فرآیندی برای تولید هیدروکربنهای گازی و مایع و محصولات حاصل از این فرآیند.

در اینجا متن کامل تنها حق ثبت اختراع صادر شده توسط دکتر لایگرت در مورد کار وی در زمینه به دست آوردن گاز و روغن از تخمیر باکتری است. تو می توانی متن را به شکل اصلی خود در قسمت PDF. در اینجا بارگیری کنید.

موضوع اختراع حاضر فرایندی است که با تولید تخمیر هیدروکربنهای گازی و هیدروکربنهای مایع بویژه روغنهای خام از مواد آلی را امکان پذیر می سازد.

متقاضی در واقع دریافته است که ، تحت شرایط خاص محیطی ، میکروارگانیسم های خاصی قادر به تخمیر منجر به تشکیل هیدروکربن از مواد آلی با بازده کمی یا تقریباً کمی هستند. وی همچنین دریافت که این میکروارگانیسم ها تقریباً به طور نامحدود و بدون مصرف قابل توجهی از مواد مغذی و بدون تخریب کاتالیزورهای استفاده شده ، می توانند با تولید هیدروکربن ها فعالیت مخرب خود را در تولید مواد آلی انجام دهند.

میکروارگانیسم های خاص تولید هیدروکربن ها توسط فرآیند تشکیل موضوع اختراع در دسته میکروب های بی هوازی و بیشتر ، به ویژه در گروه باسیل پرفرنژن ها قرار دارند. ترجیح به سویه باسیل پرفرنژنس است که توسط پروفسور وینبرگ شناسایی شده و با شماره 5.029 در مجموعه انستیتو پاستور در پاریس فهرست بندی شده است.

به طوری که تخمیر به سمت تولید هیدروکربن باشد ، متقاضی دریافته است که وجود ید و سیلیس ، در محیطی که باسیل در آن کار می کند ، ضروری است. برای راحتی و بدون نیاز به پیوند نظریه ای با این انتخاب اصطلاح ، از ید و سیلیس در سطح جهان به عنوان کاتالیزور یاد می شود.

راحت ترین و مطلوب ترین محیط ، یک ماده آبی است که در آن ید به مقدار بسیار کمی وجود داشته باشد ، محتوای ید مطلوب در حدود 0,02/0,01 تا XNUMX/XNUMX درصد و سیلیس موجود در آن باشد. یک تخت کاملاً آب گرفتگی شده است. به منظور دستیابی به تخمیرهای سریع و فعال ، بهتر است که ارتفاع این بستر نشان دهنده حداقل یک ششم حمام بالای کف ظرف حاوی آن باشد.

سیلیس ، به منظور داشتن یک سطح سطح زیاد ، ترجیحاً در حالت بسیار تقسیم شده است (به عنوان مثال دانه ها یا پودر). انواع شن و ماسه ها که اساساً از سیلیس تشکیل شده اند می توانند مورد استفاده قرار گیرند ، اما استفاده از Kieselgühr به خصوص توصیه می شود.

در مورد ید ، به عنوان مثال می توان آن را به شکل یک مشروبات ید-یدید مانند مشروبات الکلی به محیط وارد کرد.

در میان مواد آلی که قادر به تأمین هیدروکربن تحت تأثیر باسیل های بی هوازی هستند ، نمک های محلول اسیدهای آلیفاتیک ، به ویژه نمک های قلیایی ، از جمله نمک های آمونیوم ، و همچنین اسیدهای آلیفاتیک پایین و الکل ها آلیفاتیک پایین ، ثابت شده است که به ویژه حلالیت در آب بسیار سودمند و پردازش آن آسان است. مواد مورد نظر را می توان به صورت جداگانه یا به صورت مخلوط ، به ویژه مخلوط های صنعتی یا محلول های صنعتی استفاده کرد. نمک های اسیدهای چرب بالاتر به طور خاص می توانند به صورت صابون مانند صابون های تجاری ، تهیه شده از چربی های گیاهی یا حیوانی استفاده شوند.

بنابراین ، به شکلی که ترجیحاً در عمل به ویژه به دلایل اقتصادی اتخاذ می شود ، فرآیندی که موضوع اختراع است عمدتاً در حفظ ، در حضور سیلیس ، در شرایط انجام تخمیر است. بی هوازی ، یک محلول آبی و خنثی از یک یا چند ماده از گروه شامل اسیدهای آلیفاتیک پایین ، نمکهای محلول در آب اسیدهای آلیفاتیک و الکلهای آلیفاتیک پایین ، محلول حاوی ید ، میکروبهای کلاس Bacillus perfringens و مواد مغذی این باسیل ها. با این حال. به طور کلی ، این اختراع در استفاده از این میکروب ها از مواد آلی در حضور سیلیس و آثار ید ساکن است.

