專利名稱:一種用生物破乳劑進行原油脫水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求保護的技術(shù)方案涉及分解乳化液，具體地說是用生物破乳劑進行原油脫水的方法。
背景技術(shù)：
原油中含有過多的水分，在加工過程中不但會增加熱能消耗，還會影響催化劑作用效果，而且由于在高溫下水和油同時汽化，體積迅速膨脹，會造成沖塔等事故；又由于原油內(nèi)的水中含有無機鹽類，會對煉油設(shè)備造成腐蝕，降低煉油設(shè)備的壽命；另外，原油中水含量的多少直接影響油田儲運負荷及管線腐蝕，作為燃料時水含量還會降低其發(fā)熱值，同時，還會給原油計量帶來誤差。因此，在石油運輸和精煉時，必須要求原油的含水量在0.5％以下，所以原油乳狀液的破乳脫水是石油加工過程中非常重要的環(huán)節(jié)之一。尋求有效的破乳地方法是人們普遍關(guān)心的問題。
目前，工業(yè)上最常用的原油破乳方法仍是加入化學(xué)破乳劑。由于原油乳狀液的復(fù)雜性，雖然化學(xué)破乳劑的破乳速度較快，但用量大，專一性太強，不能普遍適用于各種性質(zhì)的原油采出液，而且還會造成對環(huán)境的污染。
用生物破乳劑進行原油脫水的機理在于，有些微生物在其生長代謝過程中能夠產(chǎn)生具有表面活性的物質(zhì)，這些表面活性物質(zhì)被稱為生物表面活性劑，它分子量小，具有很好的表面活性，容易滲透到油水界面，插入油水界面的空隙，從而使界面膜不穩(wěn)定，其機理與化學(xué)破乳劑相同。另外它還會修飾菌體細胞表面和固體粒子，改變其潤濕性，使其適于破乳。雖然對各種微生物的破乳能力研究從上一世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始，在國外，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等均對不同的菌種的破乳能力進行過研究，得到相似的結(jié)論，即微生物的破乳能力來自于菌體細胞。但是，若以他們研究采用的菌種為破乳劑，需將菌體從培養(yǎng)液中分離出來，生產(chǎn)成本很大。因此，到目前為止，實際用于工業(yè)原油油水分離的生物破乳劑很少，用生物破乳劑進行原油脫水的報道也很有限。US 4,432,887報道了一種微生物起源的破乳劑，選用的微生物有Nocardia，Rhodococcus，Arthrobacter，Corynebacterium or Mycobacterium，其中實際用做破乳劑是Nocardia amarae，Rhodococcus aurantiacus and Rhodococcus rubropertinctus；JP 09-173704介紹用含有屬于交替單細胞菌(Alteromonas)的細菌培養(yǎng)液來分離油水乳液；1998，我國河北省環(huán)境監(jiān)測中心站徐遠春等人撰文---生物破乳劑性能研究(環(huán)境保護，1998，(6))，也研究了Nocardia amarae菌種的破乳性能?？偲饋碚f，現(xiàn)有用生物破乳劑進行原油脫水方法的破乳效率不高，破乳速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是本發(fā)明提供一種用生物破乳劑進行原油脫水的方法，它是利用微生物產(chǎn)生的脂肽表面活性劑達到破乳目的，將含脂肽的微生物發(fā)酵全培養(yǎng)液直接與原油混合實現(xiàn)破乳，克服了現(xiàn)有用生物破乳劑進行原油脫水方法的破乳效率不高，破乳速度慢的缺點。
本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將芽孢桿菌Bacillus sp.X3菌株在以碳水化合物為主要原料的培養(yǎng)基中，于33～37℃溫度下，通風(fēng)培養(yǎng)36～48小時，即形成脂肽生物破乳劑---含有脂肽表面活性劑的脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液，將該全培養(yǎng)液∶原油＝0.5～1∶5～8的體積比混勻，在50～60℃溫度下保溫5～8小時即可脫出原油中的水。
本發(fā)明的有益效果是經(jīng)過對用于原油脫水的生物破乳劑的微生物的反反復(fù)復(fù)篩選實驗，本發(fā)明終于首次篩選到具有很好破乳能力的菌種---芽孢桿菌Bacillus sp.X3菌株，并且分離到了具有破乳能力的活性成分——脂肽生物表面活性劑，又首次發(fā)現(xiàn)該脂肽生物表面活性劑具有很好的破乳能力，通過無數(shù)次實驗，才又證明，不需要分離，直接使用芽孢桿菌Bacillus sp.X3菌株在以碳水化合物為主要原料的培養(yǎng)基中形成的全培養(yǎng)液即可快速、高效地進行原油脫水。以下的實施例1～4證明，本發(fā)明的用脂肽生物破乳劑進行原油脫水方法的破乳效率和破乳速度均好于化學(xué)破乳劑和現(xiàn)有的生物破乳劑。
具體實施方式
實施例1將本發(fā)明的脂肽生物破乳劑進行原油脫水的方法應(yīng)用于水/油模型乳狀液破乳脫水A.配制水/油模型乳狀液將含有1.67％Span80的煤油溶液與蒸餾水以90∶60比例混合，用攪拌機以10000r/min高速攪拌1分鐘，可形成乳白色液體。經(jīng)染色法鑒定為水/油型乳狀液。
B.脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液的置備將5～10毫升濃度為1～3×108個/毫升的芽孢桿菌Bacillus sp X3菌株置于以玉米、淀粉或蔗糖為主要原料的500～1000毫升培養(yǎng)基中，在33～37℃溫度下通風(fēng)培養(yǎng)36～48小時，即制得脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液。培養(yǎng)基的配置方法是業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟知的。
