1.一種制備生物基丁二烯的系統(tǒng),其包括:
乙醇發(fā)酵裝置;
與乙醇發(fā)酵裝置相連的乙醇分離裝置;和
與乙醇分離裝置相連的丁二烯化學(xué)催化裝置;
所述丁二烯化學(xué)催化裝置內(nèi)裝有催化劑,所述催化劑為硅載體負(fù)載的鉿鋅雙金屬催化劑、不定形硅酸鎂負(fù)載的銀催化劑、不定形硅酸鎂負(fù)載的銅催化劑和不定形硅酸鎂負(fù)載的鋅催化劑中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述乙醇分離裝置為氣提裝置、滲透汽化裝置、蒸汽滲透裝置、液液萃取裝置、吸附裝置、多效蒸發(fā)裝置和減壓蒸餾裝置的一種或串聯(lián)連接的多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng),其特征在于,所述丁二烯化學(xué)催化裝置為固定床反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,所述催化劑中硅來(lái)源于Beta分子篩、MCM-41分子篩、SBA-15分子篩、KIT-6分子篩、白炭黑和硅膠中的一種或多種。
5.一種利用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述系統(tǒng)制備生物基丁二烯的方法,其包括以下步驟:
A,將發(fā)酵培養(yǎng)基與發(fā)酵菌種通入乙醇發(fā)酵裝置進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng),獲得富含乙醇的發(fā)酵培養(yǎng)液;
B,利用乙醇分離裝置對(duì)富含乙醇的發(fā)酵培養(yǎng)液進(jìn)行分離,獲得乙醇粗品;
C,將惰性氣體和氣化的乙醇粗品通入丁二烯化學(xué)催化裝置,反應(yīng)后獲得丁二烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述發(fā)酵培養(yǎng)基中含有糖,所述糖為葡萄糖、木糖、果糖、蔗糖、阿拉伯糖、乳糖、半乳糖、甘露糖、麥芽糖、淀粉、纖維素中的一種或多種;所述糖的原料為淀粉質(zhì)、菌渣、糖蜜和纖維質(zhì)中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述發(fā)酵菌種以種子液的形式通入乙醇發(fā)酵裝置,所述種子液由能夠代謝產(chǎn)生乙醇的真菌、細(xì)菌或基因工程菌培養(yǎng)制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述發(fā)酵菌種為固定化菌種或游離菌種;和/或所述發(fā)酵培養(yǎng)的方式為批次發(fā)酵、補(bǔ)料批次發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,分離后獲得的乙醇粗品中乙醇濃度在20%(w/v)以上;優(yōu)選乙醇粗品中乙醇濃度為40%-95%(w/v),進(jìn)一步優(yōu)選乙醇粗品中乙醇濃度為40%-60%(w/v)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述反應(yīng)的溫度為300-400℃,氣化的乙醇粗品通入丁二烯化學(xué)催化裝置空速為0.2-2h-1,惰性氣體的流速為5-80mL/min。