捕获二氧化碳的方法与流程

1.本发明涉及一种从包含二氧化碳(co2)的气体混合物，特别是环境空气中捕获co2，并将所述二氧化碳富集成具有降低的水含量的高纯度气体料流的方法。特别地，所述方法利用二氧化碳在不同温度下在水和萃取剂中变化的溶解度来萃取co2。本发明还涉及co2用于制备有机酸和/或醇的用途。


背景技术：

2.二氧化碳(co2)是一种温室气体，其在大气中聚集并导致全球变暖问题和不希望的气候变化。大多数在国际上正在实施的工业方法都会在它们的废气中无意地释放少量co2。这种co2在环境中累积并引起温度上升，其正在导致不可控制的气候变化，例如极地冰盖融化、全球海平面上升、洪水等。
3.因此需要稳定大气中的co2以减少这些问题。要做到这一点的一种方式是通过提高燃烧过程的效率来减少排放，如在基于化石燃料的发电厂或带有内燃机的机动车辆中那样。然而，考虑到世界上汽车数量增加和来自燃烧化石燃料的排放增加，这是一项艰巨的任务。另一种方式是用可再生能源或低碳燃料来替代在碳基方法中的化石燃料。然而，尽管这会减少排放，但会增加燃料成本。
4.另一种方法是在将含有co2的气体释放到环境中之前从其中除去co2。使用水溶液，例如胺水溶液进行co2洗脱是用于从含有co2的气体中吸收co2的方法的一个实例。在这些已知的过程中，一旦co2被吸收到水中，则为了解吸co2，就需要解吸水，因为在水溶液中存在水。这个解吸水的步骤增加了成本并降低了co2吸收过程的效率。
5.本领域中还需要从大气中直接捕获co2以及将环境空气中的co2的量减少并稳定在350至440体积百万分率(ppm)。鉴于地球上可用的化石燃料的量正在耗尽，因此还需要以其中可将捕获的co2用作化石燃料替代品的形式来储存这种捕获的co2。最近在文献中讨论了大量的用于从环境空气中捕获co2的技术和材料，它们使用采用无机化学吸附剂、胺/亚胺、沸石、阴离子交换树脂等进行的吸收/吸附过程。由于空气的湿度、co2浓度非常低以及必须在接近环境温度和压力的条件下进行处理，因此用于碳捕获和储存的过程不能被直接转用到从空气中分离co2(goeppert a.,(2012),energy environ sci.,5:7833)。另外，在krekel,d.,(2018),applied energy,218:361-381中已经总结了，所报道的结果表明，从环境空气中分离co2直到2050年都将无法在减轻气候变化问题方面发挥重要作用，因为它具有很强的技术和经济缺陷。
6.在sanz-perez e.,(2016)chem.rev.,116:11840-11876中公开了对不同的直接空气捕获(dac)技术的历史综述。特别地，在该文章中公开了不同的化学吸附剂，它们通过吸附和解吸周期进行循环以从超稀气体(例如空气)中除去co2。然而，这些公开的方法没有竞争力，原因尤其在于co2的解吸需要花费大量的能量和金钱。
7.从环境空气中捕获co2的另一种已知的方法是使用高能效的低温解吸方法(真空变压吸附/解吸循环)。这至少公开在wurzbacher,j.a.,environ.sci.technol.2012,46,
9191-9198中。然而，与co2平行地，水也被吸附，并且因此需要被解吸。水的解吸需要额外的能量，这导致取决于空气湿度的总体能量需求。另外，在h
ü
ser,n.,chemical engineering science,2017,157:221-231中，提到了从水溶液中解吸co2涉及高能耗以及高成本。这使得整个过程效率低下。因此，本领域中仍需要在不使用co2或水的解吸的情况下直接从环境空气中捕获co2。
8.更特别地，本领域中不仅需要直接从环境空气中捕获co2而且还需要储存该co2以使得所储存的co2可被用作更高级化学品的替代源。


技术实现要素：

9.本发明尝试通过提供以下手段来解决上述问题，所述手段为从含有溶解的co2的水溶液中萃取co2，而在萃取过程中不损失水和co2，这导致产生co2气体。另外，根据本发明的任何方面的方法还提供一种以可用形式储存所述co2的手段，在该形式下将来可以将其容易地进行运输和使用。
10.根据本发明的一个方面，提供一种从含有溶解的二氧化碳(co2)的水溶液中萃取co2气体的方法，该方法包括：
11.(a)使含有溶解的co2的水溶液与有机相接触；
12.(b)将所述水溶液和所述有机相加热到至少50℃的温度，由此所述co2从所述水溶液迁移到所述有机相中；和
13.(c)将co2与所述有机相分离，
14.其中所述水溶液包含碱和在10℃至40℃的温度下的至少50重量％的水；所述有机相具有相对于水溶解度更高的co2溶解度；和
15.所述水溶液和所述有机相彼此直接接触并保持为两个独立的相。
16.如本文中使用的术语“接触”的意思是使co2与水性溶剂之间直接接触和/或使co2水溶液(含有溶解的co2的水溶液)与有机溶剂直接接触。在一个实例中，使处于气态的co2与所述水溶液直接接触并添加到根据本发明的任何方面的有机溶剂中。在另一个实例中，使含有溶解的co2的水溶液与所述有机相直接接触，而不混合这两个相(即水相和有机相)。
17.如本文中使用的术语“约”是指在20％以内的变化。特别地，如本文中使用的术语“约”是指给定测量值或数值的+/-20％，更特别地，+/-10％，甚至更特别地，+/-5％。
18.根据本发明的任何方面，所述有机相可包含液体碳基有机溶剂，其包含至少一个烷基基团。根据这个方面，所述有机相可以是可能溶解co2的任何碳基有机溶剂，尤其是在较高温度下。在步骤(a)中使用的有机相在不同温度下具有与水相相比不同的co2溶解度。例如，在室温下，与有机溶剂相比，co2可能更易溶解在水性溶剂中。然而，当温度升高到约50℃及以上时，与所述水溶液相比，co2可能相对更易溶解在所述有机溶剂中，并且因此可能会从所述水性溶剂迁移到所述有机溶剂中，例如在根据本发明的任何方面的方法的步骤(b)中，其中co2从所述水相迁移到所述有机相中。
19.例如，在tremper,k.k.j.chem.engng.data,1976,21:295-9的表1中显示了随着温度升高，co2在有机溶剂中的溶解度下降，然而非常轻微。例如，显示了随着温度升高，co2在十六烷中溶解度下降了约20％。然而，在本发明的实施例中，随着温度的轻微升高，co2的溶解度下降得更剧烈，即约50％。因此，当在根据本发明的任何方面的方法的步骤(b)中将包
含所述水相和有机相的液体加热到至少约50℃的温度时，根据本发明的任何方面使用的有机相可能因此能够从所述水相中脱除co2。
