Procedeu de producere a hidrocarburilor gazoase și lichide și a produselor obținute prin acest proces.

Iată textul integral al singurului brevet emis de doctorul Laigret referitor la munca sa de obținere a gazului și a petrolului din fermentația bacteriologică. Poti descărcați textul în forma sa originală în .pdf aici.

Prezenta invenție se referă la un procedeu care face posibilă producerea de hidrocarburi gazoase și hidrocarburi lichide, în special uleiuri brute, din substanțe organice prin fermentare.

Solicitantul a constatat, de fapt, că, în anumite condiții de mediu, anumite microorganisme au fost capabile să provoace fermentația care duce la formarea de hidrocarburi din substanțe organice cu randamente cantitative sau aproape cantitative. El a descoperit, de asemenea, că aceste microorganisme au fost capabile să efectueze acțiunea lor distructivă a substanțelor organice cu producerea de hidrocarburi aproape la nesfârșit, fără un consum apreciabil de nutrienți și fără degradarea catalizatorilor utilizați.

Microorganismele specifice producției de hidrocarburi prin procesul care face obiectul invenției aparțin categoriei microbilor anaerobi și mai mult, în special clasei de bacil perfringens. Se preferă tulpina de bacil perfringens identificată de profesorul Weinberg și catalogată cu numărul 5.029 în colecția Institutului Pasteur din Paris.

Pentru ca fermentația să fie orientată spre producerea de hidrocarburi, solicitantul a constatat că prezența iodului și a silicei, în mediul în care funcționează bacilul, era esențială; pentru comoditate și fără a fi nevoie să legați o teorie de această alegere a termenului, iodul și silica vor fi denumite la nivel global catalizatori.

Cel mai convenabil și favorabil mediu este un mediu apos în care iodul este prezent într-o cantitate foarte mică, conținutul optim de iod fiind de aproximativ 0,02 până la 0,01 la sută și silica prezentă sub formă de. un pat complet inundat. Pentru a obține o fermentare rapidă și activă, este avantajos ca înălțimea acestui pat să reprezinte cel puțin o șesime din cea a băii deasupra fundului recipientului care îl conține.

Silica, pentru a avea o acțiune de suprafață mare, este de preferință în stare foarte divizată (cereale sau pulbere de exemplu). Se pot folosi toate tipurile de nisipuri constând în esență din silice, dar Kieselgühr este recomandat în special.

În ceea ce privește iodul, acesta poate fi, de exemplu, introdus în mediu sub formă de băutură iodată cu iod, cum ar fi băutura Lugol.

Printre substanțele organice capabile să furnizeze hidrocarburi sub acțiunea bacililor anaerobi, sărurile solubile ale acizilor alifatici, mai ales sărurile alcaline, inclusiv sărurile de amoniu, precum și acizii alifatici inferiori înșiși și alcoolii alifatice inferioare, s-au dovedit a fi deosebit de avantajoase și ușor de utilizat datorită solubilității lor în apă. Substanțele în cauză pot fi utilizate fie individual, fie sub formă de amestecuri, în special amestecuri industriale sau soluții industriale. Sărurile acizilor grași superiori pot fi utilizate în special sub formă de săpunuri, cum ar fi săpunurile comerciale, preparate din grăsimi vegetale sau animale.

Astfel, în forma care este de preferință adoptată în practică, în special din motive de economie, procesul care face obiectul invenției constă în principal în menținerea, în prezența silicei, în condițiile de efectuare a fermentației anaerob, o soluție apoasă și neutră a uneia sau mai multor substanțe din categoria constând din acizi alifatici inferiori, săruri solubile în apă ale acizilor alifatici și alcooli alifatici inferiori, o soluție care conține și iod , microbi din clasa Bacillus perfringens și nutrienți pentru acești bacili. In orice caz. invenția rezidă, mai general, în aplicarea acestor microbi din substanțe organice în prezența siliceului și a urmelor de iod.

Executarea unei fermentații și efectuarea acestei fermentații în condițiile necesare anaerobiozei înseamnă, în mod evident, că mediul în care are loc procesul trebuie să fie la o temperatură de ordinul a 37 ° C și că prezența aerului este dăunătoare. În ceea ce privește temperatura. Solicitantul a constatat că este posibil să funcționeze la temperaturi puțin mai mici de 37 ° C fără a provoca daune grave producției de hidrocarburi; astfel această producție este încă bună la 30 ° C, dar mai lentă. Pentru a exclude aerul cât mai mult posibil, este convenabil să funcționați în rezervoare închise cu un capac prevăzut cu un tub de degajare a gazului cu robinet și să umpleți aceste rezervoare cu lichid până la capac.

În funcționare normală, fermentația se echilibrează la neutralitate (ph 7), dar dacă, din greșeală, mediul devine acid, este necesar să se restabilească neutralitatea, de exemplu prin adăugarea de sodă sau bicarbonat de sodiu.

Pentru implementarea procesului, este avantajos să se pregătească mai întâi o soluție apoasă de nutrienți, să se adauge o cultură pură de bacili, precum și iod, pentru a plasa întregul în recipientul sau recipientele căptușite cu „un pat steril de silice, umplându-le complet. apoi pentru a adăuga substanțele fermentabile pe care le reînnoiți pe măsură ce sunt consumate.

Fermentarea, odată începută, se continuă astfel fără necesitatea reînnoirii substanțelor nutritive și a catalizatorilor, cu condiția, cel puțin, că se poate concluziona dintr-un test de zece luni consecutive de fermentare.

Pentru a menține tulpina de bacil aleasă, procedura se desfășoară în modul bine cunoscut bacteriologilor, de exemplu în conformitate cu procesul de subcultivare în agar Veillon sau în tuburi Y. Lobby. Când doriți să inoculați un mediu destinat fermentării, puteți începe prin transplantarea tulpinii în bulion de glucoză la 2 la mie, puneți într-un cuptor la 37 ° C timp de 48 de ore, verificați puritatea culturii - reglați pH-ul la 7 și luați 20 de centimetri cubi din această sămânță pentru un litru de mediu pe care doriți să-l fermentați.

Substanțele azotate din diverse surse pot fi utilizate ca nutrienți: macerarea cărnii sau a peștelui, decocturi sterile de deșeuri animale, gunoi de grajd etc. Un mediu deosebit de avantajos este apa peptonică la 10 la mie. Se recomandă să nu depășiți conținutul corespunzător de azot, altfel activitatea fermentului va scădea.

Atunci când acizii alifatici inferiori sau sărurile lor alcaline sunt supuse fermentării, hidrocarbura care începe să se formeze, după un anumit timp, și care este apoi produsă continuu este metan sau în principal metan. Pentru buna funcționare a fermentației, este avantajos să se utilizeze inițial o sare alcalină a acidului alifatic inferior ca material fermentabil, ceea ce duce la formarea, în mediul de reacție, a carbonatului alcalin jucând ulterior rolul de tampon. iar operația poate fi continuată cu acidul însuși de îndată ce fermentația de metan a început.

Când este vorba de supunerea la alcooli alifatici inferiori sau săruri ale acizilor alifatici superiori (aceștia din urmă ducând la producerea de uleiuri), este avantajos să se inițieze în prealabil o fermentare a metanului, de exemplu prin intermediul unui formatul alcalin și apoi procedați la adăugarea de alcooli sau săruri de acizi superiori, opțional cu continuarea concomitentă a adăugării de acid sau sare a acidului alifatic inferior.

Invenția cuprinde, ca produse industriale noi, amestecuri de hidrocarburi gazoase și hidrocarburi lichide care pot fi preparate prin procesul definit mai sus. Datorită asemănării lor în aspect, constituție și proprietăți cu uleiurile naturale, amestecurile de hidrocarburi lichide sunt menționate aici, pentru comoditate, ca uleiuri.

Pentru a ilustra modul de realizare a metodei care face obiectul invenției, vor fi date mai jos câteva exemple care, desigur, nu sunt în niciun fel limitative.

Exemplu 1

Într-un mediu nutritiv și iodat, preparat așa cum este descris mai sus, formatul de sodiu este introdus la o rată de 4 până la 8 părți în greutate la 1000 părți în volum ale acestui mediu, este inoculat și adus la 37 ° C

În primele trei zile, se eliberează dioxid de carbon și hidrogen.

Volumul acestei versiuni este variabil: este, în medie, de 500 de părți în volum pentru 1000 de părți în volum de cuvée. Compoziția sa variază, de asemenea, în proporții destul de mari, hidrogenul putând constitui de la 30 la 80 la sută din amestec.

Din a patra zi, există o perioadă negativă în care nu apare nimic. Acesta durează în medie 8 zile. În jurul celei de-a zecea sau a douăsprezecea zi, apare o nouă versiune: constă din dioxid de carbon (în medie 50%) și metan (în medie 50%). Colectăm, din acest amestec gazos și combustibil, în medie 1000 de părți în volum la 1000 de cuvée.

Fermentarea cu metan este apoi instalată. Poate fi menținut pe termen nelimitat prin adăugarea de formiat nou sau, mai simplu, de acid formic, deoarece mediul este tamponat spontan cu carbonatul rezultat din descompunerea formatului. Din acest moment, se introduc 2 până la 4 părți în volum de acid formic pe zi și la 1000 părți în volum de cuvée; există o clocotire de dioxid de carbon care este lăsată să plece liber și apoi fermentația să continue. Mersul continuu este astfel asigurat. Debitul său, foarte regulat, este de 800 de părți în volum de gaz pe zi și la 1000 de părți în volum de cuvée. Cu toate acestea, randamentul practic este redus la unitatea de greutate a materiei prime, nu depășește 200 de părți în volum de gaz pe parte în greutate de acid formic, iar gazul, deși este un combustibil bun, conține doar 50% e de metan.

Fermentarea singurelor formate prezintă un interes redus pentru menținerea continuă a producției de metan, dar este utilă pentru inițierea acestuia din urmă și, în general, pentru pregătirea mediului pentru alte tipuri de fermentare. În consecință, în practică, se recomandă să începeți întotdeauna cu formatul singur și apoi să procedați fie la adăugări de alcool dacă doriți să continuați să produceți gaz, fie la adăugări de săpunuri dacă doriți să obțineți carburi lichide. , după cum se poate observa din următoarele exemple.

