專利名稱：一種應(yīng)用于石油開采業(yè)的干粉生物破乳劑及產(chǎn)堿桿菌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于油、水分離的破乳劑，具體涉及干粉生物破乳劑篩 選和制備的方法。
背景技術(shù)：
原油乳狀液的破乳是影響油品、油量的重要環(huán)節(jié)。目前我國(guó)大部分油田采 用的原油脫水藥劑為化學(xué)破乳劑，化學(xué)破乳劑主要有聚氧乙烯和聚氧丙烯的嵌 段共聚物或無規(guī)共聚物，其相對(duì)分子質(zhì)量可由數(shù)千至數(shù)百萬。化學(xué)破乳劑的應(yīng) 用存在以下問題①化學(xué)破乳劑主要依靠其表面活性作用破乳，對(duì)不同油藏類 型、采油方式等具有較強(qiáng)的選擇性，適用性差；②化學(xué)破乳劑一般屬難溶的大 分子有機(jī)物，使用時(shí)需要有機(jī)溶劑作助劑，長(zhǎng)期接觸對(duì)工人的身體健康有一定 影響；③化學(xué)破乳劑屬難降解物質(zhì)， 一旦加入到乳狀液后就難以從體系中去除， 尤其在采出液外排成為采出水處理的發(fā)展趨勢(shì)之后，化學(xué)破乳劑的投加增加了 后續(xù)處理工藝的難度，增加了處理成本。
生物破乳劑是近年來研究新型非化學(xué)破乳劑和破乳方法的一個(gè)熱點(diǎn)，它具 有環(huán)保、高效、廣譜等諸多優(yōu)點(diǎn)。上個(gè)世紀(jì)七十年代末開始，國(guó)外就對(duì)微生物 的破乳機(jī)理和微生物破乳活性的影響因素等進(jìn)行了大量的研究。而國(guó)內(nèi)從90年 代末才開始進(jìn)行微生物破乳方面的研究，尚處于起步階段。從公開發(fā)表的文獻(xiàn) 來看，有破乳活性的微生物主要集中在v4c/w"o^cwsp.， Co^y"e^c^7'ww sp.， M/cracoccws sp.， jVocaWasp.， i^ewdomowos sp.， i /zcxiococciw sp.等幾個(gè)菌屬。 研究者們將菌體的全培養(yǎng)液投入模型或原油乳狀液中，證實(shí)這些菌株的全培養(yǎng) 液具有較好的破乳效果。事實(shí)上，真正起破乳作用的僅是占全培養(yǎng)液體積極小 部分的菌體或是代謝產(chǎn)物。盡管在實(shí)驗(yàn)室研究中采用全培養(yǎng)液作為破乳劑可以 省去菌體或產(chǎn)物的提取過程，但將全培養(yǎng)液真正應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)時(shí)存在著諸多問題， 如全培養(yǎng)液中的其它物質(zhì)，特別是碳?xì)浠衔锶菀讱埩粼诜蛛x后的油相和水相 中，影響油品的質(zhì)量和水處理的效果。同時(shí)，全培養(yǎng)液的儲(chǔ)存和變質(zhì)也是影響 其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的兩大問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)關(guān)鍵是提供一種干粉生物破乳劑，克 服直接將全培養(yǎng)液作為生物破乳劑的投加而帶來的一系列問題。為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案從長(zhǎng)期受石油污染的油田土 壤中篩選得到一株產(chǎn)堿桿菌"/^/Z取""Sp.)，該菌株現(xiàn)以超低溫凍結(jié)的方式保 藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，北京市朝陽(yáng)區(qū)大屯路甲3
號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵編100101，保藏日期2007年8月24日，保 藏編號(hào)2142，分類命名產(chǎn)堿桿菌。利用原油作為碳源對(duì)該菌株進(jìn)行發(fā)酵，將 具有破乳作用的菌體培養(yǎng)混合物從全培養(yǎng)液中分離出來，制得干粉生物破乳劑， 具體的方案如下
菌株的篩選以克拉瑪依油田受石油污染的油田土壤作為篩選來源，將其
投入下述培養(yǎng)基中(L"): NaN03 8.0g， K2HPO42.0g， KH2PO43.0g， MgS04.7H20 0.2g，原油4% (V/V)， CaCl22H20 l.Og， MnS04 l.Og， EDTA 1.4g， pH=7.0。
以5 7天為一個(gè)周期，轉(zhuǎn)接3個(gè)周期后，成功從中篩得一株能用于石油破乳的 產(chǎn)堿桿菌。