20.根据本发明使用的有机相可以选自烷烃、烯烃、芳族烃、醇、含碳、氢和氧的有机溶剂、卤素化合物、氮化合物、磷、硅和硫化合物、矿物油、动植物油脂、聚合物材料、液态气体等。特别地，非水性(即有机)溶剂的列表可选自在peter g.t.fogg,solubility data series,第50卷,carbon dioxide in non-aqueous solvents at pressures less than200kpa,pergamon press,oxford,new york,seoul,tokyo,1992中提及的溶剂。在一个实例中，所述包含至少一个烷基基团的有机溶剂可选自烃、氟化烃、酯和醚。特别地，所述有机溶剂可以与所述水性溶剂不混溶。可用作有机溶剂的烃的一些实例可以是丙烷，丁烷，戊烷，己烷，庚烷，更高级的烷烃，例如十八烷，角鲨烯(和这些烃的所有相关异构体)或它们的混合物。其它有机溶剂包括氟化溶剂，例如1,1,1,2-四氟乙烷，碘三氟甲烷，四氟丙烯，例如2,2,2,3-四氟-1-丙烯，或它们的混合物，或任何其它氟化溶剂。特别地，所述有机溶剂可以是至少一种烷烃。更特别地，所述有机相可包含十六烷。
21.在另一个实例中，所述有机相可包含固体有机聚合物，例如聚丙烯。
22.图2是用于实施根据本发明的任何方面的方法的一种装置的示意图，其中所述有机相是固体有机聚合物。所述溶解有co2的水相通过基本上由所述固体有机相(即固体有机聚合物)组成的管。在至少50℃的温度下，所述co2从所述水相迁移到所述有机相中(步骤(b))。
23.在如图4中所示的另一个实例中，根据本发明的任何方面的方法是在其中所述有机相是有机溶液的装置中进行的。所述溶解有co2的水相穿过存在于所述液体有机相/溶液下方的区段。在至少50℃的温度下，所述co2从所述水相迁移到所述有机相中(步骤(b))。
24.术语“有机相”可以指相对于根据本发明的任何方面的水溶液或水相而言为是非水溶液的有机固体、有机溶液或有机溶剂。所述有机相具有相对于水溶解度更高的co2溶解度。特别地，根据本发明的任何方面的方法具有两个相(有机相和水相)，它们彼此接触但实际上没有混合。所述两个相因此是接触的但保持为两个独立的相。术语“水相”可与术语“水溶液”互换使用。
25.这种根据本发明的任何方面的方法还教导了能够解吸co2、避免水解吸到气相中的手段。特别地，在此方法中，利用与co2在有机溶液/溶剂(即根据本发明的任何方面的有机相)中的溶解度相比，co2在更高温度下在水溶液/溶剂(即在根据本发明的任何方面的方法中的水相)中的变化的溶解度从气体混合物中萃取co2。因此，co2从有机相中而非从水相中解吸，这使得解吸co2的过程更加有效且更具成本有效性。水在所选择的有机溶剂中的溶解度描述在j.kirchnerova和g.c.b.cave,can.j.chem.第54卷,3909-3916(1976)中。
26.所述水相或水溶液包括任何包含水(至少50重量％的水)作为溶剂的溶液。所述水相可包含至少70、75、80、90、95、98％、99或99.9重量％的水。在一个实例中，可以将水用作根据本发明的任何方面的水溶液。水相主要是指主要包含水的溶液。纯水任选是由纯粹的水组成的溶剂，例如去离子水或蒸馏水(不存在有机溶剂)。通常，所述水相不含有机溶剂。然而，如果存在有机溶剂，例如乙醇，则它们会以少的量构成所述水相的一部分(例如等于或小于：20重量％，15重量％，10重量％，5重量％，2重量％或1重量％)，使得它们在最终水相中的存在是可忽略不计的。水溶液的实例包括水(例如自来水、蒸馏水或反渗透水)、酸性
水、碱性水、盐溶液(例如氯化钠、氯化钾、氯化钙)、多糖或糖溶液(例如瓜尔胶)、蛋白质水溶液和乙醇-水混合物。本领域技术人员会理解可以将自来水用作水溶液并且自来水可能含有不会影响根据本发明的任何方面的方法的天然矿物质、盐和/或其它溶质。
27.根据本发明的任何方面的水相还包含碱，例如胺，优选沸点至少为100℃的水溶性胺，无机氢氧化物，碳酸盐或碳酸氢盐，优选碱金属或碱土金属的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐。所述胺在有机溶剂中应当是不混溶的，并且如果溶解在水中，应将水的ph升高到7以上，例如2-氨基乙醇(单乙醇胺)。特别地，所述碱可选自胺、氢氧化物或它们的混合物。
28.在根据本发明的任何方面的方法的步骤(b)的过程中，即将所述水相/溶液和所述有机相加热到至少50℃的温度的过程中，co2的分压优选在约1巴至约74巴范围内。特别地，在步骤(b)中的压力取决于最高温度并且对应于在该温度下的水的压力和萃取的co2的量。
29.根据本发明的任何方面的方法可进一步包括在步骤(b)之后在与步骤(b)中相同的温度下通过使用现有技术中已知的方法将所述水相与所述有机相分离的步骤，如在倾析器或旋液分离器中机械分离所述相(水相和有机相)，因为所述水相具有比所述有机相更高的密度，所以可以将其通过机械方式去除。也可以使用混合器-沉降器、脉冲柱、热分离器等来分离所述两个相。本领域技术人员可能能够选择分离所述两个相的最佳方法。
30.可进一步将与所述有机相分离的水相进行冷却并再循环用于根据本发明的任何方面的方法。
31.在步骤(b)中，然后将所述有机相和所述水相加热到至少约50℃的温度。在50℃及以上时，co2的溶解度不同于co2在较低温度(例如室温)下的溶解度。例如，与在60℃下的情况相比，co2在室温下更易溶解在水溶液中。特别地，随着温度升高，co2在水溶液中的溶解度降低，并且co2在有机材料中的相对溶解度增加，所述有机材料例如有机溶剂或固体有机聚合物。
32.根据步骤(b)，然后将既包含所述有机相又包含所述水相的液体加热到至少约50℃的温度。特别地，在步骤(b)中的温度可以是55、60、65、70、75、80、90、100、110、120、130、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195或200℃。在一个实例中，根据本发明的任何方面的步骤(b)可包括将所述液体的温度加热到在50-200、60-200、70-200、80-200、90-200、100-200、50-180、60-180、70-180、80-180、90-180、100-180、50-150、60-150、70-150、80-150、90-150、100-150、50-120、60-120、70-120、80-120、90-120、50-100、60-100、70-100或80-100℃范围内的温度。在此温度下，所述co2从所述水相迁移到所述有机相中。
33.优选地，在步骤(b)中，将所述水相和所述有机相加热到约50℃至约200℃之间的温度。
