[发明专利]一种石油脱硫脱氮的生物技术及应用

说明书

本发明公开了一种石油脱硫脱氮的生物技术及应用。它是采用活化后的热葡糖苷地芽孢杆菌w‑1和古地分支杆菌、新阿波罗栖热袍菌、小型嗜热嗜油杆菌按体积比1:1:1:1组成。混合微生物菌剂在无机盐溶液中分别与高硫柴油及劣质油浆进行反应，测定反应前后两种油品的含硫、含氮量。本发明的生产方法不仅工艺简单、所需设备简易、成本低、环境友好、生产的燃料油质量好，而且对油品具有较为理想的处理效果，采用具有同时脱硫脱氮机能的嗜热微生物来实现高温环境下石油的同时脱硫脱氮，可显著提高燃油的生物脱硫、氮效率并有效解决使用后的环境污染问题，具备工业应用菌株的优良特性，菌株具有广阔的工业应用潜力。

技术领域

本发明涉及生物技术及环境微生物领域，具体涉及一种石油脱硫脱氮的生物技术及应用。

背景技术

石油产品中存在硫、氮化合物，应用含有硫、氮化合物本产品，会对环境造成污染，对设备产生腐蚀。因此，脱硫、脱氮技术是石化工业及环境保护的重要研究课题。

石油及其产品深度脱硫是我国乃至全世界石油化工领域在新世纪面临的重要课题。石油中的硫主要以硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩（BT）及他们的烷基取代物和衍生物等有机硫化物的形式存在，这些化合物在燃烧时产生大量的硫氰化物，带来多种危害。其中最为严重的是燃烧所产生的SO2和SO3极易与大气中的水蒸气化合形成酸雨，造成严重的污染，破坏生态平衡，危害人体健康（Monticello D J. desulfurization of fossil fuels.AnnRev Microbiol.1985,39:371~389）。

加氢脱硫技术（HDS）虽然能够脱除一部分原油中的硫元素，但是随着硫含量标准的一再降低，该技术已经不能有效满足炼油需要。一些结构复杂的有机硫化物难以用HDS法脱除，而且HDS法需要高温高压，对设备要求高，高能耗、高费用的特点也呼唤另一种有效方法的出现。近年来，随着生物技术脱硫越来越为人民所关注。生物催化脱硫（BDS）是一种在常温常压下利用需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术，其利用微生物特有的酶以生化裂解的方式将化石燃料中硫除去，是在常温常压和不需要氢气的条件下进行，能专一性切断碳硫键而使化石燃料中的硫以硫酸盐的形式释放出来，其目的是利用自然界存在的微生物脱除硫而不破坏有机燃料价值的烃类。在细菌中的酶可以有选择性地氧化硫，进而断开 C-S 键，经过需氧、厌氧菌分离的含硫化合物，其烃类母体的燃烧性能并不受到影响。其特点是工艺成本低，能耗省，流程简单，反应条件温和，环境清洁，符合生态环境友好的发展趋势。BDS技术从出现至今已发展了几十年，目前为止仍处于开发研究阶段。生物催化脱硫技术为石油中有机硫组分的去除，开辟了一条新的途径。

石油中氮含量一般比硫含量低，质量分数通常在0.05%~0.5%范围内，仅有少数原油的氮含量分数超过0.6%。我国原油中氮含量偏高，且大多数原油的渣油中浓集了约90%的氮，因此加工我国原油时，对原油中的氮含量应倍加关注。有研究表明，天然存在的氮可以是柴油抗磨的有效成分，但也能成为润滑油氧化安定性的不利因素；某些合成含氮化合物则是改善润滑油产品性能的优良添加剂。从环境安全的角度上考虑，一些碱性含氮化合物是有毒的，比如含氮杂环化合物及芳胺疑为致癌物。中性含氮化合物毒性小于碱性氮化物，但一些二苯并咔唑类物质也表现致癌活性。因此，脱除石油中的氮显得尤为重要，而传统生物脱氮技术存在各种各样的不可忽视的缺点：成本高、操作难度大、脱除底物种类有限、脱除效果不显著，并且已有的相关脱氮微生物的研究报道几乎全为常温微生物。

发明内容