菌體干粉制劑的制備將產(chǎn)堿桿菌的全培養(yǎng)液在lOOOOrpm離心分離 10-20min，獲得濕菌體培養(yǎng)混合物，于105匸烘24小時(shí)，研磨制得干粉。 干粉生物破乳劑的投加溫度為35 75。C，投加量為100~200mg/L。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下
1. 制成干粉的生物破乳劑其體積較全培養(yǎng)液大大減少，便于出售、運(yùn)輸和 儲(chǔ)存。
2. 烘干制得的干粉已經(jīng)喪失生命活性，可長(zhǎng)久保存，不存在引入其它微生 物、散發(fā)臭味、破乳效果下降等問題。
3. 干粉生物破乳劑中不含培養(yǎng)基中的其它成分，對(duì)油品質(zhì)量的影響大大降低。
4. 該產(chǎn)堿桿菌為自行篩選的土著菌，適用范圍廣。


圖1為本發(fā)明產(chǎn)堿桿菌細(xì)胞的透射電鏡照片；
圖2為本發(fā)明制備的產(chǎn)堿桿菌干粉生物破乳劑粉末；
圖3為本發(fā)明的產(chǎn)堿桿菌全培養(yǎng)液的表面張力與脫水率隨培養(yǎng)時(shí)間的變化；
圖4為本發(fā)明的產(chǎn)堿桿菌干粉生物破乳劑與菌體懸液破乳效果的比較；
圖5為本發(fā)明的產(chǎn)堿桿菌干粉生物破乳劑對(duì)含聚采出液破乳試驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1: 產(chǎn)堿桿菌的篩選
取3g受石油污染的克拉瑪依油田土壤投加至125mL下述培養(yǎng)基中(I/1) 中NaN03 8.0g， K2HP04 2.0g， KH2P04 3.0g， MgS04.7H20 0.2g，原油4%(CaCl2'2H20 l.Og， MnSO41.0g， EDTA1.4g， pH=7.0。在溫度為30 35。C,轉(zhuǎn)速為 130 150rpm的搖床中培養(yǎng)，以5 7天為一個(gè)周期，轉(zhuǎn)接3個(gè)周期后，通過稀釋 涂布法從中成功分離得一株能用于石油破乳的產(chǎn)堿桿菌(見圖1,圖中樣品放大 倍率為10,000)。 實(shí)施例2:
干粉生物破乳劑的制備和使用
將產(chǎn)堿桿菌的全培養(yǎng)液在10000rpm高速離心分離，獲得濕菌體培養(yǎng)混合物， 于105'C烘24小時(shí)，研磨制得干粉(見圖2)。干粉生物破乳劑可在溫度為35 75。C 條件下使用，投加量為100~200mg/L，用力震蕩200下，靜置2.5小時(shí)，觀察其 破乳效果。
實(shí)施例3:
產(chǎn)堿桿菌全培養(yǎng)液的表面張力與脫水率隨培養(yǎng)時(shí)間的變化
用表面張力儀測(cè)定不同培養(yǎng)時(shí)間的產(chǎn)堿桿菌全培養(yǎng)液的表面張力，并按 10%(V/V)的投加量向乳狀液中投加全培養(yǎng)液，用力震蕩200下，在35'C下靜 置2.5小時(shí)，觀察其破乳效果，結(jié)果見圖3。
由圖3可知，產(chǎn)堿桿菌在培養(yǎng)過程中全培養(yǎng)液的表面張力由最初的 56.3mN/m下降至第6天時(shí)的最低值29.2mN/m，由此可見其在培養(yǎng)過程中生成 了一定的生物表面活性劑。而破乳效果亦隨培養(yǎng)時(shí)間變化。接菌初始，全培養(yǎng) 液幾乎無破乳能力，之后破乳能力逐步提高，至第6d時(shí)達(dá)到最大值62.7。/。。
實(shí)施例4:
生物破乳劑干粉懸液與菌體懸液破乳效果的比較
將培養(yǎng)6d的產(chǎn)堿桿菌全培養(yǎng)液于10000 rpm離心10min，再水洗一遍，得 到的離心菌體分為相同質(zhì)量的兩等份。 一份在105。C烘箱中烘24h，研磨制得干 粉，稱重后加水配成濃度為2g/L的干粉懸液，并用超聲波分散均勻。另一份加 入與前者相同體積的蒸餾水，制得菌懸液，其菌體濃度換算到干重亦為2g/L。 將干粉懸液與菌懸液均以200mg/L (菌懸液的濃度是按該菌懸液里所含的菌體若 烘干成干粉后的濃度為200mg/L計(jì)算的)的投加量進(jìn)行破乳試驗(yàn)，結(jié)果見圖4。
由圖4可知，生物破乳劑干粉懸液與菌懸液均有很好的破乳效果，150min 的脫水率達(dá)到83.3%和96%。
實(shí)施例5:
將本發(fā)明的干粉生物破乳劑應(yīng)用于新疆克拉瑪依油田采油一廠采出液的破
乳
克拉瑪依油田采油一廠采出液屬稀油乳狀液，含水率為50%。在5(TC條件 下，往50mL采出液中投入100mg/L干粉生物破乳劑，用力震蕩200次，靜置 150min，脫水率達(dá)到66.7%。而現(xiàn)場(chǎng)使用的化學(xué)破乳劑投加量為200mg/L時(shí)， 150min脫水率僅為38.5%。實(shí)施例6:
將本發(fā)明的干粉生物破乳劑應(yīng)用于新疆克拉瑪依油田采油二廠采出液的破
乳