34.在步骤(c)中，使用本领域中已知的任何方法将所述co2与所述有机相分离。特别地，在步骤(c)中，在冷却包含co2的有机相并从所述有机相释放压力的情况下，将所述co2与所述有机相分离。优选地，将在步骤(c)中的压力降低到1巴，并且将所述有机相冷却到约10℃至约40℃的温度范围。然后可将所述有机相再循环到步骤(a)中。
35.可将步骤(c)的溶解有co2的有机相进料到单独的室中，在这里任选地残留的水作为单独的相分离出来。水在所述有机溶剂中的溶解度随温度升高而降低。为了避免通过水蒸发造成水损失和能量损失，应在释放压力之前分离所形成的第二水相。然后释放超压。所
释放的气体主要由co2组成。因此，产生了纯co2气体料流。
36.在一个实例中，在所述水溶液中的co2首先是从气体混合物中捕获的，并且将所述气体混合物的料流引导通过所述水溶液以获得根据本发明的任何方面使用的含有溶解的co2的水溶液。该水性介质溶解所述co2。特别地，所述水相包含至少50重量％的在约10℃至约40℃的水相温度下的水，由此来自所述气体混合物的co2溶解在所述水相中。这个根据本发明的任何方面的方法是特别有效的，因为它使得co2能够容易地被吸收。通常，使用强碱(如苛性碱和强胺)从气体混合物中吸收co2。使用这些碱可有效地吸收co2。本发明还提供一种从含co2的气体中直接捕获co2的手段。特别地，本发明从环境空气中捕获co2并将捕获的co2转化成纯co2气体料流，而避免不希望的水解吸。根据本发明的任何方面的方法进一步提供了降低在空气中的co2浓度的优点以及提供了有用的co2料流。
37.根据本发明的任何方面的水相是敏感和强的，足以能溶解大量的在环境气体中的co2。特别地，在环境空气中的约50、60、70、75、80、90或95％的co2被溶解在根据本发明的任何方面的水性溶剂中。
38.根据本发明的任何方面的包含co2的气体可以是包含0.01至50体积％、0.01至20体积％、0.01至10体积％或甚至更少的co2的任何气体。所述包含co2的气体可以是空气，天然气，来自发酵、堆肥或污水处理厂的含甲烷沼气，燃烧废气，来自煅烧反应(例如石灰的燃烧或水泥生产)的废气，来自生产铁的高炉操作的残余气体，或由化学反应产生的气体混合物，例如含有一氧化碳和氢气的合成气，或来自水蒸气重整制氢工艺的反应气体。所述包含co2的气体也可以是环境空气。环境空气中的co2的量通常在350体积ppm至450体积ppm范围内。特别地，在环境空气中的co2的量为约400ppm。
39.所述水性介质优选是包含至少一种产乙酸细胞的水性生产培养基，并且该水性生产培养基与氢气(h2)接触以由在步骤(b)中与所述有机相分离的co2产生至少一种有机酸和/或醇。特别地，将所述有机相与所述水性生产培养基分离并从其中回收所述有机酸和/或醇。所述有机酸和/或所述醇的回收可以通过使包含所制备的有机酸和/或醇的水性生产培养基与至少一种液体萃取剂接触来进行。所述液体萃取剂理想地是烷基氧化膦或至少一种三烷基胺。
40.在一个实例中，所述水性生产培养基可用于使所述细胞至少暂时地保持在代谢活性和/或存活状态，并且如果需要的话，包含任何另外的底物。本领域技术人员熟知多种通常被称为培养基(media)的水溶液的制备，所述培养基可用于保存和/或培养细胞，例如在大肠杆菌(e.coli)情况下的lb培养基，atcc1754-培养基可在永达尔梭菌(c.ljungdahlii)的情况下使用。有利的是，作为水性生产，使用基本培养基(minimal medium)，即具有合理地简单组成的培养基，其与复合培养基不同，仅包含对于使细胞保持代谢活性和/或存活状态不可缺少的最少的一组盐和营养物，以避免产物被不希望的副产物不必要地污染。例如，可将m9培养基用作基本培养基。可将细胞与碳源一起培养充分长的时间，其足以产生所需的产物。例如，至少1、2、4、5、10、30或20小时。如果所述细胞是永达尔梭菌(c.ljungdahlii)细胞，则所选择的温度必须使得所述细胞保留催化能力和/或代谢活性，例如10至42℃，优选30至40℃，特别是32至38℃。所述水性生产培养基还包括在其中培养所述产乙酸细胞的培养基。
41.如本文中使用的术语“产乙酸细胞”是指能够执行伍德-永达尔(wood-ljungdahl)
途径并因此能够将co、co2和/或氢气转化为乙酸化物的微生物。这些微生物包括在其野生型形式下不具有伍德-永达尔途径但由于遗传修饰而获得该特性的微生物。这样的微生物包括但不限于细菌，特别是大肠杆菌(e.coli)细胞。这些微生物也可被称为一氧化碳营养菌。目前，本领域中已知21种不同的产乙酸菌属(drake等人，2006)，并且这些可能还包括一些梭菌(drake&kusel，2005)。这些细菌能够利用二氧化碳或一氧化碳作为碳源，以及氢气作为能量源(wood，1991)。另外，醇、醛、羧酸以及许多己糖也可用作碳源(drake等人，2004)。导致形成乙酸化物的还原途径被称为乙酰辅酶a或伍德-永达尔途径。
42.特别地，所述产乙酸细胞可选自潮湿厌氧醋菌(acetoanaerobium notera)(atcc 35199)、长醋丝菌(acetonema longum)(dsm 6540)、甲醇醋酸杆菌(acetobacterium carbinolicum)(dsm 2925)、苹果酸醋酸杆菌(acetobacterium malicum)(dsm 4132)、醋酸杆菌属no.446(acetobacterium species no.446)(morinaga等人，1990,j.biotechnol.,第14卷,第187-194页)、威氏醋酸杆菌(acetobacterium wieringae)(dsm 1911)、伍氏醋酸杆菌(acetobacterium woodii)(dsm 1030)、巴奇碱基杆菌(alkalibaculum bacchi)(dsm 22112)、闪烁古生球菌(archaeoglobus fulgidus)(dsm 4304)、延长布劳特氏菌(blautia producta)(dsm 2950，之前的产瘤胃球菌(ruminococcus productus)、之前的产消化链球菌(peptostreptococcus productus))、食甲基丁酸杆菌(butyribacterium methylotrophicum)(dsm 3468)、醋酸梭菌(clostridium aceticum)(dsm 1496)、自产乙醇梭菌(clostridium autoethanogenum)(dsm 10061、dsm 19630和dsm 23693)、食一氧化碳梭菌(clostridium carboxidivorans)(dsm 15243)、克萨氏梭菌(clostridium coskatii)(atcc