提供了用于选自含氮产品和发酵及培养产品的产品的新生产系统，其不涉及(或能够最小化)液氨的运输。用于选自含氮产品和发酵及培养产品的产品的生产系统包括：氨合成装置，其中在支持的金属催化剂的存在下，通过含有氢和氮的源气体的反应合成含氨气体，所述支持的金属催化剂含有作为支持物的选自下组的一项或多项：i)导电性钙铝石化合物；ii)二维电子化合物或其前驱体；和iii)支持物基质和由所述支持物基质支持的金属酰胺形成的复合物，所述支持物基质含有至少一种选自ZrO2、TiO2、CeO2和MgO的金属氧化物，所述金属酰胺由式M(NH2)X表示(其中M表示选自Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Eu的一种或多种；且x表示M的价数)；和生产装置，其使用源自含氨气体的氨生产选自含氮产品和发酵及培养产品的产品，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于选自含氮产品和经发酵及培养的产品的产品的生产系统和生产方法专利
本专利技术涉及用于选自含氮产品和经发酵及培养的产品的产品的生产系统和生产方法。专利技术背景氨具有广泛的各种用途，例如作为多种类型的含氮产品的原料，发酵和培养中的氮源，和pH调节剂。作为氨的工业上的生产方法，通过Haber-Bosch方法的大规模生产方法是已知的。在Haber-Bosch方法中，含有氢和氮的源气体在400℃至600℃和20MPa至100MPa的高温、高压条件下使用双加氢铁催化剂(doublypromotedironcatalyst)反应以合成氨，所述双加氢铁催化剂通过将按重量计少量百分比的Al2O3和K2O添加至Fe3O4获得，以合成氨。除了用于Haber-Bosch方法的双加氢铁催化剂之外，已知作为氨合成催化剂的是使用钌，钴，锇，铼，镍等作为活性金属的催化剂。已知在它们之中，钌催化剂在低压条件下的氨合成中展现出极好的催化性能。例如，专利文献1和非专利文献2公开了其中含有氢和氮的源气体在低压条件下使用支持的金属催化剂反应，其中导电性钙铝石化合物支持活性金属如钌以合成氨。氨的全球需求正在增加，且氨合成工厂倾向于扩大规模(例如非专利文献3)。引用列表专利文献专利文献1：WO2010/077658非专利文献1："Ammoniasynthesisby12CaO·7Al2O3electridesupportingruthenium",Shokubai,Vol.55,No.4,239-245(2013)非专利文献2："Ammoniasynthesisusingastableelectrideasanelectrondonorandreversiblehydrogenstore",NatureChemistry,2012,Vol.4,934-940(2012)非专利文献3："SaishinKogyoShokubaiDokoDai3-KaiAmmoniaGoseiShokubai",KogyoZairyo,Vol.60,No.10,82-86(2012)专利技术概述技术问题通过大规模生产方法合成氨假定得到的氨是液化并储存的，并作为液氨运输至氨消耗点(氨相关产品的生产点)。除了氨合成本身的成本外，还需要与液氨的储存和运输相关的成本，且氨的价格往往在高位被套牢。尽管认为与氨合成相关的操作成本可以通过采用在低压条件下使用钌催化剂的氨合成方法代替Haber-Bosch方法(其采用高温、高压条件)在一定程度上降低，对于与液氨的储存和运输相关的成本的降低没有贡献。此外，在大规模生产方法中，其假定液氨的储存和运输，在氨消耗位点也需要液体氨的储存设备和维持设备。因此，在氨相关产品(例如，选自含氮产品和发酵及培养产品的产品)的生产中，与液氨的储存、运输和维持相关的外围成本倾向于增加。本专利技术的一个目的是提供用于选自含氮产品和发酵及培养产品的产品的新生产系统和生产方法，其不涉及(或者能够最小化)液氨的运输。问题的解决方案本专利技术如下。[1]一种选自含氮产品和发酵及培养的产品的产品的生产系统，所述生产系统包括：氨合成装置，其中在支持的金属催化剂的存在下，通过含有氢和氮的源气体的反应合成含氨气体，所述支持的金属催化剂含有作为支持物的选自下组的一项或多项：i)导电性钙铝石化合物；ii)二维电子化合物或其前驱体；和iii)支持物基质和由所述支持物基质支持的金属酰胺形成的复合物，所述支持物基质含有至少一种选自ZrO2、TiO2、CeO2和MgO的金属氧化物，所述金属酰胺由式M(NH2)X表示(其中M表示选自Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Eu的一种或多种；且x表示M的价数)；和生产装置，其使用源自含氨气体的氨生产选自含氮产品和发酵及培养产品的产品，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得。[2]根据[1]的生产系统，其中在所述氨合成装置中，所述源气体在包括530℃或更低的反应温度和30MPa或更低的反应压力的条件下反应。[3].根据[1]或[2]的生产系统，进一步包括氨浓缩装置，其浓缩通过使用所述氨合成装置获得的含氨气体中的氨。[4]根据[1]至[3]中任一项的生产系统，进一步包括再循环装置，其在所述氨合成装置的下游侧回收未反应的氢和氮，并将回收的气体再循环至所述氨合成装置的上游侧。[5]根据[4]的生产系统，其中所述再循环装置包括脱水装置和/或干燥装置，其配置为除去回收的气体中的水。[6]根据[1]至[5]中任一项的生产系统，其中所述生产系统使用源自含氨气体的氨生产氨水，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得，并使用获得的氨水生产发酵及培养产品。[7]根据[1]至[5]中任一项的生产系统，其中所述生产系统使用源自含氨气体的氨生产氨水，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得，从获得的氨水回收氨气，并使用回收的氨气生产发酵及培养产品。