克拉瑪依油田采油二廠采出液屬稀油乳狀液，含水率為66.7%。在50。C條 件下，往50mL采出液中投入100mg/L干粉生物破乳劑，用力震蕩200次，靜 置150min，脫水率達(dá)到88.2%。而現(xiàn)場(chǎng)使用的化學(xué)破乳劑投加量為100mg/L時(shí)， 150min脫水率僅為84.7%。
實(shí)施例7:
將本發(fā)明的干粉生物破乳劑應(yīng)用于新疆油田含聚采出液的破乳
某稀油采出液含水率為50%，將現(xiàn)場(chǎng)使用的聚合物(PAM，聚丙烯酰胺)配制 成2000mg/L的使用液投加至采出液中混勻模擬含聚采出液。在5(TC條件下，往 50mL采出液中投入100mg/L干粉生物破乳劑或100mg/L化學(xué)破乳劑，用力震 蕩200次，靜置150min，比較兩種破乳劑的破乳效果。具體結(jié)果見圖5。由圖 數(shù)據(jù)說明生物破乳劑對(duì)不同濃度的含聚采出液均有較好的破乳效果，且脫水 率均優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)使用的化學(xué)破乳劑。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于石油開采業(yè)的干粉生物破乳劑的產(chǎn)堿桿菌，特征在于為產(chǎn)堿桿菌Alcaligenes sp.，中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏日期2007年8月24日，保藏編號(hào)2142。
2. 培養(yǎng)權(quán)利要求1所述產(chǎn)堿桿菌的方法，特征在于其培養(yǎng)基為(L"):NaN03 8.0g， K2HPO42.0g， KH2PO43,0g， MgS04'7H20 0.2g，原油4 V/V%， CaCl2.2H20 l.Og， MnSO41.0g， EDTA1.4g， pH=7.0， 30 35。C下培養(yǎng)5 7天。
3. 制備權(quán)利要求1所述菌體的干粉制劑方法，特征在于將培養(yǎng)5-7天的 產(chǎn)堿桿菌的全培養(yǎng)液在lO，OOOrpm高速離心分離10-20min，獲得濕菌體 培養(yǎng)混合物，于105"C烘24小時(shí)，研磨制得干粉。
4. 如權(quán)利要求3所述方法制備得到的產(chǎn)堿桿菌干粉制劑，特征在于制劑顏 色為淡黃色，堆積密度為0.5~0.6g/cm3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的產(chǎn)堿桿菌干粉制劑作為破乳劑的應(yīng)用，特征在于 使用溫度在35 75"C之間，干粉配制劑濃度在100 200mg/L之間，破乳 時(shí)間在120 150min之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的產(chǎn)堿桿菌干粉制劑作為破乳劑的應(yīng)用，特征在于 用于石油開采業(yè)、石油化工和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的含油廢水的處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于石油開采業(yè)破乳的干粉生物破乳劑及產(chǎn)堿桿菌。從受石油污染的油田土壤中篩選到一株產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes sp.)。將產(chǎn)堿桿菌的全培養(yǎng)液在10000rpm離心分離，獲得濕菌體，于105℃烘24小時(shí)，研磨制得干粉。該干粉生物破乳劑在油田現(xiàn)場(chǎng)做現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，投加量為100～200mg/L時(shí)，120～150min脫水率達(dá)到66.7～96.5％，優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)使用的化學(xué)破乳劑。通過將具破乳作用的菌體培養(yǎng)物烘干制成粉劑，解決了全培養(yǎng)液型生物破乳劑在售賣、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等方面的不便，也降低了全培養(yǎng)液變質(zhì)引起破乳效果下降和全培養(yǎng)液中其它組分影響油品和后續(xù)水處理效果的可能性。
文檔編號(hào)C12N1/20GK101407769SQ20071004696
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月11日
發(fā)明者煒 關(guān), 佳 劉, 琪 周, 徐競(jìng)成, 費(fèi)曉明, 岳 聞, 陸麗君, 黃翔峰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)