اجرای یک تخمیر و انجام این تخمیر در شرایط لازم برای بی هوازی بدیهی است که بدان معنی است که محیطی که فرآیند در آن اتفاق می افتد باید در دمای 37 درجه سانتیگراد باشد و وجود هوا مضر است. در مورد دما متقاضی دریافته است که می توان در دمای کمی کمتر از 37 درجه سانتیگراد کار کرد بدون اینکه صدمه جدی به تولید هیدروکربن وارد کند. به این ترتیب است که این تولید هنوز در دمای 30 درجه سانتیگراد خوب است اما کندتر است. به منظور حذف هوا تا آنجا که ممکن است ، کار در مخازن بسته شده توسط روکش تهیه شده با لوله انتشار گاز با شیر و پر کردن این مخازن با مایع تا پوشش راحت است.

در حالت عادی ، تخمیر خود را در حد خنثی متعادل می کند (ph 7) اما اگر به طور تصادفی محیط اسیدی شود ، لازم است خنثی بازیابی شود ، به عنوان مثال با افزودن سودا یا کربنات سدیم.

برای اجرای فرآیند ، تهیه یک محلول آبی از مواد مغذی ، افزودن یک فرهنگ خالص از باسیل و همچنین ید ، قرار دادن کل در ظرف یا ظروف پوشیده شده ، سودمند است. یک تخت سیلیس استریل ، آنها را کاملا پر می کند. سپس مواد قابل تخمیر را که به عنوان تجدید شده و در هنگام مصرف تجدید می شود ، اضافه کنید.

تخمیر ، پس از شروع ، بطور مداوم و بدون نیاز به تجدید مواد مغذی و کاتالیزورها ادامه می یابد ، حداقل به شرطی که بتوان از آزمایش ده ماه متوالی تخمیر نتیجه گرفت.

برای حفظ سویه باسیل انتخاب شده ، این روش به روشی که برای باکتری شناسان کاملاً شناخته شده است ، انجام می شود ، به عنوان مثال با توجه به فرایند کشت زیر کشت در ویلون آگار یا در لوله های Y. لابی هنگامی که می خواهید محیطی را برای تخمیر تلقیح کنید ، می توانید با انتقال پیاز در آب گوشت گلوکز 2 در هزار ، قرار دادن در اجاق گاز در 37 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت ، بررسی خلوص کشت - تنظیم pH به 7 و 20 سانتی متر مکعب از این دانه را برای یک لیتر از محیطی که می خواهید تخمیر کنید بگیرید.

مواد نیتروژن دار از منابع مختلف می توانند به عنوان مواد مغذی مورد استفاده قرار گیرند: پوسیدگی گوشت یا ماهی ، جوشانده های استریل زباله های حیوانی ، کود دامی و غیره. یک محیط کاملاً سودمند ، آب پپتون با 10 در هزار است. توصیه می شود از مقدار نیتروژن مربوطه فراتر نروید در غیر این صورت فعالیت تخمیر کاهش می یابد.

وقتی اسیدهای آلیفاتیک پایین یا نمک های قلیایی آنها تحت تخمیر قرار بگیرند ، هیدروکربنی که شروع به تشکیل می کند ، پس از مدتی مشخص و سپس به طور مداوم تولید می شود ، متان یا به طور عمده متان است. برای عملکرد مناسب تخمیر ، استفاده از نمک قلیایی اسید آلیفاتیک پایین به عنوان ماده قابل تخمیر سودآور است ، که منجر به تشکیل کربنات قلیایی در محیط واکنش می شود و متعاقباً نقش بافر را بازی می کند. و عملیات را می توان به محض شروع تخمیر متان با خود اسید ادامه داد.

در مورد قرار دادن الکلهای آلیفاتیک پایین یا نمکهای اسیدهای آلیفاتیک بالاتر (دومی منجر به تولید روغن می شود) ، شروع یک تخمیر متان از قبل ، به عنوان مثال با استفاده از به صورت اختیاری با ادامه افزودن اسید یا نمک اسید آلیفاتیک پایین ، به ترکیب الکل یا نمک های اسیدهای بالاتر ادامه دهید.

این اختراع به عنوان محصولات جدید صنعتی ، مخلوطی از هیدروکربن های گازی و هیدروکربن های مایع را شامل می شود که می تواند با فرآیند تعریف شده در بالا تهیه شود. به دلیل شباهت ظاهری ، سازه و خاصیت آنها با روغنهای طبیعی ، در اینجا مخلوطهای هیدروکربنهای مایع برای راحتی کار به عنوان روغن ذکر می شوند.