C.進行原油脫水取上述B中制取的脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液0.5～1毫升，加入到裝有上述A中制取的水/油型模型乳狀液5～8毫升的帶刻度的磨口試管中，放在混勻器上振蕩15秒使它們混勻，置于55℃水浴上8小時，進行破乳，測試得破乳率為99％。
D.對照實驗①在與上述條件完全相同的情況下，用化學(xué)破乳劑DGF-01進行原油脫水實驗，測試得破乳率為97％；②在與上述條件完全相同的情況下，用上述B中的以玉米、淀粉或蔗糖為主要原料的培養(yǎng)基0.5～1毫升加上述A中制取的水/油型模型乳狀液5～8毫升進行平行實驗，測試得破乳率為0；③在與上述條件完全相同的情況下，只用5.5～9毫升的水/油型模型乳狀液進行平行實驗，測試得破乳率為0。
破乳率的計算方法是破乳率＝(初始乳狀液體積-破乳一定時間后的剩余乳狀液體積)×100/初始乳狀液體積數(shù)實施例2將本發(fā)明的脂肽生物破乳劑進行原油脫水的方法應(yīng)用于原油模型乳狀液破乳脫水A.原油模型乳狀液的配制取大港油田的J9-19原油90毫升和60毫升熱蒸餾水，用攪拌機以10000r/min攪拌2分鐘，可形成黑褐色乳狀液，經(jīng)染色法鑒定為水/油型乳狀液，測其含水量為40％，可穩(wěn)定數(shù)月之久，作為原油模型乳狀液；B.脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液的置備同實施例1；C.進行原油脫水取上述B中制取的脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液5毫升，加入到裝有上述A中制取的原油模型乳狀液25毫升的大試管中，用橡膠塞子封口，放在混勻器上振蕩30秒，使它們混勻，置于55℃水浴上5小時，進行破乳，測試得破乳率為99％。
D.對照實驗①在與上述條件完全相同的情況下，用化學(xué)破乳劑DGF-01進行原油脫水實驗，破乳率為77％；②在與上述條件完全相同的情況下，用上述B中的以玉米、淀粉或蔗糖為主要原料的培養(yǎng)基5毫升加上述A中制取的原油模型乳狀液25毫升進行平行實驗，測試得破乳率為0；③在與上述條件完全相同的情況下，只用30毫升的原油模型乳狀液進行平行實驗，測試得破乳率為0。
破乳率計算方法同實施例1。
實施例3將本發(fā)明的脂肽生物破乳劑進行原油脫水的方法應(yīng)用于原油采出液的模型乳狀液破乳脫水A.原油采出液的配制取含水量達30～40％的兩種原油1號和2號，各自攪拌，使油水混合均勻，再將它們混合得原油采出液的模型乳狀液；B.脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液的置備同實施例1；C.進行原油脫水取上述B中制取的脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液1毫升，加入到裝有上述A中制取的原油采出液的模型乳狀液15毫升的帶刻度的磨口試管中，放在混勻器上振蕩15秒使它們混勻，置于55℃水浴上8小時，進行破乳，測試得破乳率為99％。
D.對照實驗①在與上述條件完全相同的情況下，用化學(xué)破乳劑DGF-01進行原油脫水實驗，測試得破乳率為97％；②在與上述條件完全相同的情況下，用上述B中的以玉米、淀粉或蔗糖為主要原料的培養(yǎng)基1毫升加上述A中制取的原油采出液的模型乳狀液15毫升進行平行實驗，測試得破乳率為0；③在與上述條件完全相同的情況下，只用16毫升的原油采出液的模型乳狀液液進行平行實驗，測試得破乳率為0。
破乳率計算方法同實施例1。
實施例4用本發(fā)明的脂肽生物破乳劑進行原油脫水的方法與已報道的用生物破乳劑進行原油脫水的方法進行比較實驗；文獻報道的生物破乳劑多采用諾卡氏菌Nocardia的菌體細胞為破乳活性成分，本發(fā)明所采用的是芽孢桿菌Bacillus所產(chǎn)生的脂肽類生物表活劑為破乳活性成分。兩者雖都稱為生物破乳劑，但存有本質(zhì)上的不同，它們對乳狀液的破乳效果也存有差異，本發(fā)明的脂肽類生物破乳劑比現(xiàn)有的諾卡氏菌生物破乳劑的破乳效果更為優(yōu)異，在相同條件下的實驗比較結(jié)果見下表。
脂肽生物表活劑與諾卡氏菌對乳狀液破乳效果比較


權(quán)利要求
1.一種用生物破乳劑進行原油脫水的方法，其特征在于將芽孢桿菌Bacillussp.X3菌株在以碳水化合物為主要原料的培養(yǎng)基中，于33～37℃溫度下，通風(fēng)培養(yǎng)36～48小時，即形成脂肽生物破乳劑---含有脂肽表面活性劑的脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液，將該全培養(yǎng)液∶原油＝0.5～1∶5～8的體積比混勻，在50～60℃溫度下保溫5～8小時即可脫出原油中的水。
2.按照權(quán)利要求
1所述的一種用生物破乳劑進行原油脫水的方法，其特征在于將5～10毫升濃度為1～3×108個/毫升的芽孢桿菌Bacillus sp.X3菌株置于以玉米、淀粉或蔗糖為主要原料的500～1000毫升培養(yǎng)基中，在33～37℃溫度下通風(fēng)培養(yǎng)36～48小時，即制得脂肽生物破乳劑全培養(yǎng)液。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種用生物破乳劑進行原油脫水的方法，將芽孢桿菌Bacillus sp.X
文檔編號C12S1/00GKCN1546612SQ200310107312
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月12日
發(fā)明者梁鳳來, 劉如林, 奚艷偉, 張晶, 馬建芳 申請人:南開大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan