實(shí)例9中示出并描述的壓縮機(jī)，參見圖9A。吸收液體的液體循環(huán)流322從多隔室容器325中抽出通過冷卻器301在高速率下循環(huán)以移除吸收的熱，并作為冷卻吸收劑液體流324'的一部分返回多隔室容器325中。富含吸收劑的流323從循環(huán)流322的循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器中抽出并經(jīng)由再生過程再生。再生的吸收液體經(jīng)由流432返回循環(huán)環(huán)流反應(yīng)器、通過冷卻器301冷卻、并作為冷卻吸收劑液體流324'的一部分返回多隔室容器325中。再生方法(未在圖2中示出)可類似于在參考圖8A中示出并在下文實(shí)例8中描述的方法。將部分醇貧化的發(fā)酵液體214從多隔室容器325的真空閃蒸槽中泵出。發(fā)酵液體214的部分215可進(jìn)入附加的產(chǎn)物醇回收系統(tǒng)以回收產(chǎn)物醇、水和不可發(fā)酵的物質(zhì)(優(yōu)選地當(dāng)可發(fā)酵糖已經(jīng)基本上被耗盡時(shí))，并且發(fā)酵液體214的殘留部分214'可返回發(fā)酵容器以在其中進(jìn)一步發(fā)酵糖，從而生產(chǎn)醇。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，在圖2的實(shí)施例中，在不脫離本發(fā)明的范圍下可將真空塔取代為多隔室容器325的真空閃蒸槽。也將顯而易見的是，閃蒸容器210和吸收塔310可為由管路連接的分開的容器，類似于圖1的方法100，而不是在多隔室容器325中。同樣地，在一些實(shí)施例中，本文提供的任何方法，包括圖1的方法100，可采用備選的構(gòu)型使得閃蒸容器210和吸收塔310合并于相同容器如上述多隔室容器325中。例如本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例，將醪加到發(fā)酵容器中，所述容器包括一個(gè)泵，其使得醪通過外部換熱器循環(huán)。例如，醪不斷流出發(fā)酵容器至冷卻水換熱器并返回發(fā)酵容器以控制醪的溫度。通過所述泵保持發(fā)酵各處的恒定循環(huán)流動(dòng)，可設(shè)計(jì)所述泵以例如經(jīng)特定時(shí)間(例如每隔2至3小時(shí))在填充過的發(fā)酵中翻轉(zhuǎn)醪的全部內(nèi)容物?？筛淖兞飨驌Q熱器的冷卻水以保持發(fā)酵各處的期望的醪溫，這有益于微生物的活性。該冷卻水當(dāng)環(huán)境條件阻礙冷卻時(shí)任選地冷卻。當(dāng)循環(huán)醪的溫度合適時(shí)，已經(jīng)在分開的較小容器中用在活化并繁殖微生物(例如酵母)的一定體積的醪可轉(zhuǎn)移到發(fā)酵容器中?？沙掷m(xù)進(jìn)行醪供料直至經(jīng)某一段時(shí)間(例如10-20小時(shí))已經(jīng)達(dá)到指定的發(fā)酵容器容量(例如95%的容器容量)。在一些實(shí)施例中，可存在一個(gè)或多個(gè)發(fā)酵容器(例如1、2、3、4、或更多個(gè)發(fā)酵容器)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)發(fā)酵容器的循環(huán)回路可進(jìn)行至少填充附加發(fā)酵容器(例如1、2、或3個(gè)附加的發(fā)酵容器)的時(shí)間?？赏瑫r(shí)或繼而填充附加的發(fā)酵容器。在發(fā)酵期間的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，積聚的產(chǎn)物醇(例如丁醇)可達(dá)到對(duì)進(jìn)一步的產(chǎn)物醇生產(chǎn)產(chǎn)率產(chǎn)生負(fù)面影響的水平?？蓪a(chǎn)物醇移出發(fā)酵液體培養(yǎng)基以保持恒定的產(chǎn)物醇積聚水平，這將使發(fā)酵液體培養(yǎng)基中剩余的可發(fā)酵糖耗盡。為了移除產(chǎn)物醇，可通過降低發(fā)酵液體培養(yǎng)基壓力的路徑經(jīng)由二塔板閃蒸再定向發(fā)酵流。在第一塔板閃蒸中，可使用設(shè)備將壓力降低至某個(gè)范圍(例如約3.0psia至約12.0psia的范圍)，所述設(shè)備例如可包括閃蒸槽、脫氣氣旋分離器、汽提塔、或能夠進(jìn)行氣液分離的等同設(shè)備和/或裝置。包括二氧化碳的主要部分溶解氣體以蒸氣形式在這個(gè)第一塔板閃蒸中被釋放出去。發(fā)酵液體培養(yǎng)基繼續(xù)從這一第一塔板閃蒸裝置到第二塔板閃蒸裝置，其中進(jìn)一步降低壓力(例如降低到約
