专利名称:一种用生物破乳剂进行原油脱水的方法
技术领域：
本发明要求保护的技术方案涉及分解乳化液，具体地说是用生物破乳剂进行原油脱水的方法。
背景技术：
原油中含有过多的水分，在加工过程中不但会增加热能消耗，还会影响催化剂作用效果，而且由于在高温下水和油同时汽化，体积迅速膨胀，会造成冲塔等事故；又由于原油内的水中含有无机盐类，会对炼油设备造成腐蚀，降低炼油设备的寿命；另外，原油中水含量的多少直接影响油田储运负荷及管线腐蚀，作为燃料时水含量还会降低其发热值，同时，还会给原油计量带来误差。因此，在石油运输和精炼时，必须要求原油的含水量在0.5％以下，所以原油乳状液的破乳脱水是石油加工过程中非常重要的环节之一。寻求有效的破乳地方法是人们普遍关心的问题。
目前，工业上最常用的原油破乳方法仍是加入化学破乳剂。由于原油乳状液的复杂性，虽然化学破乳剂的破乳速度较快，但用量大，专一性太强，不能普遍适用于各种性质的原油采出液，而且还会造成对环境的污染。
用生物破乳剂进行原油脱水的机理在于，有些微生物在其生长代谢过程中能够产生具有表面活性的物质，这些表面活性物质被称为生物表面活性剂，它分子量小，具有很好的表面活性，容易渗透到油水界面，插入油水界面的空隙，从而使界面膜不稳定，其机理与化学破乳剂相同。另外它还会修饰菌体细胞表面和固体粒子，改变其润湿性，使其适于破乳。虽然对各种微生物的破乳能力研究从上一世纪80年代就已经开始，在国外，1982年Cairns等，1984年Gray等，1987年Kosaric等，1996年Stewart等，1999年Madhusweta Das，2000年Shin Hye Park等，2002年NalinaNadarajah等均对不同的菌种的破乳能力进行过研究，得到相似的结论，即微生物的破乳能力来自于菌体细胞。但是，若以他们研究采用的菌种为破乳剂，需将菌体从培养液中分离出来，生产成本很大。因此，到目前为止，实际用于工业原油油水分离的生物破乳剂很少，用生物破乳剂进行原油脱水的报道也很有限。US 4,432,887报道了一种微生物起源的破乳剂，选用的微生物有Nocardia，Rhodococcus，Arthrobacter，Corynebacterium or Mycobacterium，其中实际用做破乳剂是Nocardia amarae，Rhodococcus aurantiacus and Rhodococcus rubropertinctus；JP 09-173704介绍用含有属于交替单细胞菌(Alteromonas)的细菌培养液来分离油水乳液；1998，我国河北省环境监测中心站徐远春等人撰文---生物破乳剂性能研究(环境保护，1998，(6))，也研究了Nocardia amarae菌种的破乳性能。总起来说，现有用生物破乳剂进行原油脱水方法的破乳效率不高，破乳速度慢。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是本发明提供一种用生物破乳剂进行原油脱水的方法，它是利用微生物产生的脂肽表面活性剂达到破乳目的，将含脂肽的微生物发酵全培养液直接与原油混合实现破乳，克服了现有用生物破乳剂进行原油脱水方法的破乳效率不高，破乳速度慢的缺点。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是将芽孢杆菌Bacillus sp.X3菌株在以碳水化合物为主要原料的培养基中，于33～37℃温度下，通风培养36～48小时，即形成脂肽生物破乳剂---含有脂肽表面活性剂的脂肽生物破乳剂全培养液，将该全培养液∶原油＝0.5～1∶5～8的体积比混匀，在50～60℃温度下保温5～8小时即可脱出原油中的水。
本发明的有益效果是经过对用于原油脱水的生物破乳剂的微生物的反反复复筛选实验，本发明终于首次筛选到具有很好破乳能力的菌种---芽孢杆菌Bacillus sp.X3菌株，并且分离到了具有破乳能力的活性成分——脂肽生物表面活性剂，又首次发现该脂肽生物表面活性剂具有很好的破乳能力，通过无数次实验，才又证明，不需要分离，直接使用芽孢杆菌Bacillus sp.X3菌株在以碳水化合物为主要原料的培养基中形成的全培养液即可快速、高效地进行原油脱水。以下的实施例1～4证明，本发明的用脂肽生物破乳剂进行原油脱水方法的破乳效率和破乳速度均好于化学破乳剂和现有的生物破乳剂。
具体实施方式
实施例1将本发明的脂肽生物破乳剂进行原油脱水的方法应用于水/油模型乳状液破乳脱水A.配制水/油模型乳状液将含有1.67％Span80的煤油溶液与蒸馏水以90∶60比例混合，用搅拌机以10000r/min高速搅拌1分钟，可形成乳白色液体。经染色法鉴定为水/油型乳状液。
B.脂肽生物破乳剂全培养液的置备将5～10毫升浓度为1～3×108个/毫升的芽孢杆菌Bacillus sp X3菌株置于以玉米、淀粉或蔗糖为主要原料的500～1000毫升培养基中，在33～37℃温度下通风培养36～48小时，即制得脂肽生物破乳剂全培养液。培养基的配置方法是业内技术人员所熟知的。
