专利名称：一种生物破乳剂、其制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种破乳剂，具体涉及一种芽孢杆菌及其发酵湿菌体作为生物破乳剂的制备方法以及应用该生物破乳剂处理油田水包油型采出液，以及其他行业产生的水包油型乳化液，使其油、水分离的生物处理技术。
背景技术：
目前，油田采出液的破乳在国外有物理方法和化学方法。物理方法如O/W乳化液的液体薄膜破乳和电子破乳；化学方法如采用酸化、加热、鼓风及加石灰乳等工艺的石油浮选回收技术、加入絮凝剂及通过溶气浮选与空气浮选两种工艺对含油废水中油的去除、采用化学破乳剂如乙烯胺/乙烯甲酰胺的共聚物及其他亲水可溶或可分散共聚物等实现油水分离，在大多数工艺中，采用化学破乳剂的较多。而我国各大型油田采出液的破乳也大多采用化学破乳剂，仅在我国每年消耗破乳剂就达数万吨，化学破乳剂在破乳过程中存在选择性强，应用范围窄，对高粘度原油采出液破乳效果较差，需有机溶剂作助剂等缺点，并且水相中残留产物的难降解性造成环境二次污染。特别是各油田注聚采油、三元复合驱采油规模扩大，采出液乳化更为严重，导致油水分离困难。与化学破乳剂相比，生物破乳剂具有应用范围广，易于降解，对环境污染小，并能通过发酵生产，因而受到国内外的普遍重视。生物破乳剂的研究始于20世纪90年代，从公开发表的文献来看，已筛选获得的生物破乳菌株具有培养时间长(可达140h)，其研究破乳对象以轻质石油烃作模拟乳化液较多，这些生物破乳剂在处理高粘度原油乳化液时，往往效果较差。此外，还有有关细胞分泌的水溶性代谢产物对部分水包油性乳化液进行破乳的报道。没有针对油田高粘度采出液进行生物破乳研究与应用的报道。
发明内容
针对以上问题，本发明公开了一种生物破乳剂，本生物破乳剂采用性能优良可用于大规模工业化生产的芽孢杆菌菌株的发酵湿菌体。
本发明公开的菌株为一株芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美国H16-5)。
芽孢杆菌来自于中国普通微生物菌种保藏管理中心。
本发明的另一目的是公开上述芽孢杆菌菌株低成本发酵生产生物破乳剂的方法。
为实现这一目的，本发明采用以下技术方案以芽孢杆菌为生产菌株，利用液体石蜡为碳源进行发酵，回收发酵液表层菌体作为生物破乳剂，同时，去除表层菌体后剩余清液加入液体石蜡后可再次发酵，反复使用3-5次，成本进一步下降，使得生物破乳剂的大规模工业化生产成为可能。具体步骤a、菌种培养以芽孢杆菌为菌种，选择液体石蜡为碳源，通过斜面菌种培养和摇瓶培养获得高效破乳菌株。
培养基包括NH4CL 0.18-0.546％K2HPO4.3H2O0.27-0.812％MgSO4.7H2O 0.01-0.05％CaCL2.2H2O 0.002％pH 5.5-8.0液体石蜡1-5％
b、发酵将配制好的培养基和破乳菌株分别转入发酵罐中，在通风、温度25-45℃、气水比1-3∶1/min、搅拌速度50-250r/min下发酵24-48小时，得到发酵产物。
C、菌体的回收回收发酵液表层菌体(菌体含水约50％)，作为生物破乳剂用于采出液的破乳。下层清夜添加液体石蜡继续发酵，可反复使用3-5次。
本发明中适合的培养温度为25-45℃，适合的pH值为5.5-8.0。
本发明还有一目的在于提供这种生物破乳剂在油田水包油型采出液及其他水包油型乳化液破乳中的应用。
生物破乳剂的应用方式与化学破乳剂完全相同，利用油田以及其他行业现有的加药、搅拌、沉降以及油水分离设施可达到水包油型采出液以及其它乳化液的有效破乳。生物破乳剂的应用温度范围大(15-50℃)，有效破乳原油粘度可达到700mPa.s(50℃)，生物破乳剂的应用对象除油田采出液外，在炼油、石化、化工、制药、冶金等多种行业水包油型乳化液破乳方面均有大的市场。
本发明具有以下优点1、生物破乳剂易降解，属环境友好性生物制剂；2、生产过程中去除表层菌体后下层清液加入液体石蜡后可再次发酵，反复使用，成本进一步下降，使得生物破乳剂的大规模工业化生产与应用成为可能。
3、生物破乳剂具有使用温度范围大(15-50℃)，能够对高粘度原油(700mPa.s(50℃))乳化液进行有效破乳。
4.生物破乳剂破乳时间缩短，可在1h内达到乳化液的完全破乳。
5.生物破乳剂投加浓度低，最低可达到100ppm以下。
具体实施例方式
实施例一菌剂的制备
1、菌种芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美国H16-5)2、培养基培养基包括NH4CL 0.304％K2HPO4.3H2O0.812％MgSO4.7H2O 0.02％CaCL2.2H2O 0.002％pH6.0发酵用原料油液体石蜡，投加量3％3、摇瓶培养斜面菌种各2环于100ml三角瓶中，30℃，180r/min摇床上培养48小时，转接至装500ml培养基的三角瓶培养48小时。