0.3psia-約3.0psia的范圍)。溶解的揮發(fā)性組分的主要部分包括二氧化碳、水、和產(chǎn)物醇(例如丁醇)，在這一第二塔板閃蒸中將其以蒸氣形式釋放。揮發(fā)性組分從液體狀態(tài)到蒸氣狀態(tài)的該傳質(zhì)也導(dǎo)致出自發(fā)酵液體培養(yǎng)基的熱量傳送同時(shí)增加(“蒸發(fā)熱”)。因此，可設(shè)計(jì)該第二塔板閃蒸以同時(shí)進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)以完成蒸發(fā)。可將來自該第二塔板閃蒸的發(fā)酵液體培養(yǎng)基泵回適于再次進(jìn)入發(fā)酵容器的壓力。返回的發(fā)酵液體培養(yǎng)基的溫度低于發(fā)酵容器內(nèi)的溫度，并且發(fā)酵液體培養(yǎng)基包含的產(chǎn)物醇(例如丁醇)的濃度低于發(fā)酵容器內(nèi)的產(chǎn)物醇濃度，使得該循環(huán)路徑的持續(xù)運(yùn)行將使發(fā)酵過程各處的溫度和產(chǎn)物醇濃度恒定。可能需要加熱以在第二塔板閃蒸裝置中將產(chǎn)物醇傳送出發(fā)酵液體培養(yǎng)基。在一個(gè)實(shí)施例中，可通過第二塔板閃蒸上游的換熱器將熱量間接傳送至發(fā)酵液體培養(yǎng)基。在另一個(gè)實(shí)施例中，可在第二塔板閃蒸期間或在蒸發(fā)期間將熱量間接傳送至發(fā)酵液體培養(yǎng)基。例如，可使用裝置如降膜蒸發(fā)器完成發(fā)酵液體培養(yǎng)基的傳熱和蒸發(fā)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可經(jīng)由載液將熱量直接注入發(fā)酵液體培養(yǎng)基或注入第二塔板閃蒸。載液可為液體或蒸氣流，其包含一部分水，溫度大于第二塔板閃蒸裝置內(nèi)的溫度。在一些實(shí)施例中，載液對(duì)發(fā)酵微生物的活力和生產(chǎn)能力不帶來顯著的負(fù)面影響。在第二塔板閃蒸中產(chǎn)生的蒸氣可包含二氧化碳、水、和產(chǎn)物醇(例如丁醇)。取決于發(fā)酵液體培養(yǎng)基中靶向產(chǎn)生的產(chǎn)物醇濃度，蒸氣的水對(duì)產(chǎn)物醇(例如丁醇)的質(zhì)量比可在2磅水每磅產(chǎn)物醇到大于5磅水每磅產(chǎn)物醇的范圍內(nèi)。在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例中，蒸氣可立即接觸吸收液體如低揮發(fā)性吸收液體。吸收液體可與水混溶并且也可表現(xiàn)出比對(duì)水更優(yōu)異的對(duì)產(chǎn)物醇(例如丁醇)的吸收親和力。例如，吸收液體可包含但不限于MEA、AMP、MDEA、二醇、碳酸鉀、2-乙基己醇、異月桂醇、異鯨蠟醇、油醇、苯酚、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇、以及它們的混合物。蒸氣與吸收液體的接觸可例如在吸收裝置中實(shí)現(xiàn)，所述吸收裝置例如但不限于吸收器、吸收塔(例如多級(jí)吸收塔)、噴霧塔、噴射式-文丘里管滌氣器、攪拌槽、液環(huán)真空泵、噴射器、或能夠接觸蒸氣和液體的任何此類裝置或設(shè)備。蒸氣與吸收液體的接觸將形成吸收液體相以及任選地殘余氣相。例如，吸收一部分蒸氣以形成吸收液體相，并且未吸收的一部分蒸氣形成殘余氣相。