C.进行原油脱水取上述B中制取的脂肽生物破乳剂全培养液0.5～1毫升，加入到装有上述A中制取的水/油型模型乳状液5～8毫升的带刻度的磨口试管中，放在混匀器上振荡15秒使它们混匀，置于55℃水浴上8小时，进行破乳，测试得破乳率为99％。
D.对照实验①在与上述条件完全相同的情况下，用化学破乳剂DGF-01进行原油脱水实验，测试得破乳率为97％；②在与上述条件完全相同的情况下，用上述B中的以玉米、淀粉或蔗糖为主要原料的培养基0.5～1毫升加上述A中制取的水/油型模型乳状液5～8毫升进行平行实验，测试得破乳率为0；③在与上述条件完全相同的情况下，只用5.5～9毫升的水/油型模型乳状液进行平行实验，测试得破乳率为0。
破乳率的计算方法是破乳率＝(初始乳状液体积-破乳一定时间后的剩余乳状液体积)×100/初始乳状液体积数实施例2将本发明的脂肽生物破乳剂进行原油脱水的方法应用于原油模型乳状液破乳脱水A.原油模型乳状液的配制取大港油田的J9-19原油90毫升和60毫升热蒸馏水，用搅拌机以10000r/min搅拌2分钟，可形成黑褐色乳状液，经染色法鉴定为水/油型乳状液，测其含水量为40％，可稳定数月之久，作为原油模型乳状液；B.脂肽生物破乳剂全培养液的置备同实施例1；C.进行原油脱水取上述B中制取的脂肽生物破乳剂全培养液5毫升，加入到装有上述A中制取的原油模型乳状液25毫升的大试管中，用橡胶塞子封口，放在混匀器上振荡30秒，使它们混匀，置于55℃水浴上5小时，进行破乳，测试得破乳率为99％。
D.对照实验①在与上述条件完全相同的情况下，用化学破乳剂DGF-01进行原油脱水实验，破乳率为77％；②在与上述条件完全相同的情况下，用上述B中的以玉米、淀粉或蔗糖为主要原料的培养基5毫升加上述A中制取的原油模型乳状液25毫升进行平行实验，测试得破乳率为0；③在与上述条件完全相同的情况下，只用30毫升的原油模型乳状液进行平行实验，测试得破乳率为0。
破乳率计算方法同实施例1。
实施例3将本发明的脂肽生物破乳剂进行原油脱水的方法应用于原油采出液的模型乳状液破乳脱水A.原油采出液的配制取含水量达30～40％的两种原油1号和2号，各自搅拌，使油水混合均匀，再将它们混合得原油采出液的模型乳状液；B.脂肽生物破乳剂全培养液的置备同实施例1；C.进行原油脱水取上述B中制取的脂肽生物破乳剂全培养液1毫升，加入到装有上述A中制取的原油采出液的模型乳状液15毫升的带刻度的磨口试管中，放在混匀器上振荡15秒使它们混匀，置于55℃水浴上8小时，进行破乳，测试得破乳率为99％。
D.对照实验①在与上述条件完全相同的情况下，用化学破乳剂DGF-01进行原油脱水实验，测试得破乳率为97％；②在与上述条件完全相同的情况下，用上述B中的以玉米、淀粉或蔗糖为主要原料的培养基1毫升加上述A中制取的原油采出液的模型乳状液15毫升进行平行实验，测试得破乳率为0；③在与上述条件完全相同的情况下，只用16毫升的原油采出液的模型乳状液液进行平行实验，测试得破乳率为0。
破乳率计算方法同实施例1。
实施例4用本发明的脂肽生物破乳剂进行原油脱水的方法与已报道的用生物破乳剂进行原油脱水的方法进行比较实验；文献报道的生物破乳剂多采用诺卡氏菌Nocardia的菌体细胞为破乳活性成分，本发明所采用的是芽孢杆菌Bacillus所产生的脂肽类生物表活剂为破乳活性成分。两者虽都称为生物破乳剂，但存有本质上的不同，它们对乳状液的破乳效果也存有差异，本发明的脂肽类生物破乳剂比现有的诺卡氏菌生物破乳剂的破乳效果更为优异，在相同条件下的实验比较结果见下表。
脂肽生物表活剂与诺卡氏菌对乳状液破乳效果比较
权利要求
1.一种用生物破乳剂进行原油脱水的方法，其特征在于将芽孢杆菌Bacillussp.X3菌株在以碳水化合物为主要原料的培养基中，于33～37℃温度下，通风培养36～48小时，即形成脂肽生物破乳剂---含有脂肽表面活性剂的脂肽生物破乳剂全培养液，将该全培养液∶原油＝0.5～1∶5～8的体积比混匀，在50～60℃温度下保温5～8小时即可脱出原油中的水。
2.按照权利要求
1所述的一种用生物破乳剂进行原油脱水的方法，其特征在于将5～10毫升浓度为1～3×108个/毫升的芽孢杆菌Bacillus sp.X3菌株置于以玉米、淀粉或蔗糖为主要原料的500～1000毫升培养基中，在33～37℃温度下通风培养36～48小时，即制得脂肽生物破乳剂全培养液。
专利摘要
本发明涉及一种用生物破乳剂进行原油脱水的方法，将芽孢杆菌Bacillus sp.X
文档编号C12S1/00GKCN1546612SQ200310107312
公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月12日
发明者梁凤来, 刘如林, 奚艳伟, 张晶, 马建芳 申请人:南开大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan