一种固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固定化双酶作为缓蚀剂的制备方法，特别涉及一种固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]循环冷却水是指经换热而返回冷却构筑物降温，并经必要的处理后，再循环使用的冷却水。石化行业是用水大户，在其生产过程当中耗费了大量的水资源，而循环冷却水在石油化工行业中的用水量很大，约占到总生产用水的80%-90%。由于原水中有不同的盐度，循环冷却水浓缩到一定倍数必须排出一定的浓水，并补充新水。由此得知，减少石化企业水资源消耗和废水污染的关键是减少新鲜水的补充和尽量能使浓水无害化排放。
[0003]我国石油炼化企业的循环水装置，很多由于装置腐蚀导致密封性能降低、输油线路老化等，从而引起油品泄漏，泄漏的油品在装置中与循环水混合，不仅影响了循环水的换热性能，而且加剧了设备的腐蚀。同时，油品泄漏也会对循环水中的微生物种群产生影响，从而影响杀菌剂的作用效果。企业为减少水中的油含量，往往通过加大循环水的排污量，补充新水进行置换。这种解决问题的方法只能加剧环境水污染和水资源短缺。因此，研宄可应用于油品泄漏的循环水中的高效缓蚀剂，可以节约新鲜水用量、缓解水资源缺乏以及遏制水环境污染。
[0004]目前，循环水缓蚀剂以传统化学缓蚀剂居多，但传统化学缓蚀剂不可重复利用且在使用过程中易产生二次污染，油品泄漏时油品会对传统化学缓蚀剂的性能产生影响，后来出现了将生物散酶用作循环水缓蚀剂，如中国专利文献公开号为CN103060813B，专利名称为《一种用于循环水系统的生物酶缓蚀剂及其使用方法》，虽然在使用过程中不易产生二次污染，但生物酶价格较高，且同样不可循环使用，导致使用成本高，所以有必要研制开发一种绿色无污染、可循环使用的循环水缓蚀剂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法。
[0006]其技术方案是包括以下步骤制成:
O配制PH值为8.0的Na2HPO4-KH2PO4 I号缓冲溶液和PH值为6.5的Na2HPO4-KH2PO42号缓冲溶液；
2)取脂肪酶溶于I号缓冲溶液中，得到脂肪酶溶液；取溶菌酶溶于2号缓冲溶液中，得到溶菌酶溶液；
3)取介孔S1jj球载体，投加到溶菌酶溶液中，混合均匀后于30°C下连续搅拌；
4)将步骤3)中搅拌后所得溶液使用真空抽滤机抽干，将所得固体投加到脂肪酶溶液中，混合均匀后于30°C下连续搅拌；
5)将步骤4)搅拌后所得溶液使用真空抽滤机抽干，并用I号缓冲溶液洗涤至滤液中检查不到生物酶；
6)将步骤5)抽滤所得固体于30°C下烘干，即为共固定化酶样品；
上述的脂肪酶活性>30000U/g，溶菌酶活性>40000U/mg。
[0007]优选的，上述的I号缓冲溶液的摩尔浓度为25mmol/L，2号缓冲溶液的摩尔浓度为SOmmo I /L
[0008]另外，本发明提到的介孔S1;!球载体的制备方法为:
室温下，CTAB溶于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清，加入无水乙醇搅拌，逐滴滴加氨水，搅拌，逐滴加入TE0S，持续搅拌，将得到的乳白色浑浊液陈化，过夜，抽滤，先水洗后乙醇洗，用AgNO3检验滤液直至没有沉淀为止；将得到的白色沉淀干燥，研磨，粉末在高温下煅烧，得到的即为介孔S12微球载体。
[0009]本发明的有益效果是:相对于现有技术的生物散酶缓蚀剂，使用固定化双酶可以达到循环使用的效果，节约了工业运行成本，并且固定化双酶还有耐热性强、对抑制剂的抵抗力强、稳定性好、易于保存等优点；另外，解决了传统化学缓蚀剂二次污染的问题，并且可重复回收利用解决了生物散酶缓蚀剂成本高的问题；所得产品应用于柴油泄漏下循环水中缓蚀率可达85.98%，除油率可达97%，可用于工业循环水系统的管道缓蚀但不局限于工业循环水系统的管道缓蚀。
【附图说明】
[0010]图1溶菌酶浓度和溶菌酶固定化时间对缓蚀率的影响图；
图2是脂肪酶浓度和脂肪酶固定化时间对缓蚀率的影响图；
图3是不同过滤流速下两种滤料过滤的除油率变化图；
上述图1中的脂肪酶浓度=2g/L，脂肪酶固定化时间=8h ;图2中的溶菌酶浓度=0.7g/L，溶菌酶固定化时间=10h。
【具体实施方式】
[0011]实施例1，本发明提到的固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤:
1)配制摩尔浓度为25mmol/L的PH为8.0的Na2HPO4-KH2PO4 I号缓冲溶液与摩尔浓度为 50mmol/L 的 PH 为 6.5 的 Na2HPO4-KH2PO4 2 号缓冲溶液；
2)取2.07g脂肪酶溶于IL I号缓冲溶液中，得到2.07 g/L的脂肪酶溶液；取0.88g溶菌酶溶于IL 2号缓冲溶液中，得到0.88 g/L的溶菌酶溶液；
3)取0.3g介孔S12微球载体，投加到1mL 0.88 g/L的溶菌酶溶液中，混合均匀后于30°C下连续搅拌11.8h;
4)将步骤③搅拌后所得溶液使用真空抽滤机抽干，将所得固体投加到1mL2.07 g/L的脂肪酶溶液中，混合均匀后于30°C下连续搅拌9.22h ;
5)将步骤④搅拌后所得溶液使用真空抽滤机抽干，并用I号缓冲溶液洗涤至滤液中检查不到生物酶；
6)将步骤⑤抽滤所得固体于30°C下烘干，即为共固定化酶样品；
上述的溶菌酶，酶活>40000U/mg，固体粉末，为市售产品；脂肪酶，酶活>30000U/g，固定粉末，为市售广品；
上述的介孔S12载体的制备方法包括以下:
室温下，1.5gCTAB溶于300mL蒸饱水中，磁力搅拌至澄清，加入75mL无水乙醇搅拌1min,逐滴滴加13mL氨水，搅拌15min，逐滴加入5mLTE0S，持续搅拌2h，将得到的乳白色浑浊液陈化，过夜，抽滤，先水洗后乙醇洗，用AgN03检验滤液直至没有沉淀为止。将得到的白色沉淀于90°C干燥，研磨，粉末在550°C下煅烧5h，得到的即为介孔S12微球载体。
[0012]本发明提到的固定化双酶的实验如下:
第一种:固定化酶产品用于柴油泄漏下的循环水:
将所制固定化酶产品与循环水按照质量体积比为(2~3)g:lL的比例投加，其中循环水中柴油浓度为70~90mg/L，按照国标《GB/T 18175-2000水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行缓蚀率测定，缓蚀率可达85.98%。
[0013]第二种:固定化酶产品用做柴油泄漏下循环水过滤滤床滤料
I)取5g固定化酶产品放入769YP-24B手动粉末压片机模具中，拧紧放油阀，将模具置于工作台的中央，前后摇动手动压把至压力为20MPa，保压1min后，旋转放油阀放压，取出模具，将压成的共固定化酶圆饼取出，其厚度为0.5cm，直径为3cm。
[0014]2)用钵杵将其碎成大小约为0.5cm的小粒，即为共固定化酶滤料。
[0015]3)取含有柴油浓度为(70~90)mg/L的循环水2L为过滤进水，滤柱选用有机玻璃滤柱，填料为活性炭(9.5~11) cm，共固定化酶滤料(4~6)cm。
[0016]4)对过滤出水进行检测，其中除油率可达97%，循环水对碳钢挂片的腐蚀速率为0.2106mm/a 下降至 0.0818mm/ao
【主权项】
1.一种固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法，其特征是:包括以下步骤制成: 1)配制PH值为8.0的Na2HPO4-KH2PO4 I号缓冲溶液和PH值为6.5的Na2HPO4-KH2PO42号缓冲溶液； 2)取脂肪酶溶于I号缓冲溶液中，得到脂肪酶溶液；取溶菌酶溶于2号缓冲溶液中，得到溶菌酶溶液； 3)取介孔S1jj球载体，投加到溶菌酶溶液中，混合均匀后于30°C下连续搅拌； 4)将步骤3)中搅拌后所得溶液使用真空抽滤机抽干，将所得固体投加到脂肪酶溶液中，混合均匀后于30°C下连续搅拌； 5)将步骤4)搅拌后所得溶液使用真空抽滤机抽干，并用I号缓冲溶液洗涤至滤液中检查不到生物酶； 6)将步骤5)抽滤所得固体于30°C下烘干，即为共固定化酶样品； 上述的脂肪酶活性>30000U/g，溶菌酶活性>40000U/mg。2.根据权利要求1所述的固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法，其特征是:所述的I号缓冲溶液的摩尔浓度为25mmol/L，2号缓冲溶液的摩尔浓度为50mmol/L。3.根据权利要求1所述的固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法，其特征是:所述的介孔Si0#j球载体的制备方法为: 室温下，CTAB溶于蒸馏水中，磁力搅拌至澄清，加入无水乙醇搅拌，逐滴滴加氨水，搅拌，逐滴加入TE0S，持续搅拌，将得到的乳白色浑浊液陈化，过夜，抽滤，先水洗后乙醇洗，用AgNO3检验滤液直至没有沉淀为止；将得到的白色沉淀干燥，研磨，粉末在高温下煅烧，得到的即为介孔S12微球载体。
【专利摘要】本发明涉及一种固定化双酶用作循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法。包括以下步骤制成：1）将介孔SiO2微球载体投加到溶菌酶缓冲液中先固定溶菌酶；2）抽干缓冲液，并将所得固体投入到脂肪酶缓冲液中固定脂肪酶；3）抽滤，洗去多余的生物酶，得到粉末烘干，即为共固定化酶样品；有益效果是：相对于现有技术的生物散酶缓蚀剂，使用固定化双酶可以达到循环使用的效果，节约了工业运行成本，并且固定化双酶还有耐热性强、对抑制剂的抵抗力强、稳定性好、易于保存等优点；另外，解决了传统无机缓蚀剂二次污染的问题，并且可重复回收利用解决了生物散酶缓蚀剂成本高的问题。
【IPC分类】C23F11/10
【公开号】CN104894568
【申请号】CN201510183364
【发明人】刘芳, 赵朝成, 姜国飞, 闫茜, 王永强, 仲慧赟, 孙娟, 刘春爽, 高雅, 张利
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月17日