به منظور نشان دادن روش انجام روش تشکیل دهنده موضوع اختراع ، چند مثال در زیر آورده خواهد شد که البته به هیچ وجه محدود کننده نیستند.

به عنوان مثال 1

در یک ماده مغذی و یددار ، که به شرح فوق تهیه شده است ، فرمات سدیم با سرعت 4 تا 8 قسمت از نظر وزن در هر هزار قسمت از حجم این محیط ، تلقیح می شود و به 1000 می رسد درجه سانتیگراد

در طی سه روز اول ، دی اکسید کربن و هیدروژن آزاد می شود.

حجم این انتشار متغیر است: به طور متوسط ​​500 قسمت حجمی برای 1000 قسمت حجمی گیاه است. ترکیب آن نیز در نسبتهای زیادی متفاوت است ، هیدروژن می تواند از 30 تا 80 درصد مخلوط را تشکیل دهد.

از روز چهارم ، دوره منفی وجود دارد که در طی آن هیچ چیز ظهور نمی کند. به طور متوسط ​​روز 8 طول می کشد. به روز دهم یا دوازدهم ، نسخه جدیدی ظاهر می شود: این ماده از دی اکسید کربن (متوسط ​​50٪) و متان (متوسط ​​50٪) تشکیل شده است. از این مخلوط گازی و قابل احتراق ، به طور متوسط ​​قطعات 1000 در حجم برای 1000 کووی جمع می شود.

سپس تخمیر متان نصب می شود. با افزودن فرمت جدید یا به عبارت ساده تر ، اسید فرمیک می توان آن را به طور نامحدود حفظ کرد ، زیرا این محیط به طور خود به خود با کربنات حاصل از تجزیه فرمات بافر می شود. از این لحظه ، روزانه 2 تا 4 قسمت اسید فرمیك و به ازای هر 1000 قسمت حجامت ، اسید فرمیك وارد می شود. یک حباب دی اکسید کربن وجود دارد که اجازه دارد آزادانه خارج شود و سپس تخمیر مجاز است ادامه یابد. بدین ترتیب پیاده روی مداوم تضمین می شود. سرعت جریان آن ، بسیار منظم ، 800 قسمت حجمی گاز در روز و هر 1000 قسمت حجمی گاز است. با این حال ، عملکرد عملیاتی به واحد وزن ماده خام ضعیف کاهش می یابد ، از 200 قسمت حجمی گاز در هر قسمت از وزن اسید فرمیک تجاوز نمی کند و گاز ، اگرچه سوخت خوبی است ، فقط حاوی 50٪ e متان

تخمیر فرمالتها به تنهایی برای نگهداری مداوم تولید متان از علاقه کمی برخوردار است ، اما برای شروع ماده دوم و به طور کلی برای آماده سازی محیط برای انواع دیگر تخمیر مفید است. در نتیجه ، در عمل ، توصیه می شود که همیشه با فرمات به تنهایی شروع شود و سپس در صورت تمایل به تولید گاز یا به الکلها اضافه شود و یا اگر می خواهید کاربیدهای مایع به صابون اضافه شود. ، همانطور که از نمونه های زیر قابل مشاهده است.

به عنوان مثال 2

در محیطی که تخمیر متان از قبل توسط یک یا چند بار متوالی از فرمت آغاز شده باشد ، متانول یا اتانول به میزان یک قسمت در حجم در روز و به ازای هر 1000 قسمت حجامت گیاه به آن اضافه می شود. این حجم از یک قسمت برای الکلهای خالص قابل درک است اما استفاده از همان حجم مخلوط الکلها یا حجم متناظر محلولهای مختلف الکلی به همان اندازه امکان پذیر است.

این که آیا از متیل الکل یا الکل اتیل استفاده می شود ، نتایج یکسان است. گازی بدست می آید که حاوی 60 تا 82 درصد متان است. بقیه دی اکسید کربن است ، هرگز مونوکسید کربن. بنابراین این گاز سمی نیست و در صورت تمایل می توان دی اکسیدکربن را از آن جدا کرد.

علائم زیر مقادیر بازده را برجسته می کند:

در یک کوکوی با ظرفیت 1000 قسمت حجمی از 25 آوریل تا 4 مه 1947 یعنی به مدت 10 روز با افزودن الکل اتیل حفظ شد. در مجموع 6 قسمت وزنی الکل استفاده شد. این کشتی 5430 قسمت از نظر حجم گاز را تأمین کرد.