no.pta-10522)、德可氏梭菌(clostridium drakei)(atcc ba-623)、蚁酸醋酸梭菌(clostridium formicoaceticum)(dsm 92)、乙二醇梭菌(clostridium glycolicum)(dsm 1288)、永达尔梭菌(clostridium ljungdahlii)(dsm 13528)、永达尔梭菌c-01(clostridium ljungdahlii c-01)(atcc 55988)、永达尔梭菌eri-2(clostridium ljungdahlii eri-2)(atcc 55380)、永达尔梭菌o-52(clostridium ljungdahlii o-52)(atcc 55989)、马犹姆贝梭菌(clostridium mayombei)(dsm 6539)、食甲氧基苯甲酸梭菌(clostridium methoxybenzovorans)(dsm 12182)、拉氏梭菌(clostridium ragsdalei)(dsm 15248)、粪味梭菌(clostridium scatologenes)(dsm 757)、梭菌属atcc 29797(clostridium species atcc 29797)(schmidt等人,1986,chem.eng.commun.,第45卷，第61-73页)、库氏脱硫肠状菌(desulfotomaculum kuznetsovii)(dsm 6115)、热苯脱硫肠状菌thermosyntrophicum亚种(desulfotomaculum thermobezoicum subsp.thermosyntrophicum)(dsm 14055)、黏液真杆菌(eubacterium limosum)(dsm 20543)、乙酸甲烷八叠球菌c2a(methanosarcina acetivorans c2a)(dsm 2834)、穆尔氏菌属huc22-1(moorella sp.huc22-1)(sakai等人，2004,biotechnol.let.,第29卷,第1607-1612页)、热醋穆尔氏菌(moorella thermoacetica)(dsm 521，之前的热醋酸梭菌(clostridium thermoaceticum))、热自养穆尔氏菌(moorella thermoautotrophica)(dsm 1974)、oxobacter pfennigii(dsm 322)、食空气鼠孢菌(sporomusa aerivorans)(dsm 13326)、卵形鼠孢菌(sporomusa ovata)(dsm 2662)、产乙酸鼠孢菌(sporomusa silvacetica)(dsm 10669)、球形鼠孢菌(sporomusa sphaeroides)(dsm 2875)、白蚁鼠孢菌(sporomusa termitida)(dsm 4440)和凯伍嗜热厌氧菌(thermoanaerobacter kivui)
(dsm 2030，之前的凯伍产醋菌(acetogenium kivui))，括号中的菌株是优选的菌株，可在各自的保藏库中以各自的保藏号商购获得。
43.更特别地，所述产乙酸细胞可以选自梭菌(clostridium)家族。甚至更特别地，根据本发明的任何方面使用的产乙酸细胞可以选自醋酸梭菌(clostridium aceticum)(dsm 1496)、自产乙醇梭菌(clostridium autoethanogenum)(dsm 10061，dsm 19630和dsm 23693)、食一氧化碳梭菌(clostridium carboxidivorans)(dsm 15243)、克萨氏梭菌(clostridium coskatii)(atcc no.pta-10522)、德可氏梭菌(clostridium drakei)(atcc ba-623)、蚁酸醋酸梭菌(clostridium formicoaceticum)(dsm 92)、乙二醇梭菌(clostridium glycolicum)(dsm 1288)、永达尔梭菌(clostridium ljungdahlii)(dsm 13528)、永达尔梭菌c-01(clostridium ljungdahlii c-01)(atcc 55988)、永达尔梭菌eri-2(clostridium ljungdahlii eri-2)(atcc 55380)、永达尔梭菌o-52(clostridium ljungdahlii o-52)(atcc 55989)、马犹姆贝梭菌(clostridium mayombei)(dsm 6539)、食甲氧基苯甲酸梭菌(clostridium methoxybenzovorans)(dsm 12182)、拉氏梭菌(clostridium ragsdalei)(dsm 15248)、粪味梭菌(clostridium scatologenes)(dsm 757)和梭菌属atcc 29797(clostridium species atcc 29797))，括号中的菌株是优选的菌株，可在各自的保藏库中以各自的保藏号商购获得。
44.特别地，可以使用食一氧化碳梭菌(clostridium carboxidivorans)的菌株atcc baa-624。甚至更特别地，可以使用如例如在u.s.2007/0275447和u.s.2008/0057554中描述的食一氧化碳梭菌(clostridium carboxidivorans)的标记“p7”和“p11”的菌株。
45.另一种特别合适的细菌可以是永达尔梭菌(clostridium ljungdahlii)。特别地，可在将合成气转化为己酸的过程中使用选自永达尔梭菌petc(clostridium ljungdahlii petc)、永达尔梭菌eri2(clostridium ljungdahlii eri2)、永达尔梭菌col(clostridium ljungdahlii col)和永达尔梭菌o-52(clostridium ljungdahlii o-52)的菌株。这些菌株例如描述在wo 98/00558、wo 00/68407、atcc 49587、atcc 55988和atcc 55989中。
46.根据本发明的任何方面的方法的步骤(c)(其中通过使所述有机相与溶解有co2的水性介质接触而将co2与所述有机相分离)例如可以在包含以下物质的发酵罐中进行：所述至少一种产乙酸细胞、所述水性生产培养基、接收氢气料流的装置和接收二氧化碳(其溶解在有机溶剂中)的装置。