4、发酵罐生产在10L搅拌发酵罐中加入5L培养基，将上述培养好的大摇瓶菌种一只500ml转接至发酵罐中，在pH6.0，1∶1气水比及单倍、双倍、五倍发酵等不同生产条件下生产复合功能菌剂，出料采用一次出料法。如表1表1发酵罐中单倍、双倍、五倍培养基发酵结果
5、发酵菌体剩余清液作菌种及无机培养基再发酵将单倍培养基培养发酵液去除大部分菌体后的清液4700ml再加300ml自来水，投油100ml继续进行发酵试验。发酵48小时，排出发酵液，回收菌体，再重复上述操作一次。发酵后的剩余清液完全可以再次作为无机培养基使用，且不用再加入菌种，发酵清液作菌种再发酵不影响菌体收率，菌体收率与液蜡加入量有密切关系。反复使用发酵清液可大大降低发酵成本。三次发酵具体结果见下表表2剩余清液多次发酵效果
实施例二发酵菌体用于胜利油田水包油型采出液破乳小试30-35℃条件下，处理胜利油田孤岛采油厂(原油粘度400mPa.s)采出液。在10ml水包油型油田乳化液中，按不同比例投加发酵获得的湿菌体，用手往复摇动200次，静置10分钟，通过观察液面出油情况和下层液澄清度来判断各处理破乳效果。经多次实验，均得出以下结果油-水分层，界面黑白分明，整齐、水平，呈一条线，脱出水无色透明，脱出水含油率50-200ppm。发酵湿菌体的有效投加量在2‰以内。
实施例三发酵菌体用于胜利油田水包油型采出液破乳小试20-25℃条件下，处理胜利油田孤岛采油厂(原油粘度400mPa.s)采出液。在10ml水包油型油田乳化液中，按不同比例投加发酵获得的湿菌体，用手往复摇动200次，静置10分钟，通过观察液面出油情况和下层液澄清度来判断各处理破乳效果。经多次实验，均得出以下结果油-水分层，界面黑白分明，整齐、水平，呈一条线，脱出水无色透明，脱出水含油率50-200ppm。发酵湿菌体的有效投加量在0.1-1‰之间。
实施例四发酵菌体用于大庆油田水包油型采出液破乳小试20-25℃条件下，处理大庆油田第一采油厂采出液(含聚丙烯酰胺200-500ppm)。在10ml水包油型油田乳化液中，按不同比例投加发酵获得的湿菌体，用手往复摇动200次，静置10分钟，通过观察液面出油情况和下层液澄清度来判断各处理破乳效果。经多次实验，均得出以下结果油-水分层，界面黑白分明，整齐、水平，呈一条线，脱出水无色透明，脱出水含油率50-200ppm。发酵湿菌体的有效投加量在0.1-0.5‰之间。
实施例五发酵菌体用于胜利油田水包油型油田采出液破乳中试30-35℃条件下，处理胜利油田孤岛采油厂(原油粘度400mPa.s)采出液。在200L水包油型油田乳化液中，按1‰(体积比)投加发酵湿菌体，在50-250r.p.m机械搅拌装置中搅拌10-20分钟，静置30分钟，观察，油-水分层，界面清晰，破乳率达到96％以上。
权利要求
1.一种生物破乳剂，其特征是采用芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn，1.1413，美国H16-5)菌株的发酵湿菌体。
2.权利要求1所述的生物破乳剂的制备方法为以芽孢杆菌为生产菌株，利用液体石蜡为碳源进行发酵，回收发酵液表层菌体作为生物破乳剂，同时，去除表层菌体后剩余清液加入液体石蜡后可再次发酵，反复使用3-5次，。
3.根据权利要求2所述的生物破乳剂的制备方法，其特征是培养基包括NH4CL 0.18-0.546％K2HPO4.3H2O 0.27-0.812％MgSO4.7H2O0.01-0.05％CaCL2.2H2O0.002％pH5.5-8.0液体石蜡 1-5％。
4.根据权利要求2或3所述的生物破乳剂的制备方法，其特征是发酵条件通风、温度25-45℃、气水比1-3∶1/min、搅拌速度50-250r/min下发酵24-48小时。
5.根据权利要求1所述的生物破乳剂在油田水包油型采出液及其他水包油型乳化液破乳中的应用。
6.根据权利要求5所述的生物破乳剂的应用方式与化学破乳剂完全相同，利用油田以及其他行业现有的加药、搅拌、沉降以及油水分离设施可达到水包油型采出液以及其它乳化液的有效破乳。
全文摘要
本发明涉及一种破乳剂，针对目前化学破乳剂选择性强、效果差和需要助剂等缺点，本发明公开了一种采用性能优良可用于大规模工业化生产的芽孢杆菌菌株的发酵湿菌体进行破乳的生物破乳剂及其生产方法和应用，以芽孢杆菌为生产菌株，利用液体石蜡为碳源进行发酵，回收发酵液表层菌体作为生物破乳剂，并应用在油田水包油型采出液及其他水包油型乳化液破乳，具有环保、高效等优点。
文档编号E21B43/22GK1618952SQ200310110960
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月17日 优先权日2003年11月17日
发明者李大平, 何晓红, 王晓酶, 田崇民, 彭世群 申请人:中国科学院成都生物研究所