Exemplu 2

Într-un mediu în care fermentarea metanului a fost inițiată în prealabil prin una sau mai multe încărcări succesive de formiat, se adaugă metanol sau etanol la o rată de o parte în volum pe zi și la 1000 de părți în volum de cuvée. Acest volum dintr-o parte este înțeles pentru alcoolii puri, dar este la fel de posibil să se utilizeze același volum de amestecuri de alcooli sau volumele corespunzătoare de diverse soluții alcoolice.

Rezultatele sunt aceleași indiferent dacă se utilizează alcool metilic sau alcool etilic. Se obține un gaz care conține 60 până la 82 la sută metan; restul este dioxid de carbon, niciodată monoxid de carbon. Prin urmare, acest gaz nu este toxic și este ușor să eliminați dioxidul de carbon din acesta, dacă doriți.

Următoarele indicații evidențiază valorile randamentului:

la. O cuvée cu o capacitate de 1000 de părți în volum a fost menținută în perioada 25 aprilie - 4 mai 1947, adică timp de 10 zile, prin adăugarea de alcool etilic. Au fost utilizate în total 6 părți în greutate alcool. Nava a furnizat 5430 de părți în volum de gaz.

Debit mediu pe zi și la 1000 de părți în volum de cuvée: 543 părți în volum de gaz.

Producție pe părți în greutate de alcool: 905 părți în volum.

b. O cuvée cu o capacitate de 1000 de părți în volum a fost menținută în perioada 31 martie - 9 mai 1947, adică timp de 40 de zile, alternativ cu alcool metilic și alcool etilic. Au fost utilizate în total 41 de părți în greutate alcooli. Nava a furnizat 29445 de părți în volum de gaz.

Fluxul mediu pe zi și pe 1.000 de părți în volum de cuvée: 736 părți în volum.

Producția pe parte în greutate de alcool: 718 părți în volum.

vs. O cuvée cu o capacitate de 1000 de părți în volum a fost menținută în perioada 31 martie - 7 august 1947, adică timp de 130 de zile, prin adăugări de metanol și etanol reprezentând un total de 71 de părți în greutate de alcooli. A eliberat 81425 de părți în volum de gaz.

Fluxul mediu pe zi și la 1000 de părți în volum de cuvée: 626 părți în volum.

Producția pe parte în greutate de alcool: 1146 părți în volum.

Exemplu 3

Într-un mediu în care fermentarea metanului a fost inițiată în prealabil cu formiat. Formatul se adaugă în continuare la o rată de 2 până la 3 părți în greutate pe zi și la 1000 de părți în volum a lotului și, în plus, se adaugă în fiecare zi o greutate egală de oleat de sodiu sau potasiu. Pentru a facilita adăugarea săpunului, o anumită cantitate de mediu este extrasă din rezervor, săpunul este dizolvat în el fierbinte, fiert câteva minute și readus în rezervor.

Eliberarea de metan se oprește; pentru câteva zile, tot ce este eliberat este dioxid de carbon și apoi în cele din urmă nimic. În același timp, se vede formarea pe suprafața mediului a unei zone de aspect roșiatic, cu limita inferioară inițial indecisă; atunci această zonă se condensează pentru a face un strat clar separat de lichidul apos subiacent, ia o nuanță de mahon care se întunecă din ce în ce mai mult și tinde spre negru.

Acest strat este alcătuit din țiței care se colectează ușor prin aspirație sau prin simpla decantare.

Acesta este modul în care un rezervor a primit în perioada 5 iunie - 24 august 1947, adică timp de 80 de zile, 224 părți în greutate de acid formic și 208 părți în greutate de un săpun comercial obișnuit preparat cu ulei de măsline. și potasiu. Se formează 197 de părți în volum de brut, care sunt supuse distilării fracționate.

Obținem procente:
- 1 parte în volum la 100 de grade (apă);
- 4 părți în volum de la 100 la 200 de grade;
- 5 părți în volum de la 200 la 300 de grade;
- 20 de părți în volum de fracții care trec între 300 și 320 de grade;
- 30 de părți în volum de fracții care trec de 320 și 340 de grade
- în cele din urmă 5 părți în volum de fracții cuprinse între 340 și 350 de grade.

La 350 de grade, rămân 35 de părți în volum de pas negru care nu este distilat, dar care arde lăsând un strat subțire de cocs rezidual.

Este convenabil să funcționăm la presiune atmosferică, dar nu ne îndepărtăm de scopul invenției lucrând la o presiune diferită.

Proporțiile de materii prime indicate în exemple sunt proporțiile optime, desigur, invenția nu se limitează la adoptarea unor astfel de proporții, ci dacă se abate de la acestea în special, în special dacă „depășim clar dublul sau dacă le reducem, randamentele scad.

Citește mai mult:
- Citeste pretențiile doctorului Laigret
- Descărcați fișierul brevet „Producția de hidrocarburi lichide și gazoase” în formă .pdf
- Proiectul Laigret