47.在一些实例中，能够产生所述有机酸和/或醇的产乙酸细胞可以用本领域中公知的用于培养细菌的任何水性生产培养基、底物、条件和工艺来培养。这允许使用生物技术方法来生产有机酸和/或醇。取决于用于有机酸和/或醇生产的微生物，合适的生长培养基、ph、温度、搅拌速率、接种物水平和/或好氧、微好氧或厌氧条件是变化的。本领域技术人员会理解实施所述方法所必需的其它条件。特别地，在所述发酵罐中的条件可以根据所使用的微生物而变化。改变适合于所述微生物的最佳功能化的条件在本领域技术人员的知识范围内。
48.所述水性生产培养基的ph的范围在4.0至6.9之间，特别是在5.0至7.0之间，最特别在5.0至6.5之间。所述压力可以在0.9至10巴之间。所述微生物可以在范围为约20℃至约80℃，特别是范围为约25℃至约40℃的温度下进行培养。在一个实例中，所述微生物可以在37℃下进行培养。
49.在一些实例中，为了所述微生物的生长和为了它的有机酸和/或醇的生产，所述水性生产培养基可以包含适合于使所述微生物生长或适合于促进所述有机酸和/或醇的生产的任何营养素、成分和/或补充剂。特别地，所述水性生产培养基可包含以下物质中的至少一种：碳源，氮源，例如铵盐，酵母萃取物或蛋白胨；矿物质；盐；辅因子；缓冲剂；维生素；以及可能促进细菌生长的任何其它组分和/或萃取物。要使用的水性生产培养基必须适合于特定菌株的需要。各种微生物的水性生产培养基的描述在“manual of methods for general bacteriology(《普通细菌学方法手册》)”中给出。
50.所述产乙酸细胞将在所述水性生产培养基中的二氧化碳转化成至少一种醇、至少一种有机酸，或醇和有机酸的混合物。特别地，所述有机酸可以例如是乙酸、丁酸、己酸和它们的混合物。所述醇可以例如是乙醇、丁醇、己醇和它们的混合物。在一个实例中，形成了兼有醇和有机酸的组合。特别地，所述醇是乙醇和所述有机酸是乙酸。
51.与所述有机溶剂分离的co2现在使用产乙酸细胞与氢气反应以形成酸和/或醇。由于可实施分离步骤(d)所处的温度低于步骤(c)，因此所述co2可从所述有机溶剂迁移到所述水性生产培养基中，这使得所述co2可用作所述产乙酸细胞的用于形成有机酸和/或醇的底物。特别地，产乙酸细胞，如自产乙醇梭菌(clostridium autoethanogenum)，可用于将来自所述有机溶剂的液体co2在所述水性生产培养基中转化成至少一种酸和/或醇，如乙酸和/或乙醇。
52.包含在所述水性生产培养基中的有机酸和/或醇的回收可以通过以下过程进行：使所述生产培养基与液体萃取剂接触并且理想地导致形成两个相。
53.作为液体萃取剂，可以使用至少一种烷基氧化膦或至少一种三烷基胺。特别地，所述液体萃取剂可进一步包含烃。更特别地，所述液体萃取剂包含：
54.—至少一种烷基氧化膦和至少一种烷烃或芳族烃；或
55.—至少一种三烷基胺和至少一种烷烃或芳族烃。
56.所述液体萃取剂可有效地将所述有机酸和/或醇从所述水性生产培养基萃取到所述液体萃取剂中，例如由烷基氧化膦或三烷基胺和至少一种烷烃形成的混合物。所述液体萃取剂可以例如是烷基氧化膦或三烷基胺和至少一种芳族烃的混合物。这种萃取剂对所述产乙酸细胞没有毒性。
57.所述烷烃可包含至少12个碳原子。特别地，所述烷烃可包含12-18个碳原子。在一个实例中，所述烷烃可以选自十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷和十八烷。在另一个实例中，所述液体萃取剂可包含烷烃的混合物。在另一个实例中，所述烷烃可以是支链烷烃。特别地，所述支链烷烃可以是角鲨烯(squalene)。
58.烷基氧化膦的通式为opx3，其中x是烷基。根据本发明的任何方面的合适的烷基氧化膦包括由直链、支链或环状烃组成的烷基基团，所述烃由1至约100个碳原子和1至约200个氢原子组成。特别地，关于根据本发明的任何方面的烷基氧化膦所使用的“烷基”可指具有1至20个碳原子，通常4至15个碳原子，或6至12个碳原子的烃基团，并且其可以由直链、环状、支链或这些的混合物组成。所述烷基氧化膦可在每个磷原子上具有一至三个烷基基团。在一个实例中，所述烷基氧化膦在p上具有三个烷基基团。在一些实例中，所述烷基基团可包含氧原子代替c
4-c
15
或c
6-c
12
烷基基团的一个碳，条件是所述氧原子不连接于所述烷基氧化膦的p。
59.通常，所述烷基氧化膦选自三辛基氧化膦、己基-二辛基氧化膦、二己基-辛基氧化膦、三丁基氧化膦、己基氧化膦、辛基氧化膦和它们的混合物。甚至更特别地，所述烷基氧化膦可以是三辛基氧化膦(topo)、己基-二辛基氧化膦、二己基-辛基氧化膦和它们的混合物。
60.三烷基胺是衍生自氨(nh3)的有机化合物，所述氨的三个氢原子被烷基替代。三烷基胺的实例是二甲基乙胺、甲基二乙胺、三乙胺、二甲基正丙胺、二甲基异丙胺、甲基二正丙胺、二甲基丁胺、三辛胺等。特别地，在所述液体萃取剂中使用的三烷基胺不可以是在水中可溶的，并且可以是三辛胺。
61.在一个实例中，所述液体萃取剂可以是烷基氧化膦或三烷基胺和至少一种烷烃的组合。特别地，所述烷烃可包含至少12个碳原子。特别地，所述烷烃可包含12-18个碳原子。在一个实例中，所述烷烃可选自十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷和十八烷。在另一个实例中，所述液体萃取剂可包含烷烃的混合物。更特别地，所述液体萃取剂可以是topo和十四烷或十六烷的组合。甚至更特别地，所述液体萃取剂可以是由三辛基氧化膦(topo)和十六烷或三烷基氧化膦(tapo)和十六烷形成的混合物。
62.三辛基氧化膦(topo)是一种化学式为op(c8h
17
)3的有机磷化合物。根据本发明的任何方面，topo可以与至少一种烷烃、支链烷烃或芳族烃一起作为所述液体萃取剂的一部分。特别地，topo和烷烃、支链烷烃或芳族烃的混合物可包含约1:100至1:10重量比率的topo与所述烷烃、支链烷烃或芳族烃的比例。更特别地，在根据本发明的任何方面的液体萃取剂中topo与烷烃、支链烷烃或芳族烃的重量比率可以是约1:100，1:90，1:80，1:70，1:60，1:50，1:40，1:30，1:25，1:20，1:15或1:10。甚至更特别地，topo与烷烃、支链烷烃或芳族烃的重量比率可在1:90至1:10、1:80至1:10、1:70至1:10，1:60至1:10、1:50至1:10、1:40至1:10、1:30至1:10或1:20至1:10的范围内进行选择。topo与烷烃、支链烷烃或芳族烃的重量比率可以在1:40至1:15或1:25至1:15之间。在一个实例中，topo与烷烃、支链烷烃或芳族烃的重量比率可以是约1:15。在该实例中，所述支链烷烃可以是角鲨烯并且topo与角鲨烯的重量比率可以是约1:15。