在一些實(shí)施例中，吸收液體相包含產(chǎn)物醇的主要部分和CO2與水的至少一部分。在一些實(shí)施例中，吸收液體相包含產(chǎn)物醇與水的主要部分和CO2的至少一部分。在一些實(shí)施例中，吸收液體相包含產(chǎn)物醇與CO2的主要部分和水的至少一部分。在一些實(shí)施例中，吸收液體相包含產(chǎn)物醇、水和CO2的主要部分。在一個(gè)實(shí)施例中，可利用噴射式-文丘里管滌氣器，通過由吸收液體流動(dòng)引起的氣流送入蒸氣以接觸吸收液體。隨后，可在閃蒸槽中將噴射式-文丘里管滌氣器的排放物分成殘余氣相和吸收液體相。 在一些實(shí)施例中，蒸氣流的產(chǎn)物醇(例如丁醇)可被吸收進(jìn)吸收液體，導(dǎo)致流經(jīng)吸收裝置的蒸氣體積減少。當(dāng)用吸收液體吸收產(chǎn)物醇時(shí)，吸收液體的溫度將由于吸收熱而升高?？赏ㄟ^再循環(huán)吸收液體，利用吸收裝置經(jīng)較大的質(zhì)流散失吸收熱來控制該升溫。例如，在其中使用噴射式-文丘里管滌氣器的多個(gè)實(shí)施例中，較大的流也可有利于如上所述產(chǎn)生較大的氣流。升溫幅度也可取決于通過吸收裝置獲得的升壓?？扇Q于在吸收裝置排放時(shí)的壓力，在30°C至80°C的溫度范圍內(nèi)排放吸收液體相?？蓪⑽諢岱祷氐诙彘W蒸以提供蒸發(fā)熱。在一個(gè)實(shí)施例中，吸收液體相可與第二塔板閃蒸的發(fā)酵液體培養(yǎng)基上游交換，這導(dǎo)致在緊接第二塔板閃蒸之前的發(fā)酵液體培養(yǎng)基溫度暫時(shí)升高。在另一個(gè)實(shí)施例中，這一吸收液體相可在第二塔板閃蒸期間進(jìn)行熱交換以遞送熱量到蒸發(fā)過程。在另一個(gè)實(shí)施例中，離開第二塔板閃蒸的一部分發(fā)酵液體培養(yǎng)基可通過換熱器進(jìn)行處理以從吸收液體相中移除熱量并經(jīng)由直接注入發(fā)酵液體培養(yǎng)基將熱量送回第二塔板閃蒸。可在吸收液體相和第二塔板閃蒸之間交換足夠的熱量，使得在穩(wěn)態(tài)下可不需要附加的吸收液體冷卻。圖11示出了本發(fā)明的示例性方法。來自發(fā)酵容器的發(fā)酵液體培養(yǎng)基860進(jìn)入換熱器854，其中發(fā)酵液體培養(yǎng)基860通過吸收液體相869加熱。加熱的發(fā)酵液體培養(yǎng)基861進(jìn)入低壓閃蒸851并形成蒸氣流865。發(fā)酵液體培養(yǎng)基864離開閃蒸851的塔底，并且產(chǎn)物醇濃度小于發(fā)酵液體培養(yǎng)基861中的產(chǎn)物醇濃度。此外，發(fā)酵液體培養(yǎng)基864的溫度低于發(fā)酵液體培養(yǎng)基861的溫度。發(fā)酵液體培養(yǎng)基864可回流至發(fā)酵容器。蒸氣流865離開閃蒸851并進(jìn)入噴霧塔852，其中它接觸小滴的吸收液體870。殘余氣相866離開噴霧塔852的頂部。噴霧塔852塔底出口的吸收液體相的一部分867可定向蒸餾以回收產(chǎn)物醇(例如丁醇)。剩余部分的吸收液體與再生的吸收液體868混合以形成吸收液體相869。來自吸收液體相869的熱量可使用換熱器854傳遞到發(fā)酵液體培養(yǎng)基860，產(chǎn)生吸收液體相870，其可循環(huán)到噴霧塔852。附加的熱量可經(jīng)由蒸氣863向閃蒸851供應(yīng)。該蒸氣863可在低壓下來源于濃縮稀釜餾物的蒸發(fā)過程或來源于制糖中的濃縮蔗汁的蒸發(fā)過程，所述稀釜餾物來源于玉米醪發(fā)酵。在改進(jìn)的稀釜餾物蒸發(fā)方法中，一系列的八個(gè)蒸發(fā)體被構(gòu)造成每效各四個(gè)蒸發(fā)體的雙效形式，可將其再構(gòu)造成每效各兩個(gè)蒸發(fā)體的四效形式。來自最后一效的蒸氣可形成低壓蒸氣863。本文所述方法可用在發(fā)酵方法，所述發(fā)酵方法利用的供料和/或生物質(zhì)來源于，但不限于玉米、玉米粒、玉米棒、作物殘留物如玉米殼、玉米秸桿、草、小麥、黑麥、小麥秸桿、大麥、大麥秸桿、干草、稻桿、柳枝稷、廢紙、甘蔗渣、高粱、甘蔗、大豆、由谷物的碾磨獲得的組分、纖維素材料、木質(zhì)纖維素材料、樹、枝、根、葉、木片、鋸末、灌木和灌叢、蔬菜、水果、花、動(dòng)物糞肥、以及它們的混合物的可發(fā)酵糖類。本文提供的任何方法也可與其它蒸發(fā)方法一起操作，例如在PCT國際公布WO 2010/151832A1中描述的那些。本文提供的任何方法可在發(fā)酵期間的任何時(shí)間操作并開始，并且可用在從發(fā)酵中移除丁醇或其它產(chǎn)物醇。在一個(gè)實(shí)施例中，方法與發(fā)酵同時(shí)開始。在其它實(shí)施例中，方法在發(fā)酵容器中的產(chǎn)物醇的滴度為至少約5g/L，至少約10g/L，至少約15g/L，至少約20g/L，至少約25g/L，或至少約30g/L時(shí)開始。在一些實(shí)施例中，在整個(gè)發(fā)酵期間重復(fù)本文所述方法。在一些實(shí)施例中，重復(fù)本文所述的方法使得發(fā)酵容器中的產(chǎn)物醇的滴度保持在小于預(yù)選的閥值。SM設(shè)計(jì)實(shí)例1-4以測定某些吸收液體基本上減少二氧化碳、異丁醇和水的揮發(fā)性的能力。所選吸收液體為單乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、以及包含乙二醇與碳酸鉀的混合物。表I提供了這些實(shí)驗(yàn)的試劑。實(shí)例5是無吸收液體的比較實(shí)例。使用已知的PTx方法。PTx方法的應(yīng)用描述于由HaroldR.Null撰寫的“PhaseEquilibrium in Process Design' ’(Wiley-1nterscience Publisher, 1970 年)第 124 至126頁中；所述文獻(xiàn)以引用方式并入本文。在PTx方法中，測定已知的載入不同組合物在恒定的溫度下在已知體積的單元中的總絕對(duì)壓力。表1:試劑
權(quán)利要求
1.本發(fā)酵液體中移除產(chǎn)物醇的方法，包括: (a)至少部分地蒸發(fā)發(fā)酵液體供料，其中產(chǎn)生蒸氣流，所述發(fā)酵液體供料和所述蒸氣流各自包含一定量的水、產(chǎn)物醇和CO2 ;以及 (b)在真空條件下使所述蒸氣流與吸收液體接觸，其中所述蒸氣流的至少一部分被吸收到所述吸收液體中以形成吸收液體相， 其中被吸收的所述蒸氣流的所述部分包含一定量的所述水、產(chǎn)物醇和CO2中每ー者，并且 其中所述蒸氣流到所述吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度大于不存在所述吸收液體的情況下所述蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度，并且 其中通過所述(b)接觸產(chǎn)生的吸收熱用在所述(a)至少部分地蒸發(fā)發(fā)酵液體供料中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述(a)蒸發(fā)包括: (i)從發(fā)酵容器中移除所述發(fā)酵液體供料； (ii)以一定流量向蒸餾塔供應(yīng)所述發(fā)酵液體供料； (iii)蒸餾所述發(fā)酵液體供料，以產(chǎn)生富含所述產(chǎn)物醇的蒸氣流和所述產(chǎn)物醇貧化的塔底流出物，其中所述蒸餾在充分低于大氣的壓カ下發(fā)生，使得能夠產(chǎn)生溫度不大于約45°C的所述蒸氣流；以及 (iv)任選地將所述塔底流出物的任何部分返回到所述發(fā)酵容器， 其中所述塔底流出物中的產(chǎn)物醇濃度不超過所述發(fā)酵液體供料中的產(chǎn)物醇濃度的約90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)還包括任選地形成殘余氣相。