[发明专利]一种在油水两相体系下高效脱除二苯并噻吩中硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在油水两相体系下高效脱除二苯并噻吩中硫的方法，属于生物脱硫技术领域。

背景技术

石油的开发与利用促进经济快速发展，但也带来了一系列污染问题。其中最突出的是其燃烧所释放的会对释放的硫氧化物，硫氧化物所形成酸雨酸雾，对人体健康，环境和国民经济带来恶劣影响。随着人们环保意识的加强，国家相应出台了一系列的法律法规来限制车用燃料油的含硫量。中国在2003年允许车用汽油的硫含量为800ppm，到2011年时，车用汽油的硫含量要控制在50ppm以下。随着人们对硫氧化物(SO_X)污染的重视和越来越苛刻的控制硫含量的指标给石油精炼产业带来了巨大的成本压力。而传统燃料油深度加氢脱硫技术要求反应条件苛刻，需要高温高压、氢气消耗大、产生二氧化碳多且反应成本高，尤其是对二苯并噻吩类(C_X-DBT)含硫化合物脱硫效率低，难以满足控硫指标的要求。

生物脱硫技术即利用微生物的自身代谢，通过体内的酶促作用将燃料油中硫在温和条件下高效脱除。该技术因其能在常温常压不影响石油热值的情况下，高效的脱除二苯并噻吩类顽固性硫化物中的硫，而受到世界各国研究者的广泛重视。然而尽管生物脱硫在原油精炼的研究中已经有50多年的历史，但目前仍处于小试或中试阶段。微生物在水相体系中进行快速繁殖，同时从油相中获取维持其生长代谢所需要的硫源。脱硫酶DSZ D能提供脱硫酶DSZ C和脱硫酶DSZ A还原力，该酶的活力直接影响着菌体整个脱硫酶系的脱硫能力。而且，有研究表明合适的油水体积比对菌体脱硫影响很大。

因此，培养模式选择是脱硫工艺非常重要的环节，直接影响脱硫的效率和成本，有必要开发新的最佳脱硫模式以克服以上存在的问题与不足。

发明内容

为了实现上述目的，本发明以典型脱硫菌-Gordonia sp.JDZX13为模型，比较了不同模式下在油水两相体系中培养脱除二苯并噻吩中硫的效果，得到了最佳脱硫模式。

由于脱硫酶DSZD在提供还原力的过程中需要两个辅基参与(FAD和NADPH)，因此发明人猜测提高这两个辅基的量可能对该酶的活力具有一定的促进作用。为此实验考查了FAD和NADP的前体物质核黄素和烟酰胺的添加对菌体脱硫的影响。于此同时，表面活性剂不仅能提高二苯并噻吩(DBT)的传质，同时能解除2-HBP对菌体的抑制作用。鉴于此，本发明在考虑以上方面的基础上，首先分别考察不同浓度核黄素、烟酰胺、β-CD对菌体的生长的影响，接着分别考察了不同浓度核黄素、烟酰胺、β-CD对菌体静息细胞脱硫的影响，确定各条件的最佳水平；采用Box-Behnken方案设计实验，其中中心点为上述研究确实的最佳点，响应值为DBT脱除率。

本发明提供了一种在油水两相体系中脱除二苯并噻吩中硫的方法，所述方法是将脱硫微生物接种到含二苯并噻吩的培养液中，在油水两相体系中添加添加β-CD、烟酰胺和核黄素，振荡培养。

在本发明的一种实施方式中，所述接种脱硫微生物的浓度为1-1.4g/L(接种量1％v/v)。

在本发明的一种实施方式中，所述脱硫微生物为戈登氏菌(Gordonia sp.)JDZX13，购自中国高校工业微生物资源和信息中心，在该信息中心的保藏编号为CICIM B7054，地址为中国无锡江南大学。Gordonia sp.JDZX13来源于克拉玛依油田油污土壤。

在本发明的一种实施方式中，所述戈登氏菌JDZX13应用于脱硫的噻吩类含硫有机物有4,6-二甲基二苯并噻吩，二苯并噻吩，苯并噻吩和噻吩等，可将二苯并噻吩类化合物降解为二羟基联苯(2-HBP)。