63.在另一个实例中，当所述液体萃取剂包含烷基氧化膦或三烷基胺(与topo在包含至少12个碳原子的烷烃中的溶解度相比，所述烷基氧化膦或三烷基胺在所述液体萃取剂中使用的烷烃、支链烷烃或芳烃中更易溶解)时，所述烷基氧化膦(除topo外)或三烷基胺与烷烃、支链烷烃或芳族烃的重量比率可以是1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。在一个实例中，所述液体萃取剂可以是三己基氧化膦，并且三己基氧化膦与烷烃、支链烷烃或芳族烃的比率可以是1:1。在其它实例中，所述液体萃取剂可以是较低级链的烷基氧化膦，并且所述较低级链的烷基氧化膦与烷烃、支链烷烃或芳族烃的比率可以是2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。这种情况下，较低级链的烷基氧化膦是指具有c
1-c4烷基基团的氧化膦。在另一个实例中，所述液体萃取剂可以是三烷基胺，已知这种三烷基胺比氧化膦更易溶解在烷烃、支链烷烃或芳族烃中。例如，所述三烷基胺可以是三辛胺(toa)，其可以与所述烷烃、支链烷烃或芳族烃以最高至1:1的比率存在于所述液体萃取剂中。较低级链长的胺可以甚至更高的比率使用。在其它实例中，所述液体萃取剂可以是较低级链的三烷基胺，并且所述较低级链的三烷基胺与烷烃、支链烷烃或芳族烃的比率可以是2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。这种情况下，较低级链的烷基氧化膦是指具有c
1-c4烷基基团的氧化膦。
64.或者，所述液体萃取剂可选自烷基氧化膦和三烷基胺，其中烷基氧化膦和三烷基胺的总量相对于总液体萃取剂为至少98.0重量％，特别是至少99.5重量％。
65.在所述水性生产培养基中的有机酸和/或醇可以与所述液体萃取剂接触足以将所述有机酸和/或醇从所述水性生产培养基萃取到所述液体萃取剂中的时间。本领域技术人员可能能够确定为达到分布平衡所需的时间的量和为优化所述萃取过程可能需要的正确气泡团聚。在一些实例中，所需时间可能取决于可被萃取的有机酸和/或醇的量。特别地，将所述有机酸和/或醇从所述水性生产培养基萃取到所述液体萃取剂中所需的时间可能仅需几分钟。
66.所用的液体萃取剂与待被萃取的有机酸和/或醇的量的比率可根据所述萃取进行得有多快而变化。在一个实例中，液体萃取剂的量等于包含所述有机酸和/或醇的水性生产培养基的量。
67.在使所述液体萃取剂与所述水性生产培养基接触的步骤之后，使用本领域中已知的任何手段将两个相(水相和有机相)分离。在一个实例中，可以使用分液漏斗将两个相分离。也可以使用混合器-沉降器、脉冲柱、热分离器等来分离这两个相。在一个实例中，如果所述有机酸是己酸，则考虑到己酸在明显低于所述液体萃取剂的沸点下蒸馏这一事实，可以使用蒸馏将所述液体萃取剂与所述己酸分离。在另一个实例中，可以使用从具有高沸点的非常液体的萃取剂中蒸馏出产物(有机酸和/或醇)。本领域技术人员可能能够根据希望被回收的有机酸和/或醇的特性选择将吸收剂与希望的有机酸和/或醇分离的最佳方法。
68.在一个实例中，在步骤(a)中的有机相可以与在步骤(c)中的液体萃取剂相同。在这个实例中，所述有机相和液体萃取剂可以是至少一种烷基氧化膦或至少一种三烷基胺。特别地，所述有机溶剂和液体萃取剂可以是tapo或topo。在另一个实例中，在步骤(b)中的有机相可以是topo或tapo并且所述液体萃取剂可以是tapo或topo与烷烃、支链烷烃或芳族烃的组合。
69.根据本发明方法可包括使所述有机酸和/或醇与能够将所述有机酸和/或醇转化成至少一种脂肪酸的第二生物体接触的另一个步骤。
70.所述第二微生物选自以下细菌，该细菌选自谷氨酸棒杆菌(corynebacterium glutamicum)、玻利维亚盐单胞菌(halomonas boliviensis)、大肠杆菌(escherichia coli)、钩虫嗜铜菌(cupriavidus necator)、真养杆菌(ralstonia eutropha)、克氏梭菌(clostridium kluyveri)、丙酸梭菌(clostridium propionicum)、新丙酸梭菌(clostridium neopropionicum)和恶臭假单胞菌(pseudomonas putida)。更特别地，所述第二生物体可以是克氏梭菌(clostridium kluyveri)。
71.特别地，所形成的脂肪酸可以例如是丙酸、丁酸、戊酸、己酸和庚酸。
72.根据本发明的另一个方面，提供一种在所述有机相包含液体碳基有机溶剂(其包含至少一个烷基基团)的情况下以及在将所述水相和所述有机相再循环到根据本发明的方法的步骤(b)的情况下用于实施根据本发明的方法的设备。
73.图1是根据本发明的设备的示意图：
74.(1)表示第一室，其中使溶解co2的水相与所述有机相接触；
75.(2)是加热装置；
76.(3)是入口料流，其用于将所述溶解co2的水相引导到所述第一室(1)中；
77.(4)是第二室；
78.(5)是有机相料流，其用于将来自所述第二室(4)的有机相引导到所述第一室(1)中；
79.(6)是水性料流，其用于将所述水相在加热和与包含co2的有机相分离后引导到步骤(a)中；
80.(7)是冷却装置；
81.(8)是有机相出口料流；
82.(9)是冷却装置，其用于将所述有机相在进料到所述第三室(10)之前冷却；
83.(10)代表第三室
84.(11)代表在所述第三室(10)中与所述有机相分离的残留水；
85.(12)是有机相co2进料流，其将溶解co2的有机相进料到所述第二室(4)中，
86.(13)代表从所述第二室(4)释放的纯co2气体料流。
87.特别地，根据本发明的设备的特征在于
88.—第一室(1)，其中使溶解co2的水相与所述有机相接触，并且其包含加热装置(2)，该加热装置用于加热所述水相和所述有机相，
89.—入口料流(3)，其用于将所述溶解co2的水相引导到所述第一室(1)中，
90.—第二室(4)，
91.—有机相料流(5)，其用于将来自所述第二室(4)的有机相引导到所述第一室(1)中，
92.—水性料流(6)，其将所述水相在加热和与包含co2的有机相分离后引导到步骤(a)中，并且其包含冷却装置(7)，该冷却装置用于将所述水相在再循环到步骤(a)之前冷却，
93.—第三室(10)，其用于将残留的水(11)与所述有机相分离，
94.—有机相出口料流(8)，其包含冷却装置(9)，该冷却装置用于将所述有机相在进料到所述第三室(10)之前冷却，