[8]根据[1]至[5]中任一项的生产系统，其中所述含氮产品选自氨水、铵盐、尿素、硝酸和硝酸盐。[9]根据[1]至[7]中任一项的生产系统，其中所述发酵及培养产品选自氨基酸、有机酸、多糖、蛋白质、抗生素、醇和微生物细胞。[10]一种选自含氮产品和发酵及培养产品的产品的生产方法，所述方法包括：(A)在支持的金属催化剂的存在下通过含有氢和氮的源气体的反应合成含氨气体，所述支持的金属催化剂含有作为支持物的选自下组的一项或多项：i)导电性钙铝石化合物；ii)二维电子化合物或其前驱体；和iii)支持物基质和由所述支持物基质支持的金属酰胺形成的复合物，所述支持物基质含有至少一种选自ZrO2、TiO2、CeO2和MgO的金属氧化物，所述金属酰胺由式M(NH2)X表示(其中M表示选自Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Eu的一种或多种；且x表示M的价数)；和(B)使用源自获得的含氨气体的氨生产选自含氮产品和发酵及培养产品的产品。[11]根据[10]的方法，其中步骤(A)和步骤(B)连续实施。[12]根据[10]或[11]的方法，其中在步骤(A)中所述源气体在包括530℃或更低的反应温度和30MPa或更低的反应压力的条件下反应。[13]根据[10]至[12]中任一项的方法，进一步包括浓缩步骤(A)获得的含氨气体中的氨。[14]根据[10]至[13]中任一项的方法，进一步包括在步骤(A)之后回收未反应的氢和氮，并将回收的气体再循环至步骤(A)。[15]根据[14]的方法，其中所述再循环包括实施脱水处理和/或干燥处理去除回收的气体中的水。[16]根据[10]至[15]中任一项的方法，其中使用源自步骤(A)中获得的含氨气体的氨生产氨水，和在步骤(B)中使用获得的氨水生产发酵及培养产品。[17]根据[10]至[15]中任一项的方法，其中使用源自步骤(A)中获得的含氨气体的氨生产氨水，从获得的氨水回收氨气，和在步骤(B)中使用回收的氨气生产发酵及培养产品。[18]根据[10]至[15]中任一项的方法，其中所述含氮产品选自氨水、铵盐、尿素、硝酸和硝酸盐。[19]根据[10]至[17]中任一项的方法，其中所述发酵及培养产品选自氨基酸、有机酸、多糖、蛋白质、抗生素、醇和微生物细胞。专利技术的有益效果本专利技术能够提供用于选自含氮产品和发酵及培养产品的产品的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种选自含氮产品和发酵及培养的产品的产品的生产系统，所述生产系统包括：氨合成装置，其中在支持的金属催化剂的存在下，通过含有氢和氮的源气体的反应合成含氨气体，所述支持的金属催化剂含有作为支持物的选自下组的一项或多项：i)导电性钙铝石化合物；ii)二维电子化合物或其前驱体；和iii)支持物基质和由所述支持物基质支持的金属酰胺形成的复合物，所述支持物基质含有至少一种选自ZrO2、TiO2、CeO2和MgO的金属氧化物，所述金属酰胺由式M(NH2)X表示(其中M表示选自Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Eu的一种或多种；且x表示M的价数)；和生产装置，其使用源自含氨气体的氨生产选自含氮产品和发酵及培养产品的产品，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.17 JP 2015-0289581.一种选自含氮产品和发酵及培养的产品的产品的生产系统，所述生产系统包括：氨合成装置，其中在支持的金属催化剂的存在下，通过含有氢和氮的源气体的反应合成含氨气体，所述支持的金属催化剂含有作为支持物的选自下组的一项或多项：i)导电性钙铝石化合物；ii)二维电子化合物或其前驱体；和iii)支持物基质和由所述支持物基质支持的金属酰胺形成的复合物，所述支持物基质含有至少一种选自ZrO2、TiO2、CeO2和MgO的金属氧化物，所述金属酰胺由式M(NH2)X表示(其中M表示选自Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Eu的一种或多种；且x表示M的价数)；和生产装置，其使用源自含氨气体的氨生产选自含氮产品和发酵及培养产品的产品，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得。2.根据权利要求1的生产系统，其中在所述氨合成装置中，所述源气体在包括530℃或更低的反应温度和30MPa或更低的反应压力的条件下反应。3.根据权利要求1或2的生产系统，进一步包括氨浓缩装置，其浓缩通过使用所述氨合成装置获得的含氨气体中的氨。4.根据权利要求1至3中任一项的生产系统，进一步包括再循环装置，其在所述氨合成装置的下游侧回收未反应的氢和氮，并将回收的气体再循环至所述氨合成装置的上游侧。5.根据权利要求4的生产系统，其中所述再循环装置包括脱水装置和/或干燥装置，其配置为除去回收的气体中的水。6.根据权利要求1至5中任一项的生产系统，其中所述生产系统使用源自含氨气体的氨生产氨水，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得，并使用获得的氨水生产发酵及培养产品。7.根据权利要求1至5中任一项的生产系统，其中所述生产系统使用源自含氨气体的氨生产氨水，所述含氨气体通过使用所述氨合成装置获得，从获得的氨水回收氨气，并使用回收的氨气生产发酵及培养产品。8.根据权利要求1至5中任一项的生产系统，其中所述含氮产品选自氨水、铵盐、尿素、硝酸和硝酸盐。9.根据权利要求1至7中任一项的...
【专利技术属性】
技术研发人员：岸野光广，儿岛宏之，细野秀雄，原亨和，北野政明，横山寿治，沼口彻，伊藤宗宣，山田和辉，野口博美，
申请(专利权)人：味之素株式会社，国立大学法人东京工业大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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