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述產(chǎn)物醇為丁醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述產(chǎn)物醇為異丁醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸收液體包括こニ醇、こニ醇單甲醚、ニ甘醇、丙ニ醇、雙丙ニ醇、聚こニ醇、聚こニ醇醚、聚丙ニ醇醚、以及它們的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸收液體包含單こ醇胺、甲氨基丙胺、哌嗪、ニこ醇胺、三こ醇胺、ニこ基こ醇胺、ニ異丙基胺、氨基こ氧基こ醇、ニ甲氨基丙醇、甲基ニこ醇胺、以及它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸收液體包含2-こ基己醇、異月桂醇、異鯨臘醇、油醇、苯酚、脂肪酸、脂肪酸酷、脂肪醇、酸、醇、酰胺、胺、酷、酮、碳酸鹽、磷酸鹽、鹽溶液、以及它們的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述吸收液體包含碳酸鉀和こニ醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在足以從所述吸收液體中移除主要部分的所述水、產(chǎn)物醇和CO2的條件下蒸餾包含所吸收的蒸氣流的所述吸收液體相。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述CO2的主要部分以及所述產(chǎn)物醇和所述水中至少ー者的至少一部分或這兩者的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述CO2、產(chǎn)物醇和水中每ー者的主要部分被吸收到所述吸收液體中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述產(chǎn)物醇的主要部分以及所述CO2和所述水的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述產(chǎn)物醇和所述CO2的主要部分以及所述水的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述產(chǎn)物醇和所述水的主要部分以及所述CO2的至少一部分被吸收到所述吸收液體中。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在所述(a)蒸發(fā)步驟之前，所述方法還包括以下步驟中的一者或兩者:⑴從所述發(fā)酵液體供料中汽提出所述CO2的一部分，以及(ii)從所述發(fā)酵液體供料中蒸發(fā)出所述CO2的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中來自所述發(fā)酵液體供料的所述CO2的一部分在所述(a)蒸發(fā)步驟之前從所述發(fā)酵液體供料中汽提出來，其中所述CO2的所述部分通過所述發(fā)酵液體供料與不凝氣體的逆流接觸來汽提。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在所述(a)蒸發(fā)步驟之前，所述方法還包括:從所述發(fā)酵液體供料中汽提出所述CO2的主要部分和產(chǎn)物醇的一部分，以及從所述發(fā)酵液體供料中蒸發(fā)出所述CO2的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)酵液體供料，至少部分地蒸發(fā)包含水和產(chǎn)物醇以及任選的CO2的發(fā)酵液體供料，使得產(chǎn)生蒸氣流。所述蒸氣流在適宜的條件下與吸收液體接觸，其中一定量的產(chǎn)物醇被吸收。被吸收的所述部分蒸氣流可包含一定量的所述水、產(chǎn)物醇中每一者和任選的CO2。蒸氣流到吸收液體中的吸收開始時(shí)的溫度可大于不存在吸收液體的情況下蒸氣流的冷凝開始時(shí)的溫度。產(chǎn)物醇可與吸收液體分離，從而再生所述吸收液體。所述吸收液體可包含水溶性有機(jī)分子如胺。
文檔編號(hào)B01D1/00GK103097001SQ201180042346
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者J.J.扎赫, M.C.格拉迪, W.D.帕滕, R.W.斯?fàn)柧S斯特 申請(qǐng)人:布特馬斯先進(jìn)生物燃料有限責(zé)任公司