95.—有机相co2进料流(12)，其将溶解co2的有机相进料到所述第二室(4)中，在其中压力被释放，和其中得自所述有机相的纯co2气体料流(13)被释放，并且所述有机相从这里通过所述有机相料流(5)返回到所述第一室(1)中。
96.表述“引导包含co2的气体的料流”可以指使包含co2的气体流动到根据本发明的任何方面的步骤(a)的水相中的任何手段。这可以是入口、管、阀等的形式。
附图说明
97.图1是根据本发明的设备的示意图。
98.图2是用于实施根据本发明的方法的装置的示意图，其中所述有机相是固体有机聚合物。
99.图3是用于实施例7的设置。
100.图4是用于实施根据本发明的方法的装置的示意图，其中所述有机相是有机溶液/液体有机相。
具体实施方式
101.实施例
102.实施例1
103.将含有9.9重量％co2、63.1重量％h2o和27.1重量％mea(单乙醇胺)的水相与作为有机相的十六烷以1:1的重量比率在30℃下在室中混合。
104.关闭所述室并将其加热直到100℃。通过gc分析所述有机相。它含有0.17重量％的co2并且不含mea。
105.通过将所述有机相的一半与剩余物分离而使所述室卸载。所述有机相含有0.17重量％的co2。
106.将所述剩余物冷却至30℃，再次与纯溶剂混合以再次达到1:1的相比率。
107.将所述室再次加热直到100℃。通过gc分析所述有机相。它含有0.16重量％的co2并且不含mea。
108.通过将所述有机相的一半与剩余物分离而使所述室卸载。
109.所述溶剂相含有0.16重量％的co2。
110.将所述剩余物冷却到30℃，再次与纯有机相混合以再次达到1:1的相比率。
111.将所述室再次加热直到100℃。通过gc分析所述有机相。它含有0.14重量％的co2并且不含mea。
112.通过将所述有机相的一半与剩余物分离而使所述室卸载。
113.所述溶剂相含有0.14重量％的co2。
114.将所述剩余物冷却至30℃，再次与纯有机相混合以再次达到1:1的相比率。
115.将所述室再次加热直到100℃。通过gc分析所述有机相。它含有0.13重量％的co2并且不含mea。
116.通过将所述有机相的一半与剩余物分离而使所述室卸载。
117.所述溶剂相含有0.13重量％的co2。
118.该实施例表明，co2可以从涤气溶液转移到含烷基的有机相中，这避免了水损失，并且由于避免了水蒸发也避免了能量损失，如本领域中所述的。
119.实施例2
120.将两份水相和一份由100％ tapo组成的有机相保持在以下条件下：1巴，100％ co2气氛，在ph＝5.8下，和在23℃和50℃的两种不同温度下。所述ph值是由氨水和己酸的混合物设定的。所述水相因此含有氨和己酸。使用气相色谱法(gc)测量两个相的co2浓度。在所述水相中的co2浓度从在23℃下的1.5mg/g下降到在50℃下的0.65mg/g或下降了57％。在所述有机相中的co2浓度从2.5mg/g下降到1.7mg/g或下降了32％。随着温度升高，所述有机相的水浓度从13.5下降到9.6mg/g。
121.这表明，具有有限吸水性的含烷基有机溶剂(tapo)，与水相比，随着温度升高，co2溶解度损失相对更小。这意味着升高温度会将co2从所述水相转移到所述有机相。相反，随着温度升高，水会从所述有机相转移到所述水相，因为在有机相中的水溶解度随着温度升高而下降。因此，没有水从所述水相中损失。
122.实施例3
123.将两份水相和一份由50％ tapo和50％十六烷组成的有机相保持在以下条件下：1
巴，100％ co2气氛，在ph＝5.8下，和在23℃和50℃的两种不同温度下。所述ph值是使用氨水和己酸的混合物设定和保持的。通过gc测量两个相的co2浓度。所述水相的co2浓度从在23℃下的1.7mg/g下降到在50℃下的0.73mg/g或下降了57％。所述有机相的co2浓度从3.1mg/g下降到2.1mg/g或下降了32％。随着温度升高，所述有机相的水浓度从5.1下降到4.4mg/g。
124.这表明，具有有限吸水性的含烷基有机溶剂(tapo)与十六烷在较高温度下具有比水更高的co2溶解度，而在较低温度下具有比水更低的co2溶解度。
125.这表明，具有有限吸水性的含烷基有机相(tapo)，与水相比，随着温度升高，co2溶解度损失相对更小。这意味着升高温度会将co2从所述水相转移到所述有机相。相反，随着温度升高，水从所述有机相转移到所述水相，因为在有机相中的水溶解度随着温度升高而下降。因此，没有水从所述水性溶剂中损失。
126.实施例4
127.将两份水相和一份由6重量％topo和94重量％十六烷组成的有机相保持在以下条件下：1巴，100％ co2气氛，在5.8至6.2的ph下，在37℃的温度下。所述ph值是由氨水和己酸的混合物设定的。通过gc测量两个相的co2浓度。所述水相的co2浓度在ph＝6.2的情况下仅非常轻微地从1.2mg/g下降到1.1mg/g。所述有机相的co2浓度也仅非常轻微地从2.3mg/g下降到2.1mg/g。所述有机相的水浓度为0.3mg/g。
128.实施例5
129.将两份水相和一份由6重量％tapo和94重量％十六烷组成的有机相保持在以下条件下：1巴，100％ co2气氛，在5.8至6.2的ph下，在37℃的温度下。所述ph值是由氨水和己酸的混合物设定的。通过gc测量两个相的co2浓度。所述水相的co2浓度在ph＝6.2的情况下仅非常轻微地从1.3mg/g下降到1.1mg/g。所述有机相的co2浓度也仅轻微地从2.5mg/g上升到2.6mg/g。所述有机相的水浓度在0.1至0.2mg/g之间。
130.在实施例3至5中，温度不变但ph从5.8升高到6.2。这些实施例表明，在不同有机溶剂中的co2溶解度非常相似，并且不受ph值变化的影响。同样，在所有情况下，没有水从所述水相中损失。
131.实施例6
132.将两份水相和一份由100重量％tapo组成的有机相保持在以下条件下：1巴，100％ co2气氛，在5.8至6.2的ph下，在37℃的温度下。所述ph值是由氨水和己酸的混合物设定的。通过gc测量两个相的co2浓度。所述水相的co2浓度在ph＝6.2的情况下仅非常轻微地从1.0mg/g上升到1.1mg/g。所述有机相的co2浓度也仅非常轻微地从2.5mg/g下降到2.4mg/g。所述有机相的水浓度在8.3至8.5mg/g之间。在这个实施例6中，ph从5.8上升到6.2并且所述溶剂发生变化。再次表明，在不同有机溶剂中的co2溶解度非常相似，并且不受ph值变化的影响，并且没有水损失。这证实了有机相本身的有机溶剂或固体对本发明方法的有效性没有显著影响，前提是所述有机相具有相对于水溶解度更高的co2溶解度。在实施例6中，具有的水溶解度高于co2溶解度的纯tapo不能有效地用作根据本发明的任何方面的有机相。相反，十六烷和十六烷与tapo的混合物是合适的。
