新型石油微生物脱硫工艺
文章出处：科学网   发布时间：2005-04-05  






　　日前，中国科学院过程工程研究所研究员刘会洲等，利用一种革兰氏阴性菌--德氏假单胞菌Ｒ－８开展石油微生物脱硫研究，发现它对多种硫化物具有代谢能力，并通过固定化细胞的形式，进一步提高其脱硫活性，具有很好的工业脱硫应用前景。


　　汽油、柴油等石油产品，燃烧后排出大量的二氧化硫，是酸雨产生的主要原因之一。机动车尾气，即光化学烟雾型大气污染，更是我国城市大气污染的主要来源。目前，工业上广泛采用的加氢脱硫法（ＨＤＳ）对带有取代基的二苯并噻吩（ＤＢＴ）类杂环化合物的脱硫效率很低。相比催化加氢脱硫，微生物脱硫大幅降低设备投资、运行费用方面的投入，而且废液排放很少，更符合环保要求。


　　在微生物脱硫研究方面，中国科学院过程工程所已开展多年研究工作。为发展更好的生物脱硫方法，研究人员分别从我国南方和北方地区的气田、油田和煤田采集样品，通过初筛和多次复筛，得到５株高效ＤＢＴ专一脱硫菌株。分类鉴定发现，筛选到的德氏假单胞菌Ｒ－８，是革兰氏阴性菌。


　　刘会洲指出，国际上已报道的专一脱硫微生物，绝大多数属于革兰氏阳性菌。然而研究表明，它们在溶剂耐受能力方面不如革兰氏阴性菌，因此进行工业油品脱硫时，革兰氏阴性菌具有更好的应用前景。初步研究表明，德氏假单胞菌Ｒ－８能脱除含硫量为２６１ｍｇ／Ｌ的加氢脱硫柴油中７２％的硫，对含硫量为１８０７ｍｇ／Ｌ的高含硫柴油的脱硫率可以达到７７％。


　　然后，研究人员利用该菌株进行了ＤＢＴ和４?６－二甲基二苯并噻吩--后者为加氢脱硫最难处理的化合物之一--的生物脱硫实验。对代谢中间产物及终产物的分析发现，菌株Ｒ－８具有同时代谢多种含硫化合物的能力，依代谢能力高低，可广泛作用于４?６－ＤＭＤＢＴ、ＤＢＴ、二苯硫醚和苯并噻吩等。


　　他们又研究了各种环境条件对微生物活性和脱硫速率的影响，以及分散剂、助溶剂、破乳剂对微生物的毒性，从而优化反应条件，提高了脱硫速率。并在生物反应器内实现了对微生物的高密度培养。所建立的工艺，廉价、有效，而且可以大批量培养。


　　最后，刘会洲等采用固定化细胞的形式，进行ＤＢＴ和高含硫柴油的脱硫实验；改进固定化方法和条件，进一步提高细胞脱硫活性。模拟实验显示，固定化细胞经过５００小时以上使用，脱硫活性没有明显下降。实验证明，固定化细胞再生方便，是生物脱硫工业化的最佳选择。


　　为深化成果，研究人员从红平红球菌ＬＳＳＥ８－１和戈登氏菌ＬＳＳＥＪ－１中成功扩增得到了脱硫相关基因的片断，并进行了序列测定，目前正展开微生物脱硫工程菌的构建工作。