متوسط ​​جریان در روز و قطعات 1000 بر حسب حجم کووی: قطعات 543 بر حسب حجم گاز.

تولید به ازای هر قسمت وزنی الکل: 905 قسمت حجمی.

ب یک غذای سبک با ظرفیت 1000 قسمت حجمی از 31 مارس تا 9 مه 1947 ، یعنی 40 روز ، به طور متناوب با متیل الکل و الکل اتیل حفظ شد. در مجموع از 41 قسمت وزنی الکل استفاده شد. این شناور 29445،XNUMX قسمت گاز تأمین کرد.

میانگین نرخ روز و هر قسمت 1.000 به صورت داوطلبانه: قطعات 736 بر حسب حجم.

تولید هر قسمت از نظر وزن الکل: 718 قسمت از نظر حجم.

در مقابل. یک کوکوی با ظرفیت 1000 قسمت حجمی از 31 مارس تا 7 آگوست 1947 یعنی به مدت 130 روز با افزودن متانول و اتانول به نمایندگی از مجموع 71 قسمت از نظر الكل ، حفظ شد. 81425،XNUMX قسمت از حجم گاز آزاد کرد.

میانگین نرخ در روز و قطعات 1000 بر اساس حجم کوو: قطعات 626 بر حسب حجم.

تولید هر قسمت از نظر وزن الکل: 1146 قسمت از نظر حجم.

به عنوان مثال 3

در محیطی که تخمیر متان از قبل با فرمت آغاز شده است. فرمات همچنان به میزان 2 تا 3 قسمت وزن در روز و به ازای هر 1000 قسمت حجمی از دسته اضافه می شود و علاوه بر این هر روز یک وزن مساوی از اولئات سدیم یا پتاسیم اضافه می شود. برای تسهیل افزودن صابون ، مقدار مشخصی از محیط از مخزن خارج می شود ، صابون در آن گرم حل می شود ، چند دقیقه جوشانده و به مخزن برمی گردد.

انتشار متان متوقف می شود. برای چند روز ، فقط دی اکسید کربن آزاد می شود ، در نهایت هیچ چیز. در همان زمان می بینیم که در سطح محیط منطقه ای از ظاهر مایل به قرمز ایجاد می شود ، در ابتدا یک حد پایین تر در ابتدا بلاتکلیف است. سپس این ناحیه متراکم می شود و لایه ای را به وضوح از مایع آبی زیرین جدا می کند ، یک رنگ ماهون می گیرد که بیشتر و بیشتر تیره می شود و به سمت سیاه متمایل می شود.

این لایه از روغن خام تشکیل شده است که به راحتی با مکش یا ته نشینی ساده جمع می شود.

بنابراین ، از 5 ژوئن تا 24 آگوست 1947 ، یک مخزن به مدت 80 روز 224 قسمت وزن اسید فرمیک و 208 قسمت وزن صابون تجاری معمولی تهیه شده با روغن زیتون دریافت کرد. و پتاس 197 قسمت حجمی خام تشکیل می شود که تحت تقطیر کسری قرار می گیرند.

ما درصد دریافت می کنیم:
- 1 قسمت حجمی در 100 درجه (آب) ؛
- 4 قسمت حجمی از 100 تا 200 درجه ؛
- 5 قسمت حجمی از 200 تا 300 درجه ؛
- 20 قسمت حجمی از کسری که بین 300 تا 320 درجه عبور می کنند.
- 30 قسمت حجمی از کسری که از 320 و 340 درجه عبور می کنند
- سرانجام 5 قسمت حجمی کسری بین 340 تا 350 درجه.

در 350 درجه ، 35 قسمت حجمی از یک گام سیاه باقی می ماند که تقطیر نمی شود اما می سوزد و یک پوشش نازک از کک باقیمانده باقی می ماند.

کار با فشار اتمسفر راحت است اما با کار در فشار متفاوت فرد از حیطه اختراع دور نمی شود.

نسبت مواد اولیه نشان داده شده در مثالها ، نسبتهای مطلوب است ، البته اختراع محدود به تصویب چنین تناسبی نیست بلکه اگر فردی بخصوص از آنها منحرف شود ، "ما به وضوح از دو برابر بیشتر می شویم یا اگر آنها را کاهش دهیم ، بازده کاهش می یابد.

بیشتر:
- مطالعه کنید ادعای دکتر لاگرت
- بارگیری ثبت اختراع "تولید هیدروکربنهای مایع و گازی" در فرم ppf
- پروژه Laigret