133.实施例7
134.在co2+水+单乙醇胺+十六烷的混合物中co2相对于水的解吸(扩散)
135.—材料和方法
136.表1显示了在本实施例中使用的材料。使用的物质是商业获得的，并且无需进一步纯化即可用于测量。所述水性单乙醇胺混合物是通过重量分析法制备的。所述混合物和十六烷是通过在冷却的储存容器中将气相反复抽空而脱气的。
[0137][0138]
表1在实施例7中使用的材料，
[0139]
*制造商信息
[0140]
所述方法在如图3中所示的装置中的圆筒中进行，其中有机溶液是指十六烷，水溶液是指mea和co2溶液，和气体是指氦气、co2和水。所述圆筒部分地填充有被加热直到100℃并用氦气加压到20巴的十六烷。将混合有30重量％单乙醇胺(mea)和0.415mol co2/mol mea的水溶液缓慢添加到十六烷相下方，避免混合和气泡，直至达到平衡。所述十六烷和所述水相的体积比率为5:1。在所述气相中，测量co2和水的摩尔比率。一分钟后，所述比率为0.905:0.095。四分钟后，所述比率为0.865:0.135。121分钟后达到平衡，并且所述比率为0.382:0.618。这表明，如果存在co2和水必须迁移通过的有机液体或固体层(这意味着必须被吸收和解吸)，则可以非常有效地从水溶液中萃取co2，而仅损失很少的水。

技术特征：
1.从含有溶解的二氧化碳(co2)的水溶液中萃取co2气体的方法，该方法包括：(a)使含有溶解的co2的水溶液与有机相接触；(b)将所述水溶液和所述有机相加热到至少50℃的温度，由此所述co2从所述水溶液迁移到所述有机相中；和(c)将所述co2与所述有机相分离，其中所述水溶液包含碱和在10℃至40℃的温度下的至少50重量％的水；所述有机相具有相对于水溶解度更高的co2溶解度；和所述水溶液和所述有机相彼此直接接触并保持为两个独立的相。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱选自胺、氢氧化物或它们的混合物。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述有机相包含液体碳基有机溶剂，其包含至少一个烷基基团。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述有机相是至少一种烷烃。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述水溶液中的co2是首先从气体混合物中捕获的，并且将所述气体混合物的料流引导通过所述水溶液以获得所述含有溶解的co2的水溶液。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该方法进一步包括在步骤(b)之后在与步骤(b)中相同的温度下将所述水溶液与所述有机相分离。7.根据权利要求6所述的方法，其中该方法进一步包括将与所述有机相分离的水溶液冷却并再循环该经冷却的水溶液。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中在步骤(c)中，在冷却包含co2的有机相并从所述有机相释放压力的情况下，将co2与所述有机相分离。9.根据权利要求8所述的方法，其中该方法进一步包括将所述有机相再循环到步骤(a)。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述有机相包含固体有机聚合物。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(b)中，将所述水溶液和所述有机相加热到50℃至200℃之间的温度。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤(c)中通过使所述有机相与包含至少一种产乙酸细胞的水性生产培养基接触将所述co2与所述有机相分离，和其中使所述水性生产培养基与氢气(h2)接触以由在步骤(c)中与所述有机相分离的co2产生至少一种有机酸和/或醇。13.根据权利要求12所述的方法，其中该方法进一步包括使所述有机酸和/或醇与能够将所述有机酸和/或醇转化成至少一种脂肪酸的第二生物体接触的步骤。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中该方法进一步包括将所述有机相与所述水性生产培养基分离，和通过使包含所产生的有机酸和/或醇的水性生产培养基与至少一种液体萃取剂接触来回收所述有机酸和/或醇，其中所述液体萃取剂是烷基氧化膦或至少一种三烷基胺。15.用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法的设备，所述设备包含：—第一室(1)，其中使溶解co2的水相与所述有机相接触，并且其包含加热装置(2)，该加热装置用于加热所述水相和所述有机相，
—入口料流(3)，其用于将所述溶解co2的水相引导到所述第一室(1)中，—第二室(4)，—有机相料流(5)，其用于将来自所述第二室(4)的有机相引导到所述第一室(1)中，—水性料流(6)，其将所述水相在加热和与包含co2的有机相分离后引导到步骤(a)中，并且其包含冷却装置(7)，该冷却装置用于将所述水相在再循环到步骤(a)之前冷却，—第三室(10)，其用于将残留的水(11)与所述有机相分离，—有机相出口料流(8)，其包含冷却装置(9)，该冷却装置用于将所述有机相在进料到所述第三室(10)之前冷却，—有机相co2进料流(12)，其将溶解co2的有机相进料到所述第二室(4)中，其中压力被释放，和其中得自所述有机相的纯co2气体料流(13)被释放，并且所述有机相从这里通过所述有机相料流(5)返回到所述第一室(1)。

技术总结
本发明涉及从含有溶解的二氧化碳(CO2)的水溶液中萃取CO2气体的方法，该方法包括：(a)使溶解有CO2的水溶液与有机相接触；(b)将所述水溶液和所述有机相加热到至少50℃的温度，由此所述CO2从所述水溶液迁移到所述有机相中；和(c)将CO2与所述有机相分离，其中所述水溶液包含碱和在10℃至40℃的温度下的至少50重量％的水；所述有机相具有相对于水溶解度更高的CO2溶解度；和所述水溶液和所述有机相彼此直接接触并保持为两个独立的相。直接接触并保持为两个独立的相。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：赢创运